Как развивалась жизнь на Земле

Экзогенные процессы

На формирование поверхности Земли большое влияние оказывает выветривание. Оно обусловлено многими причинами. Выветривание представляет собой дробление пород под воздействием колебания температур. Каждая порода состоит из одного, двух или нескольких минералов. От нагревания разные минералы по-разному расширяются, от охлаждения — по-разному сжимаются. В твердой породе впоследствии появляются трещины, и постепенно она рассыпается на обломки. Физическому выветриванию способствует и корневая система растений. Попадая в трещины, вода замерзает, расширяется и давит на стенки трещины с силой, достигающей иногда десятков тысяч ньютонов на 1 см² поверхности. Все это приводит к возникновению россыпей и каменных потоков, которые скатываются с вершин скал вниз, заполняя впадины, выравнивая рельеф.

Породы разрушаются лишайниками, поглощающими из них различные соли. Из выделяемого растениями углекислого газа и воды образуется угольная кислота, также способствующая разрушению пород. В почве и атмосфере присутствует множество химических веществ, превращающих минералы в легко растворимые в воде соду, поташ, кислоты, соли. От породы остаются лишь нерастворимые остатки: песок, глина. Все эти процессы приводят к химическому выветриванию пород. Микроорганизмы, увеличивая скорости химических реакций, в отдельных случаях в несколько десятков раз способствуют химическому выветриванию. Растения поглощают из почвы различные химические вещества, а вместе с отмершими растениями многие вещества попадают в почву.

Способствует выветриванию и деятельность водных потоков, которые, разрушают породы, переносят и откладывают их. В верховье река течет быстрее, вода легко дробит горные породы и переносит крупные обломки, порою даже глыбы. Ниже скорость течения меньше, вода переносит небольшие обломки. В устье скорость течения совсем незначительна, следовательно, река может переносить только ил. Таким образом сортируются обломки от верховья к устью. За тысячи лет реки перенесли огромное количество каменного материала, изрезали горы глубокими каньонами, намыли острова, образовали озера.

В связи с вращением земного шара во всех реках один берег подмывается водой сильнее. Постепенно река меняет свое русло в направлении этого берега. Противоположный берег остается плоским и широким. Если на пути реки встречаются месторождения каких-либо полезных ископаемых, она их размывает, а содержащиеся в них руды переносит и откладывает ниже по течению. Так образовалось большинство рассыпных месторождений на Земле.

Просачивающаяся через растворимые породы (известняк, гипс), вода растворяет их. Поверхность пород покрывается выбоинами, которые постепенно углубляются рытвинами. По трещинам вода проникает в глубь массивов пород, продолжая их растворять. Вода становится особенно хорошим растворителем, если содержит кислоты. В результате растворяющего действия воды в Земле образуются пустоты. Если они находятся вблизи поверхности Земли, то породы, залегающие сверху, могут сползти в эти пустоты, а на поверхности появляются трещины, воронки, пропасти. По ним вода проникает на значительную глубину и образует пещеры, подземные озера, подземные реки.

Геологическая деятельность моря связана прежде всего с прибоем, приливами и отливами, морскими течениями. Насколько быстро море может размыть берега, свидетельствует тот факт, что остров Гельголанд за 900 лет был почти полностью размыт: из 900 км² его площади осталось лишь 1,5 км².

С удалением от берега сила морских волн убывает. Поэтому у самого берега откладывается крупнообломковый материал, дальше в глубь моря — песок и ил. Изучение морских отложений позволяет судить о том, наступало ли море на сушу или отступало. Если на крупнообломковом материале залегает более мелкий, значит, глубина моря возрастала, и оно наступало на сушу. Если же на иле залегает песок, а на нем галька, значит, глубина моря уменьшалась, и оно отступало от суши.

В море живет огромное количество растений и животных. Диатомовые водоросли и радиолярии имеют кремнеземный наружный скелет. Отмирая, они падают на дно. Из их скелетов за миллионы лет образовались довольно значительные залежи трепела, мела, кремнистого сланца.

Зеленые водоросли были первыми на Земле растениями, выделяющими в ее атмосферу свободный кислород. По мнению многих ученых, из остатков различных водорослей образовалась нефть. Коралловые полипы дали мощные залежи известняков. В образовании известняков принимали участие также брахиоподы, моллюски, иглокожие, мшанки и другие группы животных.

С деятельностью железобактерий связаны залежи железных руд.

Море слой за слоем откладывает на больших площадях разнообразные обломки, ил. Остатки же обитавших в море животных и растений сохраняются в слоях в виде окаменелостей, отпечатков скелетов. Из этих остатков образовались породы, называемые осадочными, так как они отложились в виде каменных осадков.

Значительную геологическую деятельность проявляли ледники. Около 25 тыс. лет тому назад ледник покрывал почти всю северную и среднюю части Европы и большую часть Северной Америки. Его толщина достигала одного километра. Несколько раз Европа и Северная Америка покрывались льдом и несколько раз наступало потепление, ледник таял, а затем вновь надвигался с севера, достигая линии Днепропетровск — Дрезден. Этот гигантский ледник перенес миллионы тонн обломочного материала — глыбы массой свыше тысячи тонн и мелкий песок, вырыл русла многих современных рек и впадины озер, заполнившиеся затем ледниковыми водами. Теплолюбивые растения и животные отступили далеко на юг. На месте степей выросли леса из холодостойких пород, а леса уступили место тундрам.

Чем же были обусловлены большие оледенения? Возможно, тем, что на Землю попадало меньше солнечного тепла. А может быть, тем, что уменьшилось количество углекислого газа в атмосфере Земли.

По мнению некоторых ученых, оледенения не было вообще, а приписываемые ему отложения были сформированы потоками, перенесены льдами и айсбергами или навеяны ветром.

Даже небольшой ветерок может поднять и перенести мелкую пыль. Ураганы же, скорость которых достигает 100 м/с, способны поднять в воздух глыбы массой в десятки килограммов. Сдувая с поверхности Земли обломки пород, ветер более мелкие из них поднимает на большую высоту и переносит далеко, крупные же обломки остаются ближе или просто перекатываются на другое место. Обломками ветер шлифует встречающиеся на его пути породы.

Велика работа ветра в пустынях. Равнинная поверхность и отсутствие растений делают возможным перенос обломков на значительные расстояния.

Ветер, перенося семена и споры, способствует распространению растений на новые участки Земли. Иногда он переносит также мелких животных, например насекомых.

Человечество проводит значительную геологическую работу. Ежегодно во всем мире из земной коры добывается свыше 100 миллиардов тонн различных пород и минералов. Ведутся обширные работы по мелиорации земель. Создаются искусственные водохранилища. Влияние человека на биосферу огромно.