Докембрий.
Эпоха пребывания Земли в раскаленном состоянии недоступна изучению современными методами и поэтому в самостоятельную эру обычно не выделяется. Пока никто не может сказать, как долго продолжалась эта «звездная» стадия нашей планеты. Возможно, правы физики – последователи Бюффона, что Земля в «звездном» состоянии существовала не менее 10 миллионов лет. Геологи не включают этот период существования нашей планеты в свои исследования.
Азойская или архейская эра уже доступна геологическому изучению. Это колоссальный промежуток времени от образования первичной твердой коры на еще весьма горячей Земле до протерозойской эры или до кембрийского периода палеозойской эры. Автором термина «архейская эра» является Джемс Дэна (Дэйн), крупнейший геолог, минералог и зоолог XIX века, работы которого не потеряли актуальности до наших дней. В геологическом строении Земли он выделял мощный слой архейских пластов без следов жизни.
Кстати, это увесистый булыжник в огород панспермистов, и они очень не любят вспоминать о работах Дэна. И в самом деле, ведь если жизнь вечна во Вселенной, и ее споры, семена или зародыши непрерывным дождем льются из Космоса на все небесные тела, то они точно так же падали и на раскаленную Землю, и на ее первичную, остывающую кору. Следы этого дождя органических веществ из Космоса непременно должны обнаруживаться во всех без исключения слоях земной коры. Но, к огорчению панспермистов, давно и неоднократно доказано, что есть на Земле древнейшие пласты, которые не содержат никаких следов не только жизни, но и просто органических веществ.
Утверждение Дэна убедительно подтвердилось советскими учеными в последний период существования СССР. Образцы пород, извлеченные из нескольких сверхглубоких скважин, пробуренных в различных точках страны, не имели никаких следов жизни, в них даже отсутствовали какие-либо органические вещества.
Дэна делил архейскую эру на несколько периодов. Первый период образования начальной коры на поверхности еще горячей и безводной Земли он называл ангидридным, безводным. Вода в жидком состоянии при той высокой температуре еще не могла существовать. Возможно, она не существовала тогда даже в парообразном состоянии, ибо при температуре около 2000оС молекула воды распадается на составляющие элементы: водород и кислород.
Раскаленная или расплавленная Земля постепенно остыла, и на ее поверхности образовалась твердая кора. Дэна считал, что первичная земная кора представляла собой тонкий пласт шлакообразных веществ из соединений наиболее распространенных элементов: кальция, алюминия, магния, кремния и кислорода. Именно тогда образовались первичные оливины, граниты, гнейсы и всевозможные силикаты. Эти соединения как более легкие «всплывали» на поверхность еще раскаленной Земли в догеологический или «звездный» период ее истории, а более тяжелые металлы: железо, никель, медь, ртуть и т.д., - оседали ближе к центру планеты.
Раскаленная Земля имела мощную газовую атмосферу. Эту первичную атмосферу составляли легкие элементы и их соединения в газообразном состоянии. Из-за различия в атомной и молекулярной массе газообразные элементы первичной атмосферы имели различные скорости убегания, и самые легкие из них постепенно рассеялись в мировом пространстве. Именно в тот период Земля потеряла водород и гелий. Эти элементы составляют значительную часть космических тел и межзвездного пространства, но в свободном состоянии на Земле встречаются в ничтожных количествах.
В ангидридный период первичная тонкая кора часто прорывалась изнутри клокочущей раскаленной магмой. Происходили гигантские извержения газообразных веществ и жидкой магмы. Масштабы тех извержений сейчас трудно представить. Возможно, вся поверхность Земли тогда представляла из себя сплошное кипящее жерло чудовищного вулкана с островками твердой коры.
По гипотезе Дэна после охлаждения первичной земной коры до температуры ниже 365 градусов Цельсия наступил океанический период архейской эры. 365 градусов – это критическая температура кипения воды при высоких давлениях. Кстати, высокое давление могла создавать только мощная, очень плотная атмосфера. Эта первичная атмосфера состояла из простейших газообразных химических соединений: парообразной воды, углекислого газа, метана, аммиака. На Земле впервые появилась жидкая, конденсированная вода. На тонкую, горячую земную кору обрушились невиданные по мощности ливни, которые образовали первые, еще безжизненные кипящие океаны. Сколько времени длился этот поистине всемирный потоп, неизвестно. Можно полагать, что он продолжался не один миллион лет, ибо распад радиоактивных элементов еще поставлял достаточно энергии, и Земля остывала очень медленно.
Откуда взялась вода на горячей планете? Можно, конечно, предполагать, что вода появилась на Земле в результате Божественного акта, или что ее завезли к нам в цистернах заботливые Пришельцы. Но есть более простое объяснение. Еще в VI веке нашей эры глубоковерующий христианский богослов блаженный Августин изрек: не сочиняйте новых сущностей сверх известных. То есть, не надо выводить на сцену дьявола или загадочных пришельцев, если новое для нас явление вполне объясняется известными законами физики, химии и прочих точных и не очень точных наук.
Вода – соединение водорода с кислородом. Водород – самый распространенный элемент во Вселенной. Звезды и межзвездный газ состоят, в основном, из водорода. Наше Солнце состоит из водорода минимум на 50%. Наверно, водород составлял значительную часть нашей Земли в «звездном» состоянии. Основное количество свободного водорода улетучилось в бескрайний Космос при остывании Земли, и в наши дни водорода осталось всего около 1% от массы земной коры.
Сейчас практически весь этот водород находится в химически связанном состоянии, главным образом в виде воды. Ну, а кислород составляет больше половины массы земной коры, включая атмосферу. В свободном виде он находится в воздухе - около 23%, этим кислородом дышат наземные животные, включая нас, Человеков. Еще около 1% кислорода растворено в воде мирового океана, и этого хватает для дыхания всем жителям подводного царства. А в химически связанном виде кислород содержится в той же воде - 89%, в песке – 53%, в глине – 56%. Даже мы, нормальные россияне, состоим на 65% из связанного кислорода.
Читатель, знакомый хотя бы понаслышке со школьной химией, легко согласится, что в период остывания Земли свободный водород охотно соединялся со свободным кислородом, которого на горячей еще Земле тоже имелось достаточно. Эта простейшая химическая реакции породила все изобилие воды на планете. Причем, в те далекие времена воды на Земле было гораздо больше, чем сейчас. Какая-то ее часть за последующие миллиарды лет испарилась в Космос, и этому очень способствовала высокая температура первичной земной коры. Эту высокую температуру теперь дополнительно поддерживало тепло, которое выделялось при взаимодействии кислорода с водородом, - эта реакции весьма экзотермична. Часть первичной воды расходовалась на химические реакции, и ее элементы переходили в состав минералов. Но свободной воды все же оставалось вполне достаточно.
Потоки кипящей воды обрушивались с небес на горячую Землю и взрывообразно превращались в пар, подобно капле воды на раскаленной сковородке. Пары воды поднимались вверх, там охлаждались и снова низвергались чудовищным водопадом вниз, пока Земля не остыла настолько, чтобы жидкая вода могла сохраняться на ней. Первичный океан, по-видимому, покрывал всю Землю. Под слоем воды, под тонкой корой первичного океанского дна продолжались мощнейшие движения магмы, кора постепенно утолщалась, стали появляться первые в истории Земли участки остывшей суши, зародыши будущих континентов.
Еще недавно геологи считали, что первым таким праконтинентом, точнее, островом среди вселенского океана, стал «Ангарский материк» - древнейшая масса суши, появившаяся к концу архейской эры в районе озера Байкал и реки Ангары. Геологи дали этому участку суши романтическое название «древнее темя Азии». Вокруг этого «темени», особенно с юга, происходило поднятие с морского дна мощных горных цепей. Однако сейчас эта гипотеза оспаривается: возможно, горы у Байкала моложе, не позднее палеозойской эры, - каледонская и герцская складчатости.
Установить древнейшие участки земной коры трудно, ибо они постоянно уничтожались последующими процессами переплавления, перекристаллизации и разрушения. Лучше всего такие древнейшие архейские отложения, состоящие из кристаллических пород: граниты, гнейсы, слюдяные сланцы, - изучены в Финляндии, Канаде и США. Со временем эти кристаллические породы покрывались осадочными: песками, глиной, известняком и т.д.
К концу архейской эры наметились устойчивые массивы твердых участков земной коры, «щиты», - древнейшие прообразы будущих континентов. Это канадский щит в Северной Америке; русский щит в европейской части СССР и в Скандинавии; сибирский щит между Леной и Енисеем, включая часть Забайкалья; китайский щит в восточной части Китая; африкано-бразильский, индо-австралийский и южно-полярный щиты. Архейские породы кое-где выходят на поверхность, например, в Финляндии, но в основном они скрыты под позднейшими осадочными породами, как на Русской равнине.
Эту безжизненную эпоху некоторые специалисты включают в археозойскую эру и продляют ее до начала кембрийского периода палеозойской эры, - это так называемый докембрий. Другие считают, что жизнь в простейшем проявлении в виде микроскопических сгустков живой протоплазмы возникла в конце археозойской эры. Эта точка зрения кажется более объективной. Ведь и Дэна на зарождение жизни отводит специальную эозойскую эру, эру зари жизни. Пожалуй, можно поверить авторитету великого Дэна и выделить время зарождения жизни на Земле в отдельную эру.
.