Концепция тектоники литосферных плит.

Кора современных континентов в основном древняя, в среднем не моложе 2 млрд. лет, а кора океанов нигде не старше 180 млн. лет. Это объясняется тем, что в океанах постоянно происходит процесс обновления коры и именно с этим связано образование основных черт океанского ложа. Для ранней Земли основная энергия поставлялась радиоактивными распадами некоторых элементов (например, 40К). Разогретые потоки вещества из горячих центральных областей Земли за счет конвекции идут к поверхности планеты, а нисходящие потоки уносят вещество поверхности в глубь Земли. Формировавшаяся литосфера оказалась разбитой на отдельные плиты. Замкнутые конвективные потоки создают горизонтальные направления сил, движущих плиты. Вдоль границ литосферных плит расположены зоны повышенной тектонической активности. Прослеживая движения материковых массивов в обратном направлении к их исходным позициям, можно заметить, что континенты, окружающие Атлантический океан, когда-то были частями единого массива суши, расколовшегося около 180 млн. лет назад. Гипотезу дрейфа континентов активно пропагандировал немецкий геофизик Альфред Вегенер, который связал вместе совпадение очертаний береговых линий материков (геоморфологические признаки), продолжение геологических пород возрастом более 180 млн. лет за пределы континентов (геологические признаки), совпадение направлений намагниченности предполагаемых разломов (палеомагнитные данные), сведения о распространении геологических видов и климатических зон (палеоботаника и палеоклиматология).

Можно ожидать, что жизнь суперконтинента длится около 100 млн. лет. Океаны, образующиеся при расколе суперконтинента, не могут существовать более 400 млн. лет. Таким образом, каждые 500 млн. лет все континенты собираются в единый массив суши.

Гидросфера и атмосфера.

Самые верхние оболочки Земли, гидросфера и атмосфера имеют очень незначительную массу, и возникли на самых ранних стадиях формирования планеты. Ученые предполагают, что Земля подвергалась бомбардировке планетезималиями (вещество газопылевого облака). Удары сопровождались сильным локальным разогревом и плавлением земных пород и планетезималий. При этом выделялись газы и пары, содержащиеся в породах. Пары воды конденсировались, образуя гидросферу. В результате ударной дегазации Земля теряла водород и гелий, но сохраняла более тяжелые газы. Кроме ударной дегазации, часть воды и атмосферы образовались за счет вулканической деятельности. Обе внешние оболочки активно взаимодействуют друг с другом и с остальными оболочками Земли. Каждая из этих оболочек представляет собой открытую систему, способную к саморегуляции и самоорганизации.

Теории появления живого.

Мы можем ответить на вопросы: Что такое Вселенная? Как она "устроена"? Как она развивается? Новые вопросы: Что такое Жизнь? Как она возникла? Из чего она "построена"?

Вот что говорится в Библии:

Первая книга Моисеева. БЫТИЕ Глава 1 В начале сотворил Бог небо и Землю. Земля же была безводна и пуста, и тьма Над бездною; и Дух Божий носился над водою. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. И увидел Бог свет, что он хорош; и отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один. И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, Душу живую; и птицы да полетят над Землею, по тверди небесной. И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее. И увидел Бог, что это хорошо. И благословил их Бог, говоря: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте воды в морях, и птицы да размножаются на Земле. И был вечер, и было утро: день пятый.

Академик Опарин: жизнь - "белковые тела, обладающие упорядоченным обменом веществ". Не учитывается - размножение.

Академик А.А.Ляпунов: жизнь - "высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состоянием отдельных молекул".

Живой целостной системе присущи следующие свойства:

• множественность элементов, из которых она состоит;

• наличие связей как между элементами, так и с внешней средой;

• наличие взаимодействий с помощью этих связей как между элементами, так и с внешней средой;

• согласованная организация взаимодействия элементов в пространстве и во времени, направленная на осуществление функций живой системы.

Живой системе присущи основные характеристики:

1. Единство химического состава. 98% - 4 элемента: С,O,N,H и биополимеры (белки, нуклеионовые кислоты, ферменты и т.п.).

2. Открытость живых систем - обмен веществ (метаболизм).

3. Живые системы - самоуправляющиеся, саморегулирующиеся, самоорганизующиеся системы.

4. Живые системы - самовоспроизводящиеся системы. Сохраняется жизнь вида.

5. Изменчивость.

6. Способность к росту и развитию.

7. Раздражимость живых систем.

8. Целостность и дискретность.

Вопрос о происхождении жизни:

1. Самопроизвольное зарождение жизни из неживого вещества.

2. Вечное существование жизни.

3. Занесение жизни на Землю из Космоса.

4. Биохимические теории зарождения жизни.

1. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение. Анаксимандр: из морского ила. Аристотель связывал все организмы в непрерывный ряд- "лестницу природы" (scala naturae): "Ибо природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавностью поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия".

2. Все живое - из живого. Биогенез. В 1688 году флорентийский биолог и врач Франческо Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе, - это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждавшие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза). Ученый сформулировал свой знаменитый принцип (принцип Реди)-Omne vivum e vivo (все живое из живого). Но это означает, что жизнь -вечна. Теория биогенеза порождает проблему. "Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся самый первый живой организм?"

3. Теория занесения жизни на Землю из Космоса (теория панспермии). Швед А.Аррениус: "семена жизни" могли быть заброшены на Землю с других планет. 0ни могут передвигаться с метеоритами или на частицах космической пыли, однако трудно объяснить, как микроорганизмы способны сохранить свою жизнеспособность при столь длительных путешествиях, будучи не защищенными от ультрафиолетового излучения. Но как зародилась жизнь на другом космическом теле, с которого "эмигрировали" эти споры?

4. Биохимическая эволюция. 1924 Л.И.Опарин: "От разрозненных элементов к органическим соединениям" и "От органического вещества к живому существу". (Органические соединения - это химические соединения углерода с другими элементами). В далекие геологические эпохи условия на поверхности Земли резко отличались от современных. Атмосфера состояла из водорода, метана, паров воды. Через эту атмосферу легко проникала коротковолновая ультрафиолетовая часть солнечного излучения, которая сейчас задерживается в верхних слоях атмосферы озоном. Иными были и температурные условия. В насыщенной водяными парами нагретой атмосфере были нередки электрические разряды. В этих условиях мог произойти и, по-видимому, произошел абиогенный синтез ряда органических соединений. В океанах постепенно накопились органические вещества и образовался, по выражению Опарина, "первичный бульон", в котором затем возникла жизнь. В "первичном бульоне" происходили процессы полимеризации. Коацерваты (коацерватные капли) - открытые системы, состоящие из различных высокополимерных соединений, в которых концентрация полимеров была выше, чем в окружающей среде. Коацерватные капли могли расти и даже размножаться - капли, ставшие большими, делились на две или больше частей. Такие образования А.И.Опарин называет "протобионтами", т.е. предшественниками живых организмов. В 1928 г. английский биолог Холдейн (независимо от Опарина) в качестве одного из важнейших факторов он считал ультрафиолетовое излучение Солнца. Под воздействием этого вида энергии в первичной атмосфере Земли формировались самые различные органические соединения. Среди них могли быть сахара и некоторые из аминокислот, необходимые для построения белка. Основное положение: живые организмы произошли из неживой природы (абиогенный процесс), причем биологической эволюции предшествовал длительный период химической эволюции- период образования и усложнения молекул органических соединений.Это был естественный процесс, связанный с притоком энергии, который проходил в специфических условиях, отсутствующих сейчас на Земле. В 1953 г. Стенли Миллер поставил эксперимент: в камеру с "атмосферой" (смесь газообразного водорода, аммиака и метана) и водой были вмонтированы электроды для получения электрических разрядов, имитировавших молнии, - возможный источник энергии для химических реакций на первобытной Земле. Потребовалась всего неделя, чтобы в "океане" обнаружилось много различных органических соединений, в том числе аминокислот. Итак, опыт Миллера доказал, что органические вещества могли образоваться на первобытной Земле без участия живых организмов. В отсутствии кислорода, который мог бы их разрушить, а также бактерий и грибов, которые использовали бы их в качестве пищи, эти вещества действительно должны были накапливаться в первобытном океане до консистенции бульона. При нагревании сухой смеси аминокислот получают цепи аминокислот, которые были названы протеноидами (т.е. белкоподобными веществами). Некоторые протеноиды способны, подобно ферментам, катализировать определенные химические реакции; возможно, именно эта способность была главной чертой, определившей их последующую эволюцию вплоть до возникновения настоящих ферментов. Смешанные в воде разные виды полимеров могли объединиться и образовать более крупные структуры. Чтобы превратиться в клетку, этот агрегат должен был обладать хотя бы зачатками свойств клетки: наличие липидно-белковой мембраны, отделяющей клетку от окружающей среды и осуществляющей обмен различными веществами между клеткой и средой, белков, способствующих этому обмену со средой, выполняющих роль структурных белков и катализирующих бесчисленные биохимические реакции в клетке, и нуклеиновых кислот, содержащих информацию для синтеза совершенно определенных белков. Эти агрегаты действительно обнаруживают какие-то следы всех упомянутых признаков.