ре происходил неравномерно. Так, например, резкое по
вьШiение произошло в девонекарбоне (350-300 МJПI.
лет назад). Затем содержание кислорода уменьшилось, и
в триасе (примерно 200 млн. лет назад) его бьmо в три
раза меньше современного. В середине мезозойской эры (около 150 МJПI. лет назад) произошло новое повьШiение
массы кислорода, достигшей современного значения.
Специфика гидросферы и атмосферы архея и раннего протерозоя определила и своеобразный комrтекс осадков
и полезных ископаемых того времени: широкое развитие
получили кремнистые породы (кварциты и джеспилиты).
Джеспилиты, представляющие собой железистые кварци
ты, встречаются в колоссальном изобилии в древних тол
щах, но практически отсуrствуют в позднем протерозое, в
палеозойских и более молодых отложениях. Часто джес
пилиты образуют высококачественные железные руды.
Месторождения железа такого типа известны в районах Курской магнитной аномалии (КМА), Кривого Рога, в
Северной Америке, в Африке. Содержание железа дости гает при этом 62 %. О масштабах железонакопления архея
и раннего протерозоя можно судить по установленньiМ
запасам железных руд: запасы древних руд оцениваются в
3 000 млрд. т, тогда как запасы железных руд последую
щих эр не превьШiюот 135 млрд. т.
Среди осадочных пород раннего протерозоя сравни
тельно широко развиты известняки и доломиты, образо
ванию которых способствовало широкое распростране
ние в атмосфере и гидросфере со2 и нсоз.
а:~ Интересно, что в древних толщах отсутствуют камеи
~ ная соль, ангидриды, гипс, фосфориты. Причины этого s
а. полностью не выяснены. Остается добавить, что все оса-
~ дочныепородыархеяираннегопротерозояобломочного
~ или химического происхождения.
Несмотря на большие масштабы развития осадочных
8 отложений в древних океанах (имеются в виду и те ме-
76
таморфические породы, коrорые образовзлись из осадоч ных), они состаШIЯЮТ ЛШIIЬ 40% от общего объема по
род архея (по данным А.И. Тугаринова). В середине про
терозоя их удельный вес уже достиг 80 %. К позднему
протерозою интенсивность маrматических процессов рез ко уменьшилась, о чем можно судить по сокращению
объема магматических пород с 60 до 20 %.
КЛИМАТ АРХЕЯ
Начиная с архейской эры, когда уже возникли гидро сфера и атмосфера, ведуЩуЮ роль в распределении тепла
на поверхности планеты играет энергия Солнца. Если
это так, то на Земле уже в архейскую эру должна была
бы существовать КJШМатическая зональность, поскольку
количество СОJm:ечного тепла зависит от широты местно
сти.
Наличие КJШМатических зон в архее может быть под
твер:жцено некоторыми, хотя и единичными, фактами.
К ним относятся, в частности, находки древних мета
морфизованньrх ледниковых отложений - тиллитов. Ос
татки их установлены, например, в Северной Америке,
вЦентральной и Южной Африке, в Южной Австралии,
вСибири. Центр древних оледенений определить пока
s;
не удается. Для Северной Америки известно, что следы ~
ледников и пуrи их движения прослеживаются в широт- |
~ |
ном направлении почти на 1850 км к северу от 42° с.ш. |
2 |
Установлено также, что мощность тиллитов раннего про- |
3 |
терозоя достигает 160-180 м. Толща состоит из переела- |
о |
§- |
|
ивающихся ТИJUIИТовьrх горизонтов и глинистых слан- |
!D |
дев, накопление коrорьrх происходило уже в озерньrх или |
ш |
ffi |
|
речньrх условиях. Следовательно, эпохи оледенения че- |
g |
редовались с межледниковыми эпохами, когда размеры |
а |
ледника сокращались и на его месте возникали озералед- |
с§ |
никового происхождения. |
|
По мнению Н.М. Страхова, древнее оледенение носи- |
8 |
77
ло горный характер. Таких ледников, какие мы видим
сейчас в Анrарктиде площадью до 13 МJШ. км2, в архейс
кую и протерозойскую эры, верояnю, не бьmо, так как не
бьто еще обширных кшrrинентальных массивов. Скорее
всего, ледники покрывали вершины отдельных гор или
горных массивов и языками спускались к подножиям.
Наряду с ледниковыми отложеiШЯМИ в древних тол
щах встречаются и метаморфизованные органические ос татки, очевидно, растительного происхоЖдения (скорее всего, водоросли)- это различные графитовые сла1щы,
включения графита в другие породы. Косвенно развитие
примитивной растительности в древних океанах указыва
ет на сравнительно теплый климат, существовавший в от дельных зонах земного шара. Возможно, что теплый кли
матический пояс располагался по побережью океана Те тис. На основании этих скудных данных можно сделать
вывод лишь о наличии климатической зональности, су
ществовавшей на Земле 2-3 млрд. лет назад. Как прохо
дили климатические пояса и какие именно пояса суще
ствовали - об этом пока ничего не известно.
В последнее время распространяются уrверЖдения: о необычайно высоких температурных условиях в древней
атмосфере и гидросфере нашей планеты. В частности,
доказывается, что примерно 3,8 млрд. лет назад темnера
тура океанических вод достигала 100 ос; 3 млрд. лет на
зад темпера1)1Jа атмосферы и гидросферы на Земле в сред
нем составляла уже 70 ос. Почти два миллиарда лет по
надобилось, чтобы она понизилась до 30 ос. Как вИдим,
палеогеография архея еще во многом противоречива и
~ оченьдалека от своей окончательной расшифровки.
а.
3 САМЫЕ ПЕРВЫЕ ОРГАНИЗМЫ
~Породы архея и раннего протерозоя дошли до нас в
сильно измененном состоянии. Высокие давления и тем-
•пературы иреобразовали первоначальный облик породы,
78
уничтожив всякие следы древней жизни. Поэтому изуче
ние древнейшего животного и растительного мира связа
но с огромными трудностями. Однако за последнее время с помощью современных приборов удалось кое-что про
ненить и в облике самых первых организмов на Земле. Изучая с помощью электронного микроскопа, хими
ческих и изотопных анализов сланцы свиты Онвервахт,
возраст которых превышает 3,2 млрд. лет, ученые Ари
зонского университета обнаружили в них тысячи мель чайших образований сферической, нитеобразной и скор луповидной формы. Размеры частиц не превышали 0,01 мм. Исследования проводились в специально оборудо
ванной лаборатории, исключавшей возможность загряз нения образцов посторонними организмами. Найденные образования представляют собой окаменевшие остатки одноклеточных морских водорослей. Однако другие ис
следователи критически относятся к этим выводам, по
лагая, что эти образования могут имеп. небиологическое
происхождение. В еще более древних породах Западной Австралии (разрез Пилбара, возраст 3,5 млрд. лет) обна ружены строматолитыособые формы структур, свя занные с деятельностью синезеленых водорослей.
Подобные остатки водорослей и бактерий в породах с изотопным возрастом 2,7-3,1 млрд. лет обнаружены в кремнистых и железистых сланцах Северной Америки,
Центральной Африки и Австралии. Эти находки дают
основание полагать, что к началу архейской эры закон-
чилась химическая эволюция и началась биологическая. Возможным подтверждением этого является недавно еде-
ланное открытие учеными ФРГ, Дании и Швеции, которые обнаружили в горячих сернистых источниках Исландии неизвестные ранее науке термостойкие бактерии.
:s:
~
м
~
3
о
а. t:::
ID
~
g
~
Эги организмы преспокойно живут в кипятке, а серу они ~
используют в качестве ежедневного рациона. Еще более
сенсационное открытие бьшо сделано при исследовании •
79
горячих струй, бьющих со дна Тихого океана в районе
Воеточно-Тихоокеанского хребта (21° с.ш.). Эrо так на
зываемые «черные гейзеры~> (или <<Черные курильщики~>).
Давление воды в районе их действия 25 МПа, а темпера
тура поднимается вьШiе 350 ас. И в этих условиях были
обнаружены термостойкие бактерии. Мнение ученых: от
крыты реликrовые бактерии, обитавшие на Земле 4 млрд.
лет назад!
На основании изложенного можно с большой долей
достоверности предполагать, что уже в океанах архея и
раннего протерозоя господствовали простейшие однокле
точные организмы: бактерии, водоросли, грибы, простей
шие животные. Нельзя исключать и возможность засе
ления бактериями и лишайниками древней суши. Орга
ническая жизнь могла тогда развиваться непосредствен
но в горных породах, которые служили своеобразным
щитом, укрывавшим древние организмы от губительно
го космического излучения. Интересные находКИ, дока
зывающие возможность жизни внутри камня, бьmи сде
ланы биологом Фридманном в 1974 г. Им бьша обнару
жена в Антарктиде колония микроскопических лишай
ников, живущих в глыбах песчаника, причем они нико
им образом не выдают своего присутствия на поверхнос
ти камня.
В архее происходило приспособление первых организ
мов к различньiМ формам питания. Одни организмы ус ваивали в процессе фотосинтеза питательные вещества
из воды, углекислотыинеорганических солей (автотро-
СD фы); другие либо жили за счет автотрофов (rетеротро
~фы), либо питались разлагающимися органическими oc-
g. татками (сапрофаги). Происходило деление органичес-
~кого мира на царство растенииu и царство животньrх.
~В протерозое, по-видимому, появились первые мно-
гоклеточные организмы. Эrо наиболее примитивные фор-
•мы без четко дифференцированных тканей. К ним от-
80