Jinsi vijidudu vilivyounda ukoko wa dunia

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Milima inaonekana ya kuvutia sana dhidi ya msingi wa nyika isiyo na mwisho ya Kimongolia. Akiwa amesimama mguuni, mtu anajaribiwa kutafakari juu ya nguvu nyingi sana za matumbo ya dunia ambayo yamerundika matuta hayo. Lakini tayari kwenye njia ya juu, muundo mwembamba unaofunika miamba ya miamba huvutia macho. Maji hayo ya mvua yaliharibu kidogo mifupa yenye vinyweleo vya sponji za kale zilizofanyiza mlima huo, wajenzi halisi wa safu za milima.

Majitu madogo ya ujenzi mkubwa

Wakati mmoja, zaidi ya nusu bilioni iliyopita, waliinuka kutoka chini ya bahari yenye joto kama miamba angavu ya kisiwa cha volkeno. Alikufa, akiwa amefunikwa na safu nene ya majivu ya moto - baadhi ya archaeocyates zilichomwa moto, na mashimo yalihifadhiwa kwenye tuff iliyohifadhiwa.

Hata hivyo, mifupa mingi, ambayo ilikuwa imekua pamoja wakati wa maisha yao na "waliohifadhiwa" ndani ya mwamba kwa safu za vilima vya saruji ya bahari, hubakia katika maeneo yao ya kawaida hata leo, wakati bahari imekwenda kwa muda mrefu. Kila mifupa kama hiyo ni ndogo kuliko kidole kidogo. Wapo wangapi?

Mifupa ya viumbe vidogo vya radiolarian huunda miamba ya siliceous ya safu za milima.

Baada ya kukadiria kiasi cha mlima wa chini (karibu kilomita moja kwa miguu na urefu wa mita 300), tunaweza kuhesabu kwamba sponge bilioni 30 zilishiriki katika ujenzi wake. Hii ni takwimu isiyofikiriwa sana: mifupa mengi yamepigwa kwa muda mrefu kuwa poda, wengine wamepasuka kabisa, bila kuwa na muda wa kufunikwa na tabaka za kinga za sediment. Na huu ni mlima mmoja tu, na magharibi mwa Mongolia kuna safu nzima.

Ilichukua muda gani kwa sponji ndogo kukamilisha "mradi" mkubwa kama huo?

Na hapa kuna mwamba mwingine karibu, mdogo, na sio nyeupe, chokaa, lakini nyekundu-kijivu. Inaundwa na tabaka nyembamba za shale siliceous, kutu kutokana na oxidation ya inclusions chuma. Wakati mmoja, milima hii ilikuwa chini ya bahari, na ikiwa umegawanyika kwa usahihi kwenye tabaka (piga kwa bidii, lakini kwa uangalifu), basi juu ya uso unaofungua unaweza kuona maelfu ya sindano na misalaba ya mm 3-5.

Hizi ni mabaki ya sifongo za baharini, lakini, tofauti na mifupa yote ya calcareous ya archaeocyates, msingi wao huundwa kutoka kwa vipengele tofauti vya silicon (spicules). Kwa hivyo, baada ya kufa, walibomoka, wakitawanya chini na "maelezo" yao.

Mifupa ya kila sifongo ilikuwa na angalau "sindano" elfu, karibu elfu 100 kati yao wametawanyika kwenye kila mita ya mraba. Hesabu rahisi inaturuhusu kukadiria ni wanyama wangapi ilichukua kuunda safu ya mita 20 kwenye eneo la. angalau 200 x 200 m: bilioni 800. Na hii ni moja tu ya urefu unaotuzunguka - na hesabu chache tu mbaya. Lakini tayari kutoka kwao ni wazi kwamba viumbe vidogo, nguvu zao za ubunifu ni kubwa zaidi: wajenzi wakuu wa Dunia ni unicellular.

Sahani za calcareous za Openwork za mwani wa unicellular planktonic - coccoliths - zimeunganishwa kuwa coccospheres kubwa, na zinapobomoka, hubadilika kuwa amana za chaki.

Juu ya ardhi, majini na angani

Inajulikana kuwa katika kila cm 1³Chaki ya kuandikia ina takribani mizani bilioni 10 ya mwani wa planktonic cokolithophoridi. Muda mrefu baadaye kuliko wakati wa bahari ya Kimongolia, katika enzi ya Mesozoic na ya sasa ya Cenozoic, waliweka miamba ya chaki ya Uingereza, Volga Zhiguli na massifs mengine, yalifunika chini ya bahari zote za kisasa.

Ukubwa wa shughuli zao za ujenzi ni wa kushangaza. Lakini zina rangi kwa kulinganisha na mabadiliko mengine ambayo maisha yake mwenyewe yamefanya kwenye sayari.

Ladha ya chumvi ya bahari na bahari imedhamiriwa na uwepo wa klorini na sodiamu. Hakuna kipengele kinachohitajika na viumbe vya baharini kwa kiasi kikubwa, na hujilimbikiza katika suluhisho la maji. Lakini karibu kila kitu kingine - kila kitu kinachofanywa na mito na hutoka kwenye matumbo kupitia chemchemi za chini ya moto - huingizwa mara moja. Silicon inachukuliwa kwa shells zao za mapambo na diatomu za unicellular na radiolarians.

Karibu viumbe vyote vinahitaji fosforasi, kalsiamu na, bila shaka, kaboni. Inashangaza, kuundwa kwa mifupa ya calcareous (kama ya matumbawe au archaeocyates ya kale) hutokea kwa kutolewa kwa dioksidi kaboni, hivyo athari ya chafu ni byproduct ya kujenga miamba.

Coccolithophorides inachukua sio tu kalsiamu kutoka kwa maji, lakini pia sulfuri iliyoyeyushwa. Inahitajika kwa ajili ya awali ya misombo ya kikaboni ambayo huongeza kasi ya mwani na kuwawezesha kukaa karibu na uso ulioangazwa.

Wakati seli hizi zinakufa, viumbe hai hutengana, na misombo ya sulfuri tete huvukiza pamoja na maji, hutumikia kama mbegu kwa ajili ya kuunda mawingu. Lita moja ya maji ya bahari inaweza kuwa na kokolithophoridi milioni 200, na kila mwaka viumbe hivi vya unicellular hutoa hadi tani milioni 15.5 za salfa kwenye angahewa - karibu mara mbili ya volkano za nchi kavu.

Jua lina uwezo wa kuipa Dunia nishati mara milioni 100 zaidi ya matumbo ya sayari yenyewe (3400 W / m.² dhidi ya 0.00009 W / m²) Shukrani kwa photosynthesis, maisha yanaweza kutumia rasilimali hizi, kupata nguvu zinazozidi uwezo wa michakato ya kijiolojia. Bila shaka, sehemu kubwa ya joto la jua hutolewa tu. Lakini sawa, mtiririko wa nishati zinazozalishwa na viumbe hai ni mara 30 zaidi kuliko moja ya kijiolojia. Maisha yametawala sayari kwa angalau miaka bilioni 4.

Dhahabu ya asili wakati mwingine huunda fuwele za ajabu ambazo ni za thamani zaidi kuliko chuma cha thamani yenyewe.

Nguvu za mwanga, nguvu za giza

Bila viumbe hai, miamba mingi ya sedimentary haingeweza kuunda kabisa. Mtaalamu wa madini Robert Hazen, ambaye alilinganisha aina mbalimbali za madini kwenye Mwezi (aina 150), Mirihi (500) na sayari yetu (zaidi ya 5000), alihitimisha kuwa kuonekana kwa maelfu ya madini ya nchi kavu kunahusiana moja kwa moja au kwa njia isiyo ya moja kwa moja na shughuli zake. biolojia. Miamba ya sedimentary iliyokusanyika chini ya miili ya maji.

Kuzama kwa kina, zaidi ya mamilioni na mamia ya mamilioni ya miaka, mabaki ya viumbe yaliunda amana zenye nguvu, ambazo zilibaki kubanwa nje kwa uso kwa namna ya safu za milima. Hii ni kwa sababu ya harakati na mgongano wa sahani kubwa za tectonic. Lakini tectonics yenyewe haingewezekana bila kugawanya miamba katika aina ya "giza" na "maada nyepesi".

Ya kwanza inawakilishwa, kwa mfano, na basalts, ambapo madini ya tani za giza hutawala - pyroxenes, olivines, plagioclases ya msingi, na kati ya vipengele - magnesiamu na chuma. Mwisho, kama vile graniti, huundwa na madini ya rangi nyepesi - quartz, feldspars ya potasiamu, albite plagioclases, matajiri katika chuma, alumini na silicon.

Miamba ya giza ni mnene kuliko miamba nyepesi (kwa wastani 2.9 g / cm³ dhidi ya 2.5-2.7 g / cm³) na kuunda sahani za bahari. Wakati wa kugongana na mnene kidogo, sahani "nyepesi" za bara, zile za bahari huzama chini yao na kuyeyuka kwenye matumbo ya sayari.

Ufungaji angavu wa madini ya chuma huakisi mpishano wa msimu wa tabaka nyeusi za silisia na nyekundu zenye feri.

Madini ya zamani zaidi yanaonyesha kuwa ni "jambo la giza" ambalo lilionekana kwanza. Hata hivyo, miamba hii minene haikuweza kuzama ndani yake ili kuweka mabamba hayo katika mwendo. Hii ilihitaji "upande mkali" - madini, ambayo ni adimu katika ukoko usiohamishika wa Mirihi na Mwezi.

Sio bila sababu kwamba Robert Hazen anaamini kwamba ilikuwa ni viumbe hai vya Dunia, kubadilisha miamba fulani ndani ya wengine, ambayo hatimaye ilisababisha mkusanyiko wa "jambo la mwanga" la sahani. Kwa kweli, viumbe hawa - kwa sehemu kubwa ya actinomycetes ya unicellular na bakteria zingine - hawakujiwekea kazi kubwa kama hiyo. Lengo lao, kama kawaida, lilikuwa kupata chakula.

Madini ya feri ya bahari

Kwa kweli, glasi ya basalt iliyolipuka na volkano ni 17% ya chuma, na kila mita ya ujazo inaweza kulisha bakteria 25 quadrillion ya chuma. Kuwepo angalau miaka bilioni 1.9, kwa ustadi hubadilisha basalt kuwa "nanoshet" iliyojaa madini mapya ya udongo (katika miaka ya hivi karibuni, utaratibu huo umetambuliwa kama kiwanda cha biogenic cha madini ya udongo). Wakati mwamba kama huo unatumwa kwa matumbo kwa kuyeyuka, madini mpya, "mwanga" huundwa kutoka kwayo.

Pengine bidhaa ya bakteria na madini ya chuma. Zaidi ya nusu yao iliundwa kati ya miaka 2, 6 na 1.85 bilioni iliyopita, na Kursk magnetic anomaly pekee ina kuhusu tani bilioni 55 za chuma. Bila uhai, hazingeweza kujilimbikiza: kwa oxidation na mvua ya chuma iliyoyeyushwa baharini, oksijeni ya bure inahitajika, kuonekana kwa ambayo kwa kiasi kinachohitajika inawezekana tu kutokana na photosynthesis.

Bakteria ya Acidovorax huchochea uundaji wa kutu ya kijani - hidroksidi ya chuma.

Maisha yana uwezo wa kufanya "usindikaji" wa chuma na katika vilindi vya giza, visivyo na oksijeni. Atomi za metali hii, zinazobebwa na vyanzo vya chini ya maji, hukamatwa na bakteria wenye uwezo wa kuoksidisha chuma cha feri na kuunda chuma cha feri, ambacho hutua chini na kutu ya kijani.

Miaka bilioni kadhaa iliyopita, wakati bado kulikuwa na oksijeni kidogo kwenye sayari, hii ilifanyika kila mahali, na leo shughuli za bakteria hizi zinaweza kuonekana katika baadhi ya miili ya maji isiyo na oksijeni.

Vijidudu vya thamani

Inawezekana kwamba amana kubwa za dhahabu hazingeonekana bila ushiriki wa bakteria ya anaerobic ambayo haihitaji oksijeni. Amana kuu za madini ya thamani (pamoja na Witwatersrand kusini mwa Afrika, ambapo hifadhi zilizogunduliwa ni karibu tani elfu 81) ziliundwa miaka 3, 8-2, bilioni 5 iliyopita.

Kijadi, iliaminika kuwa ores za dhahabu za mitaa ziliundwa na uhamisho na kuosha chembe za dhahabu na mito. Hata hivyo, utafiti wa dhahabu ya Witwatersrand unaonyesha picha tofauti kabisa: chuma "kilichimbwa" na bakteria ya kale.

Dieter Halbauer alielezea nguzo za ajabu za kaboni zilizoandaliwa na chembe za dhahabu safi mnamo 1978. Kwa muda mrefu, ugunduzi wake haukuvutia sana hadi uchambuzi wa microscopic na isotopic wa sampuli za ore, modeli ya malezi ya ore na makoloni ya vijidudu vya kisasa na mahesabu mengine yalithibitisha usahihi wa mwanajiolojia.

Inavyoonekana, karibu miaka bilioni 2.6 iliyopita, wakati volkeno zilijaa anga na salfidi hidrojeni, asidi ya sulfuriki na dioksidi ya sulfuri na mvuke wa maji, mvua ya asidi iliosha miamba iliyokuwa na dhahabu iliyotawanyika na kubeba miyeyusho kwenye maji ya kina kifupi. Walakini, chuma cha thamani chenyewe kilikuja hapo kwa namna ya misombo hatari zaidi kwa kiumbe chochote kilicho hai, kama sianidi.

Kuepusha tishio hilo, vijiumbe vidogo "vinasafisha" maji, na kupunguza chumvi za dhahabu zenye sumu kuwa mchanganyiko wa organometallic au hata chuma safi. Chembe zinazometa zilikaa kwenye koloni za bakteria, na kutengeneza misururu ya seli nyingi, ambayo sasa inaweza kutazamwa kwa darubini ya elektroni ya kuchanganua. Viumbe vidogo vinaendelea kumwagika dhahabu hata sasa - mchakato huu unazingatiwa, kwa mfano, katika chemchemi za moto huko New Zealand, ingawa kwa kiwango cha kawaida sana.

Witwatersrand na, pengine, amana nyingine za umri huo huo zilikuwa matokeo ya shughuli muhimu ya jumuiya za bakteria katika anga isiyo na oksijeni. Kursk Magnetic Anomaly na amana za chuma zinazohusiana ziliundwa mwanzoni mwa enzi ya oksijeni. Walakini, amana zaidi za kiwango hiki hazikuonekana na haziwezekani kuanza kuunda tena: muundo wa anga, miamba na maji ya bahari imebadilika mara nyingi tangu wakati huo.

Lakini wakati huu, vizazi vingi vya viumbe hai pia vimebadilika, na kila mmoja wao aliweza kushiriki katika mageuzi ya kimataifa ya Dunia. Vichaka vya sifongo vya baharini na mikia ya farasi iliyo kama miti ya nchi imetoweka, hata kundi la mamalia ni jambo la zamani, na kuacha alama katika jiolojia. Wakati umefika kwa viumbe vingine na mabadiliko mapya katika makombora yote ya sayari yetu - maji, hewa na mawe.