Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир

Чтобы быть планктоном (плавать), одноклеточным водорослям необходимы вещества, поддерживающие плавучесть. К подобным веществам, синтезируемым водорослями, принадлежит диметилсульфониопропионат. После отмирания клетки это серосодержащее соединение распадается под действием бактерий до диметилсульфида (ДМС). Название подсказывает, что основу молекулы ДМС составляет ион серы, к которому присоединены две метильные группы (СН₃). Летучие частицы ДМС поднимаются вместе с водяным паром в атмосферу, где окисляются до сульфатов и метансульфокислоты, продуктом распада которой является серная кислота. Все эти аэрозоли служат затравкой для облаков. В современном мире клетки таких водорослей, как кокколитофориды, содержащие больше атомов серы на атом углерода, чем органеллы зеленых, ежегодно поставляют в атмосферу до 37 000 кг серы — в 1,7 раза больше, чем наземные вулканы, поэтому их скопления в океане одновременно являются центрами образования облаков. Затем вместе с потоками воздуха облака перетекают в сторону суши и проливаются дождями. Сейчас более трети облаков, проплывающих над континентами, приходит со стороны океана, где появляется благодаря морскому фитопланктону. Так необходимую влагу получают наземные растения. И хотя ныне одноклеточные организмы производят серы меньше, чем люди (в 8,3 раза), благодаря своему океаническому положению именно они в первую очередь отвечают за формирование облачного покрова. В доиндустриальную эпоху фитопланктон являлся основным фактором формирования облачного покрова, особенно в юрский и меловой периоды, когда кокколитофорид было гораздо больше, чем ныне, о чем свидетельствуют меловые утесы по всей Европе — от Дувра до Волги и от острова Рюген в Балтийском море до Крита в Средиземном, почти нацело сложенные кокколитами — по 10 млрд штук в каждом 1 см³. По мере увлажнения на месте триасовой пустыни разрастались оазисы. А поскольку облака белого цвета, альбедо планеты — способность ее поверхности отражать падающий поток излучения — возросло. Ведь если бы не водоросли, облачный покров был бы тоньше и солнечное излучение сильнее нагревало бы Землю, а не рассеивалось в космосе. Этот фактор опять же повлиял на снижение температуры в конце триасового и в юрском периоде.

Массы кокколитов продолжали уходить на дно не только в юрском, но и в меловом периоде, когда кокколитофориды обзавелись более устойчивыми к растворению скелетиками, что привело к уже совсем иным последствиям. Ведь прежде все известняки формировались только на континентальном шельфе, и распространение известкового планктона в открытом океане сдвинуло центр карбонатонакопления в глубины — в область материкового склона и океанического ложа. Там начали накапливаться пелагические известковые илы, образовавшие километровые по мощности залежи писчего мела, когда-то покрывавшие треть всей площади дна (рис. 19.10 г). Известняки (а мел — это тоже известняк) оказались ближе к зонам субдукции, где тяжелая океаническая кора затягивается под легкую континентальную. Появление кокколитовых илов в зонах субдукции сказалось неожиданным образом: возросло число землетрясений и цунами, поскольку по мере роста температуры и давления известковые илы быстрее теряют устойчивость, чем глинистые пласты, и вдоль границ карбонатных слоев на малых сейсмогенных глубинах (от 10 до 40 км от поверхности литосферы) формируется зона разрывов, что и приводит к землетрясениям. (К тому же для субдукционной переработки карбонатов при давлении 3×10⁹ Па их нужно нагреть до температуры всего 100 °C — меньше, чем базальты и тем более перидотиты.)

Кроме того, когда мел стал «перевариваться» в вулканических очагах и время пребывания углерода в карбонатных толщах резко сократилось, в вулканических выбросах возросла доля углекислого газа, выделявшегося при преобразовании известковых пород в силикатные (кремнеземсодержащие) (рис. 33.2и, л, м). Предполагается, что до 70 % первичного углерода, оказавшегося в зонах субдукции, возвращалось в атмосферу в виде его двуокиси. В это время континентальные и островные вулканы дополнительно извергали от 5,5×10¹¹ до 5,5×10¹² кг СО₂ в год. Переплавленные известковые илы по-прежнему служат источником углекислых выделений для таких, можно сказать, знаменитых вулканов, как Попокатепетль в Мексике, Санторин в Греции, Этна и Везувий в Италии, изучение которых и позволило получить вышеприведенные значения. (Кальций из илов тоже не исчезает бесследно, а входит в состав новообразованных минералов скаполитовой группы, подобных мейониту, — Ca₃Al₆Si₆O₂₄ × СаСO₃.)