Удивительное зарождение Земли. Путешествие по скрытым чудесам, которые дали жизнь нашей планете

Мы неплохо адаптировались к нашей проблемной территории и радовались успеху, но этого было недостаточно. Ввоз плодородной земли повлиял только на самый тонкий, верхний слой почвы – по сути, это было временное решение. Если мы хотели создать на этом участке цветущий сад, требовалось нечто большее, чем простая оценка состояния почвы и несколько простых поправок. Нам нужно было понять почву на гораздо более глубоком уровне. Я начал осознавать, что почва – это то, с чем я сталкивался всю свою жизнь, но о чем почти ничего не знал. Что же такое почва? Откуда она взялась? И как ее создать?

Мягкие, темные, плодородные слои земли, которые многие представляют, когда говорят о почве, появились в ходе эволюции нашей планеты относительно недавно. Наиболее знакомые и важные для нас типы почвы зависят от живых существ и неразрывно связаны с ними. В течение нескольких миллиардов лет на суше не было никакой крупной и сложной жизни. Обычно нашей планете нужны столетия, чтобы образовалась всего пара сантиментров плодородного верхнего слоя почвы. Большинство почв Земли формировались в течение десятков тысяч лет, многие – в течение сотен тысяч лет, а некоторые – в течение миллионов. Почве, как и плодам, которые она в конечном итоге питает, нужно было время, чтобы созреть.

Как только около четырех миллиардов лет назад началось формирование суши, ветер, вода, тепло и лед стали медленно, но неумолимо разрушать все поверхностные горные породы путем выветривания. Некоторые из образовавшихся частиц породы остались на месте, а другие ветер и вода перенесли в иное место. Слои осыпавшейся породы выветривались еще больше, превращаясь в первичные серые почвы[39].

Минеральные частицы почвы в зависимости от размера подразделяются на гравий, песок, пыль и глину. Гравий – самые крупные частицы, представленные обломками камней от 2 до 63 миллиметров в диаметре. Песок по размеру частиц составляет от 0,05 до 2 миллиметров: песчинки достаточно крупны, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом и растереть между пальцами. Частицы ила слишком малы, чтобы увидеть их без микроскопа. А частицы глины диаметром менее 0,002 миллиметра – самые мелкие из всех: они примерно такого же размера, как некоторые бактерии.

Как только возникли микробы, они, несомненно, начали изменять состав первых почв Земли. Микробы разрушали горные породы, извлекая из них минеральные компоненты и превращая эти минералы в новые соединения, а затем добавляя в почву углерод в виде побочных продуктов метаболизма и разлагающихся клеток. В период между 700 и 425 миллионами лет назад к одноклеточным микробам на суше присоединились более сложные формы жизни: водоросли, грибы, лишайники и ранние наземные растения, напоминающие современные мхи, антоцеротовые и печеночники[40]. Древняя четвероногая рыба Тиктаалик стала символом путешествия животных из моря на сушу. Но свидетельства, полученные на основе ископаемых, указывают на то, что членистоногие, похожие на многоножек и скорпионов, были первыми животными, выползшими из океана и перешедшими к наземному образу жизни еще, вероятно, 440 миллионов лет назад. Вместе эти в буквальном смысле первопроходцы стимулировали формирование плодородной, хорошо орошаемой почвы, растворяя породу с помощью кислот и ферментов, создавая норы и обогащая минеральные слои своими экскрементами и остаточными продуктами жизнедеятельности.

Примерно 380 миллионов лет назад леса уже покрывали значительную часть суши планеты. Осваивающие субстрат корни деревьев и кустарников выделяли в процессе роста разрушающие горные породы кислоты, тем самым ускоряя процесс образования почвы и одновременно защищая ее от эрозии. Когда микробы и грибы научились переваривать жесткие растительные ткани, содержащие целлюлозу и лигнин[41], продукты разложения растительности стали одним из важнейших компонентов почвы, обогащающим ее необходимыми питательными веществами. Злаковые травы появились 100 миллионов лет назад и в свое время покрывали от 30 до 40 % поверхности суши, создавая особенно глубокие и плодородные почвы, которые со временем превратились в одни из самых важных мировых житниц.

Самые ранние почвы Земли были почти без исключения минеральными и состояли в основном из распавшихся горных пород и пор, заполненных воздухом и водой. Сегодня же бóльшая часть почвы на планете – это сложная смесь воздуха, воды, минеральных и органических частиц, – этот широкий термин объединяет и живых существ, и их богатые углеродом выделения и останки. «Смешивание разложившейся органики и поверхностных слоев почвы, проявившееся <…> явно более 400 миллионов лет назад, стало поворотным событием в истории Земли, – пишет почвовед Берман Хадсон в книге «Наша хорошая Земля: естественная история почвы» (Our Good Earth: A Natural History of Soil), – это была необходимая прелюдия к созданию современного углеродного цикла».