Чем уникальность планеты земля. Планета Земля: уникальна во всей Вселенной

В ряде планет она сходна с соседями Марсом, Меркурием, Венерой, ее строение предопределило возможность появления жизни и человека разумного. Верхняя оболочка Земли дает человеку металлы, топливо, почву для выращивания хлеба. Она последовательно предоставила людям для топлива древесину, каменный уголь, нефть, уран. Уникальность Земли предопределили два фактора: размер планеты и расстояние от Солнца. Расстояние от Солнца определило температуру на поверхности Земли благоприятную для биосферы в отличие от горячей поверхности Венеры и холодной Марса. В создании климатического оптимума велика роль атмосферы, о чем скажем в 4-ой лекции. Земля – единственная планета, сохраняющая вулканическую активность. Это обеспечивает выделение углекислого газа, необходимого зеленым растениям для производства органического вещества и кислорода. Активность обеспечивает поставку всех элементов таблицы Менделеева, обеспечивает денудацию, благодаря чему обнажаются месторождения полезных ископаемых, формируется прекрасный рельеф гор, холмистых местностей и морских побережий. Альтернатива этому - бесплодная равнина, сухая или заболоченная (Казахстан, Западная Сибирь). Эндогенная активность Земли может продлиться еще 1-1,5 млрд. лет. Человек – последнее творение Божие. Перед ним были созданы животные. Господь создал для человека все необходимое для жизни с самого начала предусмотрев все. Земля – идеальный дом для человека, в котором все заготовлено для активной жизни.

15. Строение молекулы воды и его экологическое значение.

В молекуле воды химически связаны два атома водорода с одним атомом кислорода. Её химическая формула Н 2 О. В молекуле воды химически связаны два атома водорода с одним атомом кислорода. Её химическая формула Н 2 О. Расположение ядер атомов таково, что ни образуют равнобедренный треугольник с углом 104 о 27’ при вершине. Вокруг них вращаются 5 пар электронов. Одна из этих пар вращается вокруг ядра кислорода. Она показана на рисунке небольшим кружком, охватывающим нижнюю жирную точку. Две пары связывают ядро кислорода О с двумя ядрами водорода H. Их орбиты показаны двумя большими эллипсами. Ещё две пары электронов вращаются по двум эллиптическим орбитам у ядра кислорода. Последние две пары создают слабые отрицательные заряды в нижней части фигуры молекулы. В верхней части её, напротив, имеются слабые положительные заряды, созданные не полностью компенсированными положительными зарядами ядер водорода. Таким образом, у молекулы воды имеются 4 вершины, из которых две имеют положительный заряд и две имеют отрицательный. Нижняя пара эллипсов и верхняя пара эллипсов расположены в разных плоскостях. Эти плоскости взаимно перпендикулярны. Поэтому ось, проведенная через полюса молекулы с положительными зарядами перпендикулярна к оси, проведенной через полюса с отрицательными зарядами. Оси эти не пересекаются. Они расположены по разные стороны молекулы. Такое строение молекулы воды создаёт её создает особые свойства, Вода это универсальный слабый растворитель. Молекулы воды своими зарядами растаскивают кристаллы солей и молекулы органических кислот на ионы. В веществе, попавшем в воду, межатомные силы ослабляются в 80 раз. Для физических тел, попавших в воду этот эффект действует только на поверхностях, контактирующих с водой. В зависимости от прочности внутренних связей в веществе, оно растворяется в воде с той или иной скоростью. Вода, разлогая вещества на ионы, сама не разлагается. Очень устойчива. Благодаря этому она «моет» лицо Земли, каждое животное и растение снаружи. Она «моет» их внутри, выводя шлаки из организма. Она инертный растворитель и сама не влияет на ткани, а только несет нужное и уносит лишнее. Вода растворяет газы: несет кислород водной фауне. Пространственная решетка жидких кристаллов воды имеет пустоты внутри себя. В пустотах могут располагаться ионы растворенного неорганического вещества или целые органические молекулы.

16. Межмолекулярые связи в воде и их экологическое значение. Молекулы воды не разделяются на ионы. Напротив, в статичной массе воды они соединяются в цепи и решетчатые структуры. В жидкой воде существуют жидкие кристаллы. Структура молекулы воды, тетраэдр с четырьмя электрически заряженными вершинами. В броуновском беспорядочном медленном движении молекулы воды встречаются противоположно заряженными вершинами. При этом они слабо соединяются между собой, гася заряды. Ядра водорода приближаются относительно свободным электронам кислорода и временно скрепляются с ними. Эти связи называются водородными. Они в несколько раз слабее ковалентных и не разрушают молекул. Водородные связи легко разрушаются при механических воздействиях в бурном турбулентном потоке или при интенсивном нагревании воды, тем более при её кипении. Тетраэдрическая фигура молекулы воды позволяет образовать четыре связи для одной молекулы, которая благодаря этому может ассоциироваться с одной, двумя, тремя или четырьмя молекулами в пары, цепи, плоские и пространственные решетки. Структурированная в жидкие кристаллы вода имеет как бы резервную, «зачехленную», способность к растворению. Она медленно растворяет погруженное вещество, но стоит её взболтать или согреть в теплокровном организме, как водородные связи частично разрушаются и вода расчленяет на ионы растворимое тело. Пространственная решетка жидких кристаллов воды имеет пустоты внутри себя. В пустотах могут располагаться ионы растворенного неорганического вещества или целые органические молекулы. Реально можно убедиться в существовании пустот следующим простейшим экспериментом. В стакан воды можно насыпать сахар(органическое вещество) или поваренную соль, наполнив тем его до краев. Когда твердое вещество растворится, то раствор снова не будет доставать краев сосуда, как это было до заполнения его сахаром (солью). Твердое вещество вошло в пространство между молекулами воды. При этом плотность раствора станет больше чем плотность пресной воды.Особенно значительно для биосферы и значительно для нас, желающих видеть волю Творца, что пустоты жидких кристаллов создаются по форме подобными форме сложных биологически активных молекул, например, молекул ДНК, несущих генетический код организма. В организме вокруг молекул ДНК возникает защитный каркас из молекул воды, «футляр» по форме молекулы. Если же защищаемая длинная закрученная молекула ДНК все-таки будет повреждена каким-либо излучением или механическим воздействием, то защитный жидкий кристалл нарушается в месте повреждения, что служит сигналом для биологических систем, отвечающих за восстановление жизненно необходимой молекулы ДНК.

17. Химические и физико-химические свойства воды. Вода это универсальный слабый растворитель. Молекулы воды своими зарядами растаскивают кристаллы солей и молекулы органических кислот на ионы. В веществе, попавшем в воду, межатомные силы ослабляются в 80 раз. Для физических тел, попавших в воду этот эффект действует только на поверхностях, контактирующих с водой. В зависимости от прочности внутренних связей в веществе, оно растворяется в воде с той или иной скоростью. Для наблюдателя эта скорость может субъективно представляться значительной или незначительной. Ни одно вещество кроме воды не обладает таким универсальным свойством растворять почти любые материалы. Есть более сильные и потому более опасные растворители. Вода, разлогая вещества на ионы, сама не разлагается. Главные химические свойства воды : 1). Устойчивое соединение, потому является надежной не разрушаемой базой для жизни. 2). Вода – универсальный растворитель газов и твердых частиц, благодаря чему доставляет питательные вещества в организмы и уносит вещества-шлаки из них. 3). Вода плохо растворяет органические вещества с большой молекулярной массой. Потому она не разрушает живые ткани организмов, но служит им по п.2. 4). Растворимость веществ в воде зависит от температуры – она снижается с охлаждением воды. Разогретая в организме вода выносит много веществ, охлаждается вне организма, осаждает вещества в водоемы, испаряется и вновь готова принять порцию загрязнителей. Физические свойства воды: а) капиллярность - на поверхности воды натянута плёнка, точнее сеть из молекул Н 2 О, связанных между собой водородными связями. Эта плёнка способствует сохранению воды в водоёме, сдерживает испарение. Только некоторые молекулы в броуновском движении имею скорость достаточную для прорыва сквозь сеть поверхностного натяжения. Сеть поверхностного натяжения в сосуде с водой прогибается, удерживая висящие на ней молекулы воды в подобие того, как натянутая веревка прогибается от собственного веса. Такая прогнутая (или выпуклая) поверхность воды называется мениск. Чем меньше площадь мениска, тем меньше масса воды, висящей на нем. Потому в тонких капиллярах вода может подниматься выше, чем в более широких. Она поднимается на высоту до нескольких метров, теоретически до 10 м. В стеблях и листьях растений имеются капилляры, по которым растворы от корня поднимаются до вершины растения; капилляр обеспечивает питание растения и его устойчивость; б) изменение плотности от температуры - Плотность всякого вещества, увеличивается при охлаждении. Происходит сжатие тела. Экологический аспект расширения воды при замерзании и сокращения объема льда проявляется при выветривании горных пород. Дробление их осуществляется водой, замерзающей в микротрещинах. Выветриванием извлекаются из глубинных пород микроэлементы, необходимые растениям и животным, подготовляются обновляемые тектоническими движениями участки земной коры к формированию почвы и первичной сукцессии, то есть к образованию экосистем на обновленных участках. Другой экологический аспект высокой удельной теплоты замерзания и испарения воды видим в климатической аномалии хода среднесуточных температур в течение года, что особенно существенно весной; в) очень высокая удельная теплота плавления (кристаллизации, замерзания) - Вещество H 2 O (лед - вода - пар) обладает высокой удельной теплотой плавления и очень высокой удельной теплотой испарения. Это свойство воды позволяет ей регулировать климат и микроклимат на поверхности Земли. Во влажных районах климат мягче, без резких переходов между днем и ночью, между зимой и летом. В сухих и потому пустынных районах этот переход значительно резче. Говорят о морском и континентальном типах климата. Мягкий климат удобен не только людям и животным. Он необходим растениям, которые, будучи прикрепленными, не могут укрыться ни от холода, ни от зноя в отличие от животных и человека.

Земля – уникальная планета! Конечно, это верно в нашей Солнечной системе и не только. Ничего из наблюдаемого ученными, не приводит к мысли, что есть другие планеты, как Земля.

Земля является единственной планетой, вращающейся вокруг нашего Солнца, на которой, как мы знаем, существует жизнь.

Как никакая другая планета, наша покрыта зеленой растительностью, огромным синим океаном, содержащим более миллиона островов, сотнями тысяч ручьев и рек, огромными массами земли, которые называются континентами, горами, ледниками и пустынями, которые производят весьма разнообразные цвета и текстуры.

Некоторые формы жизни можно найти практически в каждой экологической нише на поверхности Земли. Даже в очень холодной Антарктиде, выносливые микроскопические существа процветают в прудах, крошечные бескрылые насекомые живут в пятнах мхов и лишайников, растения растут и цветут ежегодно. С вершины атмосферы к дну океанов, от холодной части полюсов к теплой части экватора — жизнь процветает. По сей день не было найдено признаков жизни на любой другой планете.

Земля огромна по размерам, около 13 000 км в диаметре, и массой примерно 5,98 1024 кг. Земля в среднем составляет 150 миллионов км от Солнца. Если Земля поедет гораздо быстрее, в свое 584 миллионно километровое путешествие вокруг Солнца, ее орбита станет больше, и она будет двигаться дальше от Солнца. Если она будет слишком далеко от узкой обитаемой зоны, вся жизнь перестанет существовать на Земле.

Если эта поездка станет немного медленнее по своей орбите, Земля будет двигаться ближе к Солнцу, и если она будет двигаться слишком близко, вся жизнь так же погибнет. Земля путешествует вокруг Солнца за 365-дней, 6-часов, 49-минут и 9,54 секунды (сидерический год), соответствует более чем тысячной доли секунды!

Если среднегодовая температура на поверхности Земли изменится всего на несколько градусов или около того, большая часть жизни на ней, в конечном счете, станет жаренной или замороженной. Это изменение нарушит водно-ледниковые отношения и другие важные балансы, с катастрофическими результатами. Если Земля будет вращаться медленнее своей оси, вся жизнь умрет во времени, либо путем замораживания ночью из-за недостатка тепла от Солнца или путем сжигания в течение дня от слишком большого количества тепла.

Таким образом, наши «нормальные» процессы на Земле, несомненно, уникальной среди нашей Солнечной системы, и, согласно тому, что мы знаем, во всей Вселенной:

1. Она является обитаемой планетой. Это единственная планета в Солнечной системе, которая поддерживает жизнь. Все формы жизни прямо от мельчайших микроскопических организмов до огромных наземных и морских животных.

2. Ее расстояние от Солнца (150 миллионов километров) целесообразно дать ей среднюю температуру от 18 до 20 градусов по Цельсию. Это не так жарко, как на Меркурие и Венере, и ни так холодно, как на Юпитере или Плутоне.

3. Она имеет обилие воды (71%), которого нет ни на какой другой планете. И которая не встречается ни на одной из известных нам планет в жидком состоянии так близко к поверхности.

4. Имеет биосферу, которая дает нам пищу, кров, одежду и минералы.

5. Не имеет ядовитых газов, как гелий или метан в качестве Юпитера.

6. Она богата кислородом, который делает возможной жизнь на Земле.

7. Ее атмосфера действует как одеяло защиты Земли от экстремальных температур.

Страница 1 из 1 1

Рассмотрим подробно каждую планету Солнечной системы. Самая близкая к Солнцу планета – Меркурий. Это самая маленькая и менее всего изученная внутренняя планета Солнечной системы. Но все же кое-какие данные о ней имеются. В составе ядра (70% всего объема планеты) Меркурия имеется железо. Плотность лишь немного уступает плотности Земли.

Меркурий практически лишен атмосферы, благодаря этому, а также медленному вращению вокруг оси, на нем самые высокие суточные колебания температуры – ночью -180 градусов по Цельсию, днем +430. Это самые высокие перепады в Солнечной системе. Уникален ли Меркурий? Он – самая маленькая планета Солнечной системы, самая близкая планета к Солнцу, на нем самые большие колебания суточной температуры. Да, он уникален.

Вторая планета от Солнца – Венера. Она более изучена, чем Меркурий. Что же мы о ней знаем? Венера обладает атмосферой, но довольно агрессивной – преимущественно это углекислый газ и облака серной кислоты. Благодаря огромной плотности атмосферы, поверхность Венеры никогда не бывает доступной визуальному изучению, а давление там превышает земное более чем в 90 раз.

Вода в жидком виде на поверхности отсутствует. Венера вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном вращению всех остальных планет Солнечной системы вокруг своих осей. Можно ли считать Венеру уникальной в масштабах Солнечной системы? Атмосфера планеты самая плотная, вращение вокруг собственной оси обратное. Да она уникальна.

Третья по счету планета от Солнца – это наша Земля , но ее мы рассмотрим в самом конце.

Далее идет последняя из внутренних планет – Марс. Он имеет красноватый оттенок поверхности из-за высокого содержания оксидов железа. Атмосфера там очень разреженная и состоит преимущественно из азота и углекислого газа. На Марсе имеется самая высокая гора в Солнечной системе – Олимп, а так же самый большой ударный кратер. Только приведенные характеристики говорят об уникальности Марса.

После Марса находится так называемый пояс астероидов, а за ним идут по порядку планеты-гиганты. Все они имеют ряд отличительных характеристик. Во-первых, это их размеры. Они, по сравнению с внутренними планетами просто огромны. Во-вторых, у них имеются так называемые кольца, образованные осколками метеоритов и пылью. И в-третьих их структура все они представляют газовые шары.

А теперь вернемся к нашей Земле. Около 70% поверхности покрыто жидкой водой – океаном. Земля – самая большая, самая плотная и самая тяжелая из всех внутренних планет. В ее атмосфере содержится азот, углекислый газ, кислород, озон. Последний, наряду с магнитным полем, защищает планету от убийственной солнечной радиации. Но так было не всегда. Состав атмосферы Земли начал меняться приблизительно 3,5 миллиардов лет назад.

В то далекое время на Земле зародилась жизнь, что сделала нашу планету самой уникальной среди всех известных в настоящее время. Уже много лет ученые почти всех стран с помощью сверхсовременного оборудования продолжают искать планеты с хотя бы приблизительно похожими условиями на земные, но пока положительных результатов нет. Земля остается уникальной, хотя вероятность существования жизни (пусть не разумной, а в виде микроорганизмов) в других уголках Вселенной очень высока…

Земля состоит из тех же веществ, что и другие планеты Солнечной системы. Однако только на ней сложились уникальные условия, благоприятные для возникновения жизни.

В июле 1997 г. марсоход «Соджорнер» («Компаньон») передал на Землю фантастические снимки Красной планеты. Детальное исследование Солнечной системы началось еще в 1960-х гг. С тех пор многие космические аппараты доставили на Землю образцы лунного грунта и огромное количество снимков объектов Солнечной системы, в том числе спутников, колец Сатурна и Урана, раскаленной атмосферы Венеры, красных пустынь Марса.

Рождение Солнечной системы

Где-то в рукавах Млечного Пути 4,5 млрд лет назад в центре газопылевого облака сформировался плотный вращающийся газовый шар, который под действием сил тяготения сжимался до тех пор, пока не разогрелся и не превратился в звезду, одну из сотен миллиардов других. Оставшийся материал (менее 1 % вещества) пустился в пляс вокруг новорожденной звезды и скоро принял форму тонкого диска из газа и пыли, образовав так называемую солнечную туманность. Из нее сформировались восемь планет, в том числе Земля.

Советский астроном Виктор Сафронов выдвинул в 1970 г. гипотезу, согласно которой планеты формировались в три этапа. На первом непродолжительном этапе (около 1000 лет) из пыли солнечной туманности образовалось множество твердых планетезималей (предшественников планет) диаметром 1-5 км. Солнечная система в то время была неспокойным местом: небесные тела постоянно сталкивались. На промежуточном этапе, в результате столкновения друг с другом и аккреции - слипания, подобного слипанию комка пыли при подметании пола, - планетезимали превращались в более крупные тела — протопланеты, зародыши планет. На последней стадии протопланеты стали увеличиваться в размерах, притягивая к себе всё новые и новые пролетающие мимо планетезимали. С ростом массы протопланет увеличивалась и сила гравитации, что подпитывало их дальнейший рост. Наконец, поймав все планетезимали, какие мог, зародыш становился планетой. Последние два этапа, видимо, заняли около 100 млн лет.

Так началась история Солнца и возникшей под действием его силы тяготения системы. Кроме восьми настоящих планет — Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, есть несколько карликовых, в том числе Плутон, который раньше считали девятой планетой Солнечной системы.

Ближайшие к Солнцу Меркурий, Венера, Земля, Марс имеют твердую поверхность и состоят в основном из силикатов и железа. Эти четыре планеты называют внутренними. Они меньше остальных. Радиус самой маленькой из них, Меркурия, составляет 2439 км, а самой большой, Земли, — 6370 км. Значения их средней плотности тоже близки: если принять плотность воды за 1, плотность Марса равна 3,9, Меркурия — 5,4, Земли - 5,5. Планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун составляют внешнюю часть Солнечной системы. Радиус самой маленькой из них, Нептуна, равен 24 750 км, самой крупной, Юпитера, — 71 600 км. Сформировавшиеся в условиях низких температур на большом удалении от Солнца, они состоят в основном из уплотненных газов, преимущественно водорода и гелия. Карликовая планета Плутон и расположенная за ее орбитой планета-карлик Эрида, видимо, твердые. Их средняя плотность примерно вдвое больше плотности воды.

Вокруг восьми планет Солнечной системы обращаются многочисленные спутники (известно 168). Единственный естественный спутник Земли — Луна. Кроме планет, их спутников и карликовых планет(и их спутников), в Солнечной системе есть и другие объекты. В частности, астероиды (небольшие твердые небесные тела), сосредоточенные в основном в поясе между Марсом и Юпитером, кометы и пылевые кольца вокруг четырех гигантских планет.

Всё еще в прекрасной форме

Разумеется, лучше всех планет изучена Земля. Она отличается колоссальным разнообразием ландшафтов. У нее есть атмосфера, которая защищает поверхность от солнечной радиации, и огромные запасы жидкой воды. Три четверти земной поверхности занимают океаны. Совсем не то что, например, испещренные кратерами бескрайние пустыни Меркурия. Почему же Земля, возникшая в одно время с другими планетами, так сильно отличается от них?

Планеты представляют собой своего рода огромные геологические тепловые машины, приводимые в действие теплом, производимым их недрами. У этого тепла два разных источника. Во-первых, аккреция во время образования планеты. Во-вторых, радиоактивный распад элементов, которые вошли в состав Земли в период ее формирования. Планеты различного размера и массы отличаются мощностью источников тепла и, следовательно, скоростью их истощения. Самые маленькие объекты Солнечной системы уже геологически мертвы, а на Земле, самой большой из твердых планет, геологические процессы все еще продолжаются.

На протяжении первых 700 млн лет после образования твердые планеты подвергались интенсивной бомбардировке метеоритами. Следы обстрелов в виде многочисленных кратеров хорошо видны на Луне, Меркурии и на части поверхности Марса, но на Земле они практически исчезли. Движение литосферных плит, вулканическая активность и эрозия — проявления геологических процессов - удалили шрамы былых времен с лица нашей планеты. На Венере и Марсе вулканическая активность тоже сыграла свою роль: 75% поверхности Венеры и 50% Марса покрыто вулканическими породами. Сегодня вулканическая активность здесь не наблюдается.

Воздух!

Землянина могут привести в ужас атмосферные условия Венеры: все небо затянуто плотными облаками, а средняя температура поверхности достигает 450°С. И все же Венера могла бы стать близнецом Земли. Планеты имеют близкие величины диаметра и массы, а кроме того, Венере удалось сохранить первоначальную атмосферу.

После рождения каждая планета проходит стадию дифференциации своей внутренней структуры, в ходе которой формируются слои (кора, мантия, ядро). Молодая Земля была мало похожа на ту Голубую планету, которая так восхищает космонавтов. На нее непрерывно падали метеориты и астероиды. За счет бомбардировки космическими телами, сжатия собственного планетного вещества и энергии распада радиоактивных элементов поверхность Земли разогрелась до 2000°С, и составляющий ее материал начал плавиться. Наиболее обильные элементы — железо, кислород, кремний и магний — распределились неравномерно. Самые тяжелые - железо и никель — опустились к центру и образовали ядро, а более легкие поднялись вверх, сформировав мантию и литосферу. На железо приходится 35% массы Земли, однако в земной коре его довольно мало (всего около 5%), а большую часть ее массы составляют кислород и кремний (в основном в виде силикатов). В период дифференциации выделяется очень много тепла и газов, что приводит к формированию первичной атмосферы. От массы планеты зависит, сможет ли она удержать эту атмосферу.

Так, Меркурий потерял свою атмосферу — она растворилась в космосе. Точнее, у него есть сверхразреженная атмофера, состоящая из атомов, захваченных из солнечного ветра или выбитых им с поверхности планеты. Атмосферное давление на Меркурии примерно в 500 млрд раз меньше, чем на Земле. Марс крупнее, поэтому смог удержать определенную часть первичной атмосферы, состоящей почти исключительно из углекислого газа.

Более массивные Земля и Венера удержали намного большую часть атмосферы. Но на Венере она тоже состоит в основном из углекислого газа. Ее состав долгое время определялся вулканической активностью и не обновлялся. Укутанная в плотные облака Венера окружена атмосферой, которая не пропускает инфракрасное излучение горячей поверхности планеты, превращая ее в огромный перегретый парник, жизнь в котором невозможна.

Первичная атмосфера Земли в значительной степени тоже состояла из углекислого газа, который высвобождался в ходе вулканической активности. Его и сейчас было бы много в нашей атмосфере, так же как в атмосферах Марса и Венеры, если бы входящий в состав этого газа углерод не оседал на дно морей в виде карбоната кальция.

На Земле, благодаря определенным химическим процессам, значительная часть углекислого газа оказалась связана горными породами. Затем «очищение» атмосферы продолжилось в результате фотосинтеза первых организмов. В итоге возникла земная атмосфера в ее нынешнем виде. Она необходима для поддержания большинства существующих сегодня форм жизни.

Что касается воды, то, возможно, часть ее попала на Землю извне, например с кометами, которые обращались вокруг Солнца по вытянутым орбитам. Значительная часть ядра кометы состоит изо льда, который в случае столкновения кометы с Землей мог растаять. Кроме водорода и кислорода, составляющих воду, в ядре кометы содержатся и другие элементы, в том числе углерод и азот.

Зарождение жизни

Мы всё еще не знаем, как зародилась жизнь на Земле. Ученые выдвинули несколько гипотез. Несомненно, что первые органические молекулы возникли в водной среде, и на их основе могли появиться первые самовоспроизводящиеся структуры, от которых произошли одноклеточные организмы. Очень важно, что древние одноклеточные научились связывать атмосферный углекислый газ и производить кислород. Когда в атмосфере накопилось достаточно кислорода, стало возможным кислородное дыхание. Под действием солнечной радиации в верхних слоях атмосферы из кислорода стал возникать озон, слой которого поглощает смертоносное жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, способное разрушать органические молекулы, в особенности ДНК. Благодаря этому живые организмы смогли выйти из воды на сушу.

Отдаленное будущее

Когда возраст Солнца достигнет почти 9 млрд лет, оно раздуется настолько, что выйдет из равновесия. Мощный источник энергии, так долго питавший Землю, начнет прожигать свои последние запасы водорода. Жар в его глубине достигнет 100 млн градусов Цельсия. Интенсивность солнечного излучения многократно возрастет. Цвет излучения станет краснеть, пока Солнце не превратится в красного гиганта. В результате температура на Земле будет расти, весь лед у полюсов растает, реки и озера высохнут, оставшуюся сушу займут пустыни, и на всей планете будут бушевать чудовищные бури. Растения, а за ними и все биологические виды, включая человека, один за другим погибнут. Последними останутся самые примитивные формы жизни, меньше всех зависящие от остальных организмов и способные переносить жар и жесткое излучение.

Умирающее Солнце продолжит расширяться и наконец его внешние слои поглотят Землю. Нагретая до 4000°С поверхность необитаемой планеты расплавится и вновь станет почти такой же, какой была при рождении, за 10 млрд лет до того…

Но это лишь один из вероятных вариантов конца Света. Земля может погибнуть и задолго до поглощения ее Солнцем в результате столкновения с астероидом или кометой. Даже если при этом наша планета и не будет полностью уничтожена, равновесие на ней окажется сильно нарушенным. Такое столкновение приведет к глобальным бедствиям, череде извержений вулканов, подъему уровня моря, катастрофическому загрязнению атмосферы.

В Писании говорится, что «Бог… создавший Землю, образовал ее для жительства» (Исаия 45:18) . Беспристрастное исследование планеты Земля убедит каждого студента в том, что за этим простым заявлением стоит огромное, потрясающее значение.

Земля

Одного мимолетного взгляда на планету Земля будет достаточно, чтобы понять, насколько она отличается от других известных нам планет. Даже если смотреть из космоса, планета Земля резко выделяется среди остальных семи планет нашей солнечной системы. Планета Земля отличается приятными ярко-голубым и белым цветами, тогда как все остальные планеты (а также их спутники) имеют непривлекательный красный, оранжевый или тускло-серый цвета. Более того, наша планета Земля – единственная из планет, вращающихся вокруг Солнца, на которой могла бы существовать и существует жизнь в известной нам форме.

Планета Земля состоит в основном из кислорода, железа, серы, кремния, магнезия, алюминия, кальция, водорода и никеля (вместе эти вещества составляют 98 % Земли). Остальные два процента включают более сотни других элементов. В отличие от любой другой планеты, планета Земля покрыта зеленой растительностью, огромнейшими зелено-голубыми океанами, на ней содержится более миллиона островов, сотни тысяч ручьев и рек, громадные массивы Земли, которые называются континентами, горы, ледниковые покровы и пустыни, которые придают Земле эффектное разнообразие цветов и текстур. Все другие известные планеты, если не принимать во внимание происходящих на них ужасных катастроф, в основном покрыты безжизненным слоем грунта или газа, который немного изменяется только благодаря слабому движению ветра или потоков воздуха. Совершенно бесплодная поверхность большинства планет разительно отличается от нашей планеты с ее яркими цветами – оттенками зеленого, голубого и белого, ведь поверхность всех других планет имеет тускло-серый или коричневый оттенок, и, зачастую, покрыта толстым слоем атмосферы.

В буквально каждой экологической нише поверхности нашей планеты можно найти какой-то из видов жизни. Даже в озерах чрезвычайно холодной Антарктики можно найти живых существ, с трудом различимых под микроскопом. В кусочках мха и лишайника обитают крохотные бескрылые насекомые и растут растения, цветущие каждый год. Жизнь на Земле присутствует везде – от самых верхних слоев атмосферы до дна океана, от самых холодных точек полюсов до самых жарких мест экватора. До сегодняшнего дня ни на одной другой планете не было найдено доказательств существования жизни.

Планета Земля имеет огромные размеры --8000 миль (12756 км) и обладает массой в 6.6 x 10 21 тонн. Планета Земля находится на расстоянии приблизительно в 93 миллиона миль от Солнца. Если бы Земля вращалась вокруг Солнца по своей орбите длиной в 584 миллионов миль быстрее, ее орбита стала бы более длинной, и Земля отдалилась бы от Солнца на большее расстояние. А если бы она слишком далеко отошла от небольшой обитаемой зоны, все виды жизни на Земле прекратили бы свое существование. Если бы планета Земля двигалась по своей орбите медленней, она бы приблизилась к Солнцу, что также привело бы к исчезновению жизни.

Путешествие Земли вокруг солнца, которое занимает 365 дней, 6 часов, 49 минут и 9.54 секунд (звездный год), всегда происходит с точностью до одной тысячной секунды! Если бы средняя годовая температура Земли изменилась хотя бы на несколько градусов, большинство форм жизни в конце-концов погибли бы от перегрева или замерзания. Такая перемена нарушила бы водно-ледный баланс, и другие важнейшие балансы, что привело бы к катастрофическим последствиям. Если бы планета Земля вращалась по своей оси медленнее, вся жизнь со временем вымерла бы либо от замерзания ночью (из-за недостатка солнечного тепла), либо от перегрева днем (из-за жары от солнца).

Солнце

Только одна миллиардная часть энергии, ежедневно производимой Солнцем, используется нашей планетой. Солнце обеспечивают ежедневно Землю энергией, сопоставимой с более 130 триллионов лошадиных сил. Хотя, по всей вероятности, во Вселенной существует несколько сотен миллиардов галактик, и в каждой из них насчитывается около 100 миллиардов звезд, на каждый атом припадает 333 литров пространства, и это значит, что пустое пространство занимает большую часть вселенной!

Если бы Луна была более крупной, или находилась бы ближе к Земле, это привело бы к возникновению цунами, которые заливали бы долины и разрушали горы. Ученые считают, что если бы континенты находились на одном уровне, вода покрыла бы всю поверхность суши на глубину более двух километров ! Если бы Земля находилась под наклоном не в 23°, а, скажем, в 90° по отношению к Солнцу, у нас бы не было четырех времен года. А без смены времен года жизнь на земле не могла бы существовать – полюса находились бы в вечных сумерках, а испаряющаяся из океанов вода относилась бы ветром на северный и южный полюс, и замерзала там. Со временем, в полярных регионах скопились бы громадные континенты из снега и льда, а остальная часть Земли стала бы сухой пустыней. В конце концов, океаны исчезли бы с лица Земли и прекратились бы дожди. Вес накопленного льда на полюсах заставил бы планету выпучиться по линии экватора, и, в результате, вращение Земли коренным образом изменилось бы.

Чудо воды

Еще один пример, который проиллюстрирует жестокие изменения, которые могли бы наступить из-за изменений под воздействием внешних условий – это существование воды. Планета Земля – единственная известная нам планета с таким огромным скоплением воды -70% ее поверхности покрыто океанами, озерами и морями, окружающими огромные массивы суши. Лишь на немногих планетах есть вода, и она содержится там либо в форме влаги, парящей в виде пара на поверхности, либо в виде льда – но нигде нет таких огромных массивов жидкости, как на Земле.

Вода уникальна тем, что она может поглощать огромное количество тепла и это не вызывает значительных изменений ее температуры. Коэффициент теплопоглощения воды в более чем в десять раз превышает коэффициент теплопоглощения стали. На протяжении дня водные массивы Земли поглощают огромное количество тепла, и таким образом, на земле сохраняется относительно прохладная температура. Ночью вода отдает большое количество тепла, поглощенного за день, что, вместе с атмосферными эффектами, не позволяет поверхности Земли замерзнуть за ночь. Если бы на Земле не было того огромного количества воды, существовали бы намного более резкие перепады дневных и ночных температур . Многие части поверхности Земли нагревались бы днем настолько, что на них можно было бы кипятить воду, и те же самые части замерзали бы ночью настолько, что на них можно было бы замораживать воду. Так как вода является превосходным стабилизатором температуры, присутствие огромных океанов является жизненно важным условием для существования жизни на нашей планете.

Однако переизбыток воды на Земле также мог бы создать проблему. Большинство материалов расширяются при нагревании и сужаются при охлаждении. Поэтому если взять два предмета одинакового размера и состоящих из одного материала, тот предмет, который будет более холодным, будет иметь большую плотность. Возможно, это и не кажется нам проблемой, но это могло бы стать серьезной проблемой в случае с водой, если бы не одна редкая аномалия.

Вода, как и почти все другие вещества, сужается при остывании, однако в отличие от буквально всех других веществ (редкими исключениями являются также резина и сурьма), она сужается при охлаждении до 4° Цельсия, а потом – удивительным образом расширяется до момента замерзания. Если бы вода продолжала охлаждаться так же, как и все другие вещества, она становилась бы более плотной, и, в результате, опускалась бы на дно океана. Более того, превращаясь в лед, вода также опускалась бы на дно океана. Со временем, дно океана все больше покрывалось бы льдом, в то время как вода на поверхности продолжала бы замерзать, опускаться и копиться на дне.

Таким образом, благодаря этой аномалии, лед, формирующийся в морях, океанах и озерах, остается на поверхности, где солнце нагревает его на протяжении дня, а теплая вода снизу помогает ему растаять летом. Благодаря этому процессу, а также эффекту Кориолиса, из-за которого возникают океанические течения, большая часть океана находится в форме жидкости и это дает возможность бесчисленному количеству существ обитать в воде и подтверждает, что истинно, «Господь премудростью основал землю, небеса утвердил разумом»; (Притчи 3:19) .

Чудо воздуха

На суше же происходит обратное. Воздух, находящийся вблизи поверхности Земли, нагревается энергией солнца, а после нагревания воздух становится менее плотным и поднимается вверх. В результате возле поверхности Земли поддерживается такая температура, при которой возможно существование жизни. Если бы воздух при нагревании сжимался и становился более плотным, температура возле поверхности Земли была бы просто невыносимой – при такой температуре большинство форм жизни не смогли бы прожить долгое время. Температура же в нескольких метрах над поверхностью наоборот была бы очень низкой и большинство форм жизни также не смогли бы прожить при ней долгое время. На земле была бы очень тонкая прослойка атмосферы, пригодной для жизни, но даже и в ней жизнь не смогла бы продержаться долгое время, так как растения и деревья, необходимые для поддержания жизни, находились бы в «холодной зоне». Таким образом, у птиц не было бы места для жизни, еды, воды или кислорода. Но благодаря тому, что воздух поднимается вверх при нагревании, на Земле возможно существование жизни.

Движение теплого воздуха вверх от поверхности Земли создает воздушные течения (ветер), которые также являются очень важной частью экологической системы Земли. Они уносят углекислый газ из местностей, где он вырабатывается в чрезмерных количествах (например, в городах) и переносят кислород в те места, где он необходим (например, в густозаселенные центры).

Смесь газов, которые содержатся в незагрязненной человеческой деятельностью атмосфере, просто идеальна для жизни . Если бы их соотношение значительно отличалось (к примеру, было бы 17% кислорода вместо 21%, или было бы слишком мало углекислого газа, или атмосферное давление было бы намного выше или ниже), жизнь на Земле прекратила бы свое существование. Если бы слой атмосферы был бы намного тоньше, миллионы метеоров, которые сжигаются, не достигая Земли, попадали бы на землю и несли с собой смерть, разруху и пожары.

Окружающая среда, пригодная для жизни: адаптация или сотворение?

Если благодаря эволюции возникают формы жизни, способные обитать в соответствующих условиях окружающей среды, то почему же жизнь не распространилась в равной мере везде? Планета Земля намного лучше приспособлена для жизни, чем любая другая планета, но даже большая часть Земли имеет либо слишком жаркий, либо слишком холодный микроклимат. Жизнь не может существовать как слишком глубоко под землей, так и слишком высоко над ее поверхностью. На расстоянии во многие тысячи километров от центра Земли до края ее атмосферы, существует лишь несколько метров окружающей среды, пригодной для обитания большинства форм жизни, и, таким образом, почти все живые создания вынуждены жить в этом промежутке. Хотя в нашей солнечной системе только планета Земля создана пригодной для обитания (Исаии 45:18 ), даже на Земле лишь тонкая прослойка атмосферы пригодна для жизни большинства форм жизни, с которыми мы лучше всего знакомы – это млекопитающие, птицы и рептилии.

И эта прослойка буквально изобилует различными формами жизни. По оценкам ученых, в одном акре обычной фермерской почвы глубиной в 15 см содержится несколько тонн живых бактерий, около тонны грибков, 90 кг простейших одноклеточных организмов, около 40 кг дрожжевых грибов и практически столько же водорослей.

Выводы

Эту экстремально тонкую грань между окружающей средой, в которой жизнь может существовать и средой, где она не может существовать, можно проиллюстрировать одним фактом. По оценке ученых, изменение средней мировой температуры всего на пять градусов со временем серьезно повлияло бы на существование жизни на Земле, а более значительные изменения температуры могли бы быть губительными для жизни.

Эти допустимые отклонения ничтожно малы, и даже если во всей вселенной есть еще и другие планеты, весьма маловероятно, что они пригодны для жизни, так как для существования жизни требуются весьма жесткие условия.

Вероятность того, что планета будет нужного размера, что она будет находиться на нужном расстоянии от звезды нужного размера, и что будут соблюдены и все остальные условия, описанные в этой статье, невероятно мала - даже если учесть, что, возможно, вокруг большинства звезд вращаются множество планет, как считают многие ученые. Математическая вероятность того, что все эти и другие важные условия существования создались по стечению астрономических обстоятельств, составляет примерно несколько миллиардов к одному!

Ссылки и примечания

1. Г. Гиллермо, Дж. В. Ричардз. Привилегированная планета: о том, как наша планета в космосе создана для открытий. Washington, DC: Regnery. 2004.
2. П.Д. Ворд, Д. Вроули. Редкая планета Земля: Почему сложная жизнь необычна для Вселенной. New York: Copernicus. 2000

* Благодарю за помощь в написании этой статьи доктора Девида Джонсона, профессором химии из университета Спринг Арбор, и Роберта Лейнга, президента лабораторий «Клин Флоу».