Mikroorganizmlar er qobig'ini qanday hosil qilgan

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Tog'lar cheksiz Mo'g'ul dashtlari fonida ayniqsa ta'sirchan ko'rinadi. Oyog‘ida turib, bu tizmalarni to‘plagan er osti ichaklarining ulkan kuchi haqida o‘ylash vasvasasi paydo bo‘ladi. Lekin allaqachon cho'qqiga chiqayotib, toshli tog'larni qoplagan nozik naqsh ko'zni tortadi. Bu yomg'ir suvi tog' tizmasining haqiqiy quruvchilari bo'lgan tog'ni tashkil etgan qadimgi arxeotsit gubkalarining g'ovakli skeletlarini biroz korroziyaga uchratgan.

Katta qurilishning kichik gigantlari

Bir marta, yarim milliard yil oldin, ular vulqon orolining yorqin rifi sifatida iliq dengiz tubidan ko'tarilgan. U qalin issiq kul qatlami bilan qoplangan vafot etdi - ba'zi arxeotsitlar hatto yoqib yuborilgan va muzlatilgan tüfda bo'shliqlar saqlanib qolgan.

Biroq, ularning hayoti davomida birga o'sib chiqqan va dengiz tsementining o'ralgan qatlamlari orqali toshga "muzlab qolgan" ko'plab skeletlar, dengiz allaqachon yo'q bo'lib ketgan bugungi kunda ham odatiy joylarida qolmoqda. Har bir bunday skelet kichik barmoqdan kichikroqdir. Qanchalari bor?

Mayda radiolariyaliklarning skeletlari tog' tizmalarining kremniyli jinslarini hosil qiladi.

Pastki tog'ning hajmini (taxminan bir kilometr etagida va balandligi taxminan 300 m) hisoblab, biz uni qurishda 30 milliardga yaqin gubkalar ishtirok etganligini hisoblashimiz mumkin. Bu juda kam baholangan ko'rsatkich: ko'plab skeletlar uzoq vaqtdan beri kukunga ishqalangan, boshqalari esa cho'kindining himoya qatlamlari bilan qoplanishiga vaqt topolmagan holda butunlay erigan. Va bu faqat bitta tog', va Mo'g'ulistonning g'arbiy qismida butun tizmalari bor.

Bunday ulug'vor "loyiha" ni amalga oshirish uchun kichik gubkalar qancha vaqt talab qildi?

Mana, yaqinroqda yana bir qoya bor, u kichikroq va oq emas, ohaktosh, lekin qizil-kulrang. U temir qo'shimchalarining oksidlanishi tufayli zanglagan kremniyli slanetsning yupqa qatlamlaridan hosil bo'ladi. Bir vaqtlar bu tog'lar dengiz tubi edi va agar siz qatlamlar bo'ylab to'g'ri bo'linib ketgan bo'lsangiz (qattiq, ammo ehtiyotkorlik bilan urilgan bo'lsa), ochilgan yuzada 3-5 mm gacha bo'lgan son-sanoqsiz igna va xochlarni ko'rishingiz mumkin.

Bular dengiz shimgichlarining qoldiqlari, ammo arxeotsitlarning butun kalkerli skeletidan farqli o'laroq, ularning asosi alohida kremniy elementlaridan (spikulalar) hosil bo'ladi. Shuning uchun, ular o'lib, parchalanib, pastki qismini "tafsilotlari" bilan sochdilar.

Har bir shimgichning skeleti kamida mingta "igna" dan iborat bo'lib, ulardan 100 mingga yaqini har kvadrat metrga sochilgan. Oddiy arifmetika bizga 20 metrlik qatlamni yaratish uchun qancha hayvonlar kerakligini hisoblash imkonini beradi. kamida 200 x 200 m: 800 milliard. Va bu bizning atrofimizdagi balandliklardan faqat bittasi - va faqat bir nechta qo'pol hisoblar. Ammo allaqachon ulardan ko'rinib turibdiki, organizmlar qanchalik kichik bo'lsa, ularning ijodiy kuchi shunchalik katta bo'ladi: Yerning asosiy quruvchilari bir hujayrali.

Bir hujayrali plankton suv o'tlarining ochiq ohakli plitalari - kokkolitlar katta kokkosferalarga birlashadi va ular parchalanganda bo'r konlariga aylanadi.

Quruqlikda, suvda va havoda

Ma'lumki, har 1 sm³Yozuvchi bo'r 10 milliardga yaqin mayda ohakli plankton suv o'tlari kokkolitoforidlarini o'z ichiga oladi. Mo'g'ul dengizlari davridan ancha kechroq, mezozoy va hozirgi kaynozoy erasida ular Angliyaning bo'r qoyalari, Volga Jiguli va boshqa massivlarni qurdilar, barcha zamonaviy okeanlarning tubini qopladilar.

Ularning qurilish ishlari ko'lami hayratlanarli. Ammo ular uning hayotida sayyorada amalga oshirgan boshqa o'zgarishlarga nisbatan oqarib ketgan.

Dengiz va okeanlarning sho'r ta'mi xlor va natriy mavjudligi bilan belgilanadi. Dengiz jonzotlari uchun hech qanday element ko'p miqdorda talab qilinmaydi va ular suvli eritmada to'planadi. Ammo deyarli hamma narsa - daryolar tomonidan olib boriladigan va issiq buloqlar orqali ichakdan keladigan hamma narsa bir zumda so'riladi. Silikon bir hujayrali diatomlar va radiolariyaliklar tomonidan bezakli qobiqlari uchun olinadi.

Deyarli barcha organizmlar fosfor, kaltsiy va, albatta, uglerodga muhtoj. Qizig'i shundaki, kalkerli skeletning yaratilishi (mercan yoki qadimgi arxeotsitlar kabi) karbonat angidridning chiqishi bilan sodir bo'ladi, shuning uchun issiqxona effekti riflarni qurishning yon mahsulotidir.

Kokkolitoforidlar suvdan nafaqat kaltsiyni, balki erigan oltingugurtni ham o'zlashtiradi. Bu suv o'tlarining suzish qobiliyatini oshiradigan va yoritilgan sirtga yaqin turishiga imkon beruvchi organik birikmalarning sintezi uchun talab qilinadi.

Bu hujayralar nobud bo'lgach, organik moddalar parchalanadi va uchuvchi oltingugurt birikmalari suv bilan birga bug'lanadi va bulutlarning paydo bo'lishi uchun urug' bo'lib xizmat qiladi. Bir litr dengiz suvida 200 milliongacha kokkolitoforidlar bo'lishi mumkin va har yili bu bir hujayrali organizmlar atmosferaga 15,5 million tonnagacha oltingugurt etkazib beradi - bu quruqlikdagi vulqonlardan deyarli ikki baravar ko'p.

Quyosh Yerga sayyoraning o'z ichaklaridan (3400 Vt / m) 100 million marta ko'proq energiya berishga qodir.² 0,00009 Vt / m ga qarshi²). Fotosintez tufayli hayot bu resurslardan foydalanib, geologik jarayonlarning imkoniyatlaridan oshib ketadigan kuchga ega bo'lishi mumkin. Albatta, quyosh issiqligining katta qismi shunchaki tarqaladi. Ammo baribir, tirik organizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan energiya oqimi geologikdan 30 baravar yuqori. Hayot sayyoramizni kamida 4 milliard yil davomida boshqargan.

Mahalliy oltin ba'zida qimmatbaho metalning o'zidan qimmatroq bo'lgan g'alati kristallarni hosil qiladi.

Yorug'lik kuchlari, zulmat kuchlari

Tirik organizmlarsiz ko'plab cho'kindi jinslar umuman shakllanmagan bo'lar edi. Oydagi (150 turdagi), Marsdagi (500 ta) va sayyoramizdagi (5000 dan ortiq) minerallarning xilma-xilligini taqqoslagan mineralolog Robert Xazen minglab yerdagi minerallarning paydo bo'lishi bevosita yoki bilvosita uning faoliyati bilan bog'liq degan xulosaga keldi. biosfera. Suv havzalarining tubida to'plangan cho'kindi jinslar.

Chuqurlikka cho'kib, millionlab va yuzlab million yillar davomida organizmlarning qoldiqlari kuchli konlarni hosil qildi, ular tog 'tizmalari shaklida sirtga siqib chiqarilishi kerak edi. Bu ulkan tektonik plitalarning harakati va to'qnashuvi bilan bog'liq. Ammo tektonikaning o'zi jinslarni "qorong'i" va "yorug'lik materiya" ga bo'lmasdan amalga oshirib bo'lmaydi.

Birinchisi, masalan, to'q rangli minerallar - piroksenlar, olivinlar, asosiy plagioklazlar va elementlar orasida - magniy va temir ustunlik qiladigan bazaltlar bilan ifodalanadi. Ikkinchisi, masalan, granitlar, och rangli minerallardan tashkil topgan - kvars, kaliyli dala shpati, albit plagioklazlari, temir, alyuminiy va kremniyga boy.

To'q rangli jinslar engil jinslarga qaraganda zichroq (o'rtacha 2,9 g / sm³ 2,5-2,7 g / sm ga qarshi³) va okean plitalarini hosil qiladi. Kamroq zichroq, "engil" kontinental plitalar bilan to'qnashganda, okeanik plitalar ularning ostiga cho'kib, sayyoramiz ichaklarida eriydi.

Temir rudalarining yorqin tasmasi quyuq kremniyli va qizil temirli qatlamlarning mavsumiy almashinishini aks ettiradi.

Eng qadimgi minerallar birinchi bo'lib paydo bo'lgan "qorong'u materiya" ekanligini ko'rsatadi. Biroq, bu zich jinslar plitalarni harakatga keltirish uchun o'z-o'zidan singib keta olmadi. Buning uchun "yorqin tomon" - Mars va Oyning harakatsiz qobig'ida etishmaydigan minerallar kerak edi.

Robert Xazenning fikricha, aynan Yerning tirik organizmlari ba'zi jinslarni boshqalarga aylantirgan va natijada plitalarning "engil moddasi" to'planishiga olib kelgan. Albatta, bu mavjudotlar - ko'pincha bir hujayrali aktinomitsetlar va boshqa bakteriyalar - o'zlariga bunday super vazifani qo'yishmagan. Ularning maqsadi, har doimgidek, oziq-ovqat topish edi.

Okeanlarning qora metallurgiyasi

Darhaqiqat, vulqon otayotgan bazalt oynasi 17% temirdan iborat bo'lib, uning har bir kubometri 25 kvadrillion temir bakteriyasini oziqlantirishga qodir. Kamida 1,9 milliard yil mavjud bo'lib, ular bazaltni mohirlik bilan yangi gil minerallari bilan to'ldirilgan "nanoshet" ga aylantiradilar (so'nggi yillarda bunday mexanizm loy minerallarining biogen zavodi sifatida tan olingan). Bunday toshni eritish uchun ichaklarga yuborilganda, undan yangi, "engil" minerallar hosil bo'ladi.

Ehtimol, bakteriyalar va temir rudalari mahsuloti. Ularning yarmidan ko'pi 2, 6 va 1,85 milliard yil oldin hosil bo'lgan va faqat Kursk magnit anomaliyasida taxminan 55 milliard tonna temir mavjud. Hayotsiz ular to'planishi qiyin edi: okeanda erigan temirning oksidlanishi va cho'kishi uchun erkin kislorod talab qilinadi, uning kerakli hajmlarda paydo bo'lishi faqat fotosintez tufayli mumkin.

Acidovorax bakteriyalari yashil zang - temir gidroksidi hosil bo'lishini rag'batlantiradi.

Hayot temirni "qayta ishlash" ni va qorong'u, kislorodsiz chuqurlikda amalga oshirishga qodir. Suv osti manbalari tomonidan olib ketilgan ushbu metallning atomlari temir temirni oksidlash qobiliyatiga ega bo'lgan bakteriyalar tomonidan ushlanib, temir temir hosil qiladi, bu esa yashil zang bilan pastga tushadi.

Bir necha milliard yil oldin, sayyorada hali juda kam kislorod bo'lganida, bu hamma joyda sodir bo'lgan va bugungi kunda bu bakteriyalarning faolligini ba'zi kislorod kambag'al suv havzalarida ko'rish mumkin.

Qimmatbaho mikroblar

Katta oltin konlari kislorodga muhtoj bo'lmagan anaerob bakteriyalar ishtirokisiz paydo bo'lmagan bo'lishi mumkin. Qimmatbaho metallarning asosiy konlari (jumladan, Afrikaning janubidagi Vitvatersranda, oʻrganilgan zahiralari 81 ming tonnaga yaqin) bundan 3, 8-2, 5 milliard yil avval shakllangan.

An'anaga ko'ra, mahalliy oltin rudalari oltin zarralarini daryolar orqali ko'chirish va yuvish natijasida hosil bo'lgan deb hisoblangan. Biroq, Vitvatersrand oltinini o'rganish butunlay boshqacha manzarani ko'rsatadi: metall qadimgi bakteriyalar tomonidan "qazib olingan".

Diter Xalbauer 1978 yilda sof oltin zarralari bilan o'ralgan g'alati uglerod ustunlarini tasvirlab bergan. Uzoq vaqt davomida uning kashfiyoti ruda namunalarini mikroskopik va izotopik tahlil qilish, zamonaviy mikroblar koloniyalari tomonidan ruda hosil bo‘lishini modellashtirish va boshqa hisob-kitoblar geologning to‘g‘riligini tasdiqlamaguncha unchalik e’tiborni tortmadi.

Ko'rinishidan, taxminan 2,6 milliard yil oldin, vulqonlar atmosferani vodorod sulfidi, oltingugurt kislotasi va oltingugurt dioksidi bilan suv bug'lari bilan to'yinganida, kislotali yomg'irlar sochilgan oltinni o'z ichiga olgan tog' jinslarini yuvib yuborgan va eritmalarni sayoz suvga olib chiqqan. Biroq, qimmatbaho metalning o'zi u erda siyanid kabi har qanday tirik mavjudot uchun eng xavfli birikmalar shaklida kelgan.

Mikroblar tahdidning oldini olish uchun suvni "dezinfektsiyalashdi", zaharli oltin tuzlarini organometalik komplekslarga yoki hatto sof metallga kamaytirdilar. Yaltiroq zarralar bakteriya koloniyalariga joylashib, ko'p hujayrali zanjirlar hosil qildi, endi ularni skanerlash elektron mikroskopida ko'rish mumkin. Mikroblar hozir ham oltinni cho'ktirishda davom etmoqda - bu jarayon, masalan, Yangi Zelandiyadagi issiq buloqlarda, juda oddiy miqyosda bo'lsa ham kuzatiladi.

Vitvatersrand va, ehtimol, xuddi shu yoshdagi boshqa konlar kislorodsiz atmosferada bakterial jamoalarning hayotiy faoliyati natijasidir. Kursk magnit anomaliyasi va unga aloqador temir rudasi konlari kislorod davrining boshida shakllangan. Biroq, bunday miqyosdagi ko'proq konlar paydo bo'lmadi va hech qachon qayta shakllana boshlamaydi: atmosfera, toshlar va okean suvlarining tarkibi o'shandan beri ko'p marta o'zgargan.

Ammo bu vaqt ichida tirik organizmlarning son-sanoqsiz avlodlari ham o'zgardi va ularning har biri Yerning global evolyutsiyasida ishtirok etishga muvaffaq bo'ldi. Dengiz gubkalarining chakalakzorlari va quruqlikdagi daraxtga o'xshash otlar yo'q bo'lib ketdi, hatto mamontlar podalari ham o'tmishdagi narsa bo'lib, geologiyada iz qoldirdi. Boshqa mavjudotlar va sayyoramizning barcha qobiqlarida - suv, havo va toshlarda yangi o'zgarishlar vaqti keldi.