что было до появления людей
История планеты Земля от ее рождения до наших дней
Наша прекрасная сине-зеленая планета, наполненная жизнью, Земля, не всегда была такой же в прошлом. От огненного шара до ледяного шара Земля прошла долгий путь, пока глаза первого человека не открылись, чтобы взглянуть на эти чудеса.
Земля — одна из скалистых планет в нашей солнечной системе. По оценкам, Солнечная система сейчас находится в разгар своей жизни, что означает, что еще через 4,5 миллиарда лет наступит конец Земли, как и всех живых существ, населяющих ее. Кто знает, будет ли человек существовать к тому времени.
По сравнению с долгой жизнью Земли люди жили всего несколько десятых секунды. История Земли начинается с насильственного, удушающего и ядовитого прошлого, несовместимого с жизнью. Этот аспект нашей планеты, без сомнения, был бы очень недружелюбен к нам, и он был больше похож на ад, которым сегодня является Венера.
По прошествии сотен миллионов лет Земля постепенно приобрела характеристики, которые сделали ее пригодным для жизни раем сегодня. До сих пор мы не знаем ни одной другой планеты с характеристиками Земли.
История нашей планеты — это история, полная катастрофических событий, а также периодов абсолютного и нерушимого спокойствия, смены континентов, океанов, полных опасностей, извержений вулканов и неумолимой жизненной борьбы за адаптацию и выживание.
Какое будущее ждет Землю? Это другая история. А пока давайте рассмотрим захватывающее прошлое планеты Земля.
5000 миллионов лет назад: рождение Солнечной системы
Если бы мы могли вернуться на пять миллиардов лет назад, у нас не было бы места, на котором можно было бы опереться. Вместо этого мы будем созерцать кольцо пыли вокруг новорожденной звезды. Мы являемся свидетелями рождения нашей солнечной системы.
Через несколько сотен миллионов лет гравитация превратила пыль в камни, а камни в протопланету.
4,5 миллиарда лет назад: рождение Земли
Вначале Земля была большим шаром расплавленной породы, горящим, как ад. Подсчитано, что когда она родилась, на ее поверхности была температура около 1200 ºC. Вероятно, там был водяной пар, углекислый газ и азот, но не было кислорода. Не было никаких континентов, только океан лавы.
Тея сталкивается с Землей: рождение Луны
Молодая планета размером с Марс движется к Земле на скорости 15 километров в секунду, в 20 раз быстрее пули. Она называется Theia. Это была еще одна новорожденная скалистая протопланета внутри нашей солнечной системы.
Наконец, происходит планетарная катастрофа, извергнувшая большое количество материала наружу. Мусор от столкновения — это то, что позже сформирует естественный спутник. После столкновения обломки оставались кольцеобразными, как у Сатурна, в течение нескольких миллионов лет и только потом наша сформировалась наша Луна.
Тогда Земля вращалась быстрее, и один день длился всего шесть часов.
3,9 миллиарда лет назад: вода начинает править Землей
Есть две гипотезы о наличии жидкой воды на Земле. Во-первых, она постепенно заполняла поверхность, падая, путешествуя на астероидах, поражавших нашу планету в течение 20 миллионов лет. Другая гипотеза состоит в том, что вода присутствовала с самого начала, скрытая под коркой.
На данный момент в истории Земли океаны правят нашей планетой. Но до сих пор нет никаких следов какой-либо формы жизни, даже микроорганизмов.
Примитивный бульон: появляются первые формы жизни
Согласно теории панспермии, метеориты принесли незаменимые аминокислоты для жизни и отложили их на дне океанов. Вода теперь содержит одноклеточные организмы, первые формы жизни на Земле.
3,8 миллиарда лет назад: первые острова родились
Острова вулканического происхождения начинают разрушать поверхность океанов. В будущем эти острова объединятся, чтобы сформировать первые континенты. Вулканическая активность начинает заполнять атмосферу углекислым газом
3,5 миллиарда лет назад: строматолиты, первые сложные формы жизни
Бактериальные колонии, называемые строматолитами, являются первыми сложными формами жизни на Земле. Строматолиты начинают фотосинтез, превращая углекислый газ в глюкозу и вытесняя кислород наружу. Строматолиты постепенно начинают заполнять океан кислородом.
В течение сотен миллионов лет строматолиты продолжали заполнять океан кислородом, и атмосфера начала формироваться и сгущаться. Эти бактериальные колонии подготовили почву для появления других форм жизни на Земле.
1500 миллионов лет назад: образование Родинии
Вращение Земли продолжает замедляться, и теперь дни длятся 16 часов. После миллионов лет тектоники плит был сформирован первый суперконтинент, Родиния, очень засушливый внутри.
Наконец, около 800 миллионов лет назад, Родиния начала разрушаться из-за силы внутреннего тепла Земли, ядро которой все еще расплавлено.
750 миллионов лет назад: снежный период Земли
После интенсивной вулканической активности, которая стала причиной разрушения Родинии, образуется много углекислого газа, который поглощается камнями. Углекислого газа недостаточно для удержания солнечного тепла в атмосфере, что приводит к изменению климата и значительному снижению температуры. Мы вступили в самый длинный и интенсивный глобальный ледниковый период на нашей планете, в котором практически вся поверхность Земли оставалась покрытой слоем льда толщиной около трех километров, а средняя температура планеты составляла –50 ºC.
Наконец, 15 миллионов лет спустя вулканическая активность пробивает лед, и CO2 постепенно снова наполняет атмосферу. На этот раз без камней, которые могли бы улавливать углекислый газ, CO2 заполнял атмосферу, вызывая еще одно изменение климата и повышение температуры, что способствовало продолжению таяния льда.
Пока Земля была покрыта слоем льда, под замерзшей коркой, жидкая вода продолжала процветать. Когда лед тает, около 540 миллионов лет назад, происходит то, что палеонтологи называют кембрийским взрывом, то есть взрывом жизни кембрийского периода.
Теперь дни длятся 22 часа, температура становится снова мягкой и под водой множество удивительных многоклеточных форм жизни. Появляются десятки тысяч видов растений и животных: водоросли, трилобиты, губки, черви, аномалокарис… Эти животные являются предками современных насекомых. Picaias, зарождающийся позвоночник, также появился.
370 миллионов лет назад: жизнь начинает процветать на суше
Под водой существа защищены, но жизнь на земле была бы невозможна без озонового слоя. Так много кислорода от взрыва жизни под водой заполнило атмосферу, что, реагируя с солнечным светом, создало новый тип газа, названный озоном. Озон может поглощать смертельную радиацию от Солнца, делая жизнь возможной на суше. Утолщение озонового слоя послужило причиной появления первых видов растений на земле.
Но животные кембрийского взрыва столкнулись с исчезновением девонско-каменноугольной массы. Некоторые из выживших выйдут из воды и вскоре начнут колонизировать материк.
Со временем животные наполнили Землю. Мы находимся в середине палеозойской эры, когда крупные насекомые управляли планетой, как меганейра (на снимке).
Великое эволюционное продвижение, животные и растения перестают полагаться на воду, чтобы колонизировать Землю. Появляются первые рептилии, начинающие доминировать на планете.
252 миллиона лет назад: эпоха рептилий подходит к концу
В течение миллионов лет разные виды крупных животных доминировали на Земле. Это были не динозавры, а крупные рептилии, такие как горгонопы. Больше всего погибло после массового вымирания в пермско-триасовом периоде, третьего по величине вымирания, от которого пострадает Земля, и крупнейшего, которое она когда-либо испытывала.
95% живых существ погибнут, а выжившие виды унаследуют Землю.
190 миллионов лет назад: разрыв суперконтинента Пангея
Пангея знаменует собой конец палеозойской эры и начало мезозойской эры. Фрагменты Пангеи будут эскизом того, чем сегодня являются наши нынешние континенты.
Изменения на поверхности Земли заставляют животных приспосабливаться к новым условиям. Великие саурианцы теперь доминируют над землей и морями. 
66 миллионов лет назад: динозавры вымерли
66 миллионов лет назад правлению динозавров пришел конец. Астероид диаметром 11 километров столкнулся с Землёй. Последствия удара вызвали пятую массовую гибель на планете, известную как меловое-палеогеновое массовое вымирание. 76% видов исчезли, включая все виды динозавров, кроме предков птиц.
Это была отличная возможность для млекопитающих, которые в то время существовали только в виде мелких грызунов. Они смогли выжить под землей, питаясь корнями и зерном, пережив катаклизм и имея возможность процветать.
Антропоцен
Некоторые ученые говорят об антропоцене, о человеческом веке, как о новой геологической стадии Земли из-за глубоких последствий деятельности нашего вида на Земле.
В настоящее время наблюдаются свидетельства другого изменения климата, вызванного промышленной деятельностью человека, и мы находимся перед началом шестого массового вымирания.
Какой была Земля до появления человека?
И была бы она такой, как сегодня, если бы нас вообще не существовало?
Представьте на мгновение, что последние 125 тысяч лет истории Земли записаны где-то на пленку — на тонкую, старомодную ленту, заправленную между двумя металлическими бобинами. С каждой секундой определенное количество пленки отматывается с одной кассеты и наматывается на другую. А теперь представьте, что появилась возможность остановить пленку, вмешаться в этот процесс и поменять направление движения. Делаем перемотку.
Постепенно, с каждым новым поворотом бобины, наша нынешняя действительность удаляется. Каждую минуту восстанавливается зона естественных лесов и лесистой местности размером в 10 футбольных полей. В течение каждого года территория чуть больше Дании вновь покрывается лесом. Требуется отмотать всего 150 лет для того, чтобы было восстановлено все то, что было утрачено. В то же время скопления городов отступают, как отлив бетонной массы. Мега-города сжимаются до размеров обычных городов, затем сокращаются до уровня сел и деревень, и после этого вновь возникают зеленые полосы нетронутой и невозделанной земли. Существующие реки освобождаются от плотин. Восстанавливается озоновый слой. Останки предположительно 108 миллиардов живших на планете людей удаляются из земли, а ископаемое топливо, драгоценные камни и металлы, а также другие извлеченные из недр минералы возвращаются обратно на свое прежнее место. Тонны загрязнявшего планету мусора, включая двуокись серы и углерода, высасываются из атмосферы.
Наконец, мы оказываемся в той точке, которая кажется немыслимо далекой от нас — 125 тысяч лет назад. В геологических терминах это, возможно, воспринимается как вчера, однако временная протяженность между тем моментом и сегодняшним днем представляет собой всю полноту человеческого существования на планете. Перематывая пленку назад до этого места, мы устранили практически все следы воздействия человека на Землю. И что же получилось?
125 тысяч лет назад Земля находилась в середине Эемского (Eemian) межледникового периода, который продолжался 15 тысяч лет и представлял собой температурную фазу между более длинными и более холодными ледниковыми периодами. Неожиданно весь мир стал теплым и зеленым. В северном полушарии континентальный снежный покров отступил на юг почти до уровня Германии в Европе и Иллинойса в Северной Америке.
«Тогда было немного теплее, чем сегодня, а уровень моря, возможно, был немного выше, и находился на своей максимальной отметке», — подчеркивает Иэн Тэттерсолл (Ian Tattersall), куратор по вопросам антропологии Американского музея естественной истории в городе Нью-Йорке (American Museum of Natural History).
Одним из бенефициаров подобного потепления стал Homo sapiens — человек разумный. Наш вид впервые появился примерно 200 тысяч лет назад на востоке Африки, 125 тысяч лет назад популяция данного вида составляла, вероятно, где-то 10—100 тысяч особей. Они добывали себе пропитание, занимались охотой и совершали первые набеги, покидая дома своих предков.
Однако мы были не одиноки. «В то время существовали, по крайней мере, три линии гоминидов, — отмечает Тэттерсолл, эксперт в области ранней человеческой эволюции. — В Африке существовал человек разумный (Homo sapiens); в восточной части Азии обосновался человек прямоходящий (Homo erectus), который впоследствии вымер; а в Европе жили неандертальцы».
Другие представители человеческого рода, как неизвестные, так и частично известные нам, боролись за выживание в других частях планеты. «Никто не знает, что происходило в Африке, — полагает Тэттерсолл. — В Африке были гоминиды, выглядевшие совсем не так, как современный Homo sapiens».
В мире в изобилии существовали также крупные животные — киты в океане и гигантские стада травоядных животных на суше. «Я думаю, что, если бы существовала возможность осуществить телепортацию в тот мир, то вы сразу обратили бы внимание на мегафауну», — подчеркивает историк окружающей среды Джед Каплан (Jed Kaplan) из междисциплинарного факультета по изучению окружающей среды Женевского университета в Швейцарии (University of Geneva’s Institute for Environmental Sciences). — Вы бы обнаружили огромные стада животных, перемещающихся по всему миру. Там были бы покрытые шерстью мамонты, населявшие Арктику. И вы, несомненно, смогли бы увидеть бизонов. В Европе можно было бы обнаружить больших кошек, а в Америке, вероятно, было бы много лошадей, а еще большое количество медведей, волков, а также множество стадных животных».
Выход за пределы природы
Но затем, без всякого предупреждения, все изменилось. Или, если быть точным, сначала изменились человеческие существа, а затем то же самое произошло с окружающим миром. «Нечто ужасное случилось именно в тот момент, когда люди стали вести себя современным образом, и это началось 100 тысяч лет назад, — отмечает Тэттерсолл. — И именно в то время человеческие существа в определенном смысле вышли за пределы природы, оказались в оппозиции к ней и начали совершать все те глупости, с которыми мы сегодня хорошо знакомы».
Ознакомление со списком глупостей, о которых говорит Тэттерсол, производит отрезвляющее впечатление. Всего за 2 тысячи лет до Рождения Христа мировое население составляло несколько десятков миллионов. В 1700 году после Рождения Христа на планете уже насчитывалось 600 миллионов людей; а сегодня их количество слегка превышает 7 миллиардов и продолжает увеличиваться, как полагают специалисты, на 220 тысяч человек в день. И это только человеческие существа. По данным ФАО, глобальная популяция крупного рогатого скота составляет 1,4 миллиарда, и кроме того, в каждый данный отрезок времени существует еще примерно миллиард свиней и овец, а также 19 миллиардов цыплят, то есть почти по три на каждого человека.
Согласно имеющимся у нас данным, мы используем сегодня больше энергии, чего когда-либо раньше. Только в XX веке ее потребление увеличилось в 16 раз. Согласно сведениям, опубликованным в 2009 году в International Journal of Oil, Gas and Coal Technology, с 1870 года из недр Земли было извлечено приблизительно 944 миллиарда баррелей нефти — или 135 миллиардов тонн. Только в 2011 году Соединенные Штаты добыли более миллиарда тонн угля, а Китай — в 3 раза больше.
Мы также радикальным образом изменили ландшафт. Сельское хозяйство вкупе с использованием огня почти везде подчинили себе окружающую среду и придали ей другую форму. Во многих регионах обрабатываемые земли заменили естественную растительность. От 30% до 50% земной поверхности используется в настоящее время тем или иным способом в интересах человека, и мы потребляем более половины доступных запасов пресной воды.
Особенно производство риса сделало более плоскими все экосистемы. «Люди создают небольшие дамбы, — отмечает Эрл Эллис (Erle Ellis), специалист в области окружающей среды Мэрилендского университета. — И это изменяет все движение осадочных пород в бассейнах рек. Целью является создание во многих местах заболоченных участков, пригодных для выращивания риса. В результате большое количество территорий стали более плоскими. Это производит впечатление».
В современном мире осталось очень мало мест, которые выглядят так, как это было бы в случае полного отсутствия вмешательства со стороны человека. «Существует очень мало ландшафтов, оставшихся в нетронутом виде, особенно в Европе, — подчеркивает Каплан. — Практически уже не осталось лесов, где вы могли бы увидеть большие погибшие деревья просто так лежащими на земле. Это невероятно редко происходит».
Как раз с того момента, когда человек стал противопоставлять себя еще сохранившейся природе, люди распространились по всему миру, как семена, гонимые порывами ветра, и в результате около 125 тысяч лет назад они обосновались на Ближнем Востоке, 50 тысяч лет назад — в Южной Азии, 43 тысячи лет назад — в Европе, 40 тысяч лет назад — в Австралии и в обеих Америках в период от 30 тысяч до 15 тысяч лет назад. Последней интенсивно заселенной территорией стала Новая Зеландия, и это произошло около 700 лет назад.
Повсюду, куда приходили люди, они приводили с собой животных — некоторых сознательно (собак, кошек, свиней), а других случайно (крыс). Внедрение чуждых видов животных в деликатным образом сбалансированную экосистему может иметь серьезные и необратимые последствия, утверждает Эллис, особенно это относится к крысам: «Их воздействие на экосистему очень велико. Все живые существа, создающие себе гнезда на земле или в любом другом доступном крысам месте, оказываются обреченными».
Конечно, мы и сами являемся эффективными убийцами. Как известно, многие виды животных в результате охоты или преследования были истреблены, и наиболее известным примером в этом отношении служат дронты (последний раз их подтвержденное наблюдение было зафиксировано в 1662 году). Исчезли также: стеллеровы морские коровы (1768), антилопы нильгау (примерно 1800), синий маврикийский голубь (1826), бескрылая гагарка (1852), морская норка (примерно 1860), фолклендский волк (1876), странствующий голубь (1914), а также карибский тюлень-монах (1952). Многие другие виды также исчезли уже на нашей памяти. Человеческие существа маршируют по планете, а за ними одна за другой накатываются волны, истребляющие мегафауну. Причины этого все еще обсуждаются, однако многие указывают пальцем на нас. «Я на самом деле считаю, что человеческие существа способствовали исчезновению многочисленных видов мегафауны», — отмечает Каплан.
Так, например, 15 тысяч лет назад человеческие существа проникли через Сибирь в Северную Америку. «Начался беспрецедентный период истребления, — подчеркивает Билл Раддиман (Bill Ruddiman), специалист в области климата Виргинского университета. — Для этого необходимо было появление чего-то совершенно нового, и этим новым оказались человеческие существа».
«Американский запад, расположенные там равнины, имели такое разнообразие, которое было намного богаче того, что сегодня представляет собой национальный парк Серенгети (Serengeti), — отмечает Раддиман. — Это было удивительное место. Помимо мамонтов и мастодонтов там обитали саблезубые тигры, лошади, верблюды, гигантские земляные ленивцы — все эти виды вымерли в течение довольно короткого периода времени. Наиболее надежные данные свидетельствуют о том, что это произошло примерно 15 тысяч лет назад».
Сегодня широкие — и преимущественно пустые — пространства американского запада сильно изменились по сравнению с тем, как они выглядели 125 тысяч лет назад.
Водный мир
Помимо этого мы опустошили океаны. По данным опубликованного в 2010 году исследования, рыболовный флот Соединенного Королевства вынужден сегодня работать в 17 раз интенсивнее, чем в 1880-х годах, для того, чтобы выловить такое же количество рыбы. ФАО считает, что более половины мировых прибрежных рыбных ресурсов подвергаются чрезмерному вылову.
Охота на китов также до неузнаваемости изменила океаны. В течение XX столетия некоторые виды китов оказались на грани исчезновения, и их популяции до сих пор не восстановлены. Противоречивое исследование, опубликованное в журнале Science, утверждает, что популяция китов была значительно больше до начала охоты на них, чем было принято считать раньше. По данным этого исследования, когда-то в мире насчитывалось 1,5 миллиона горбатых китов, а не 100 тысяч, как считают эксперты Международной комиссии по промыслу китов (International Whaling Commission). То же самое можно сказать о малых полосатиках минке, о полярных китах и кашалотах.
Мы также изменили климат. В мае этого года содержание двуокиси углерода в атмосфере впервые за миллионы лет превысило 400 пропромилле; 125 тысяч лет назад его содержание составляло 275 пропромилле. Подобное увеличение частично связано с использованием ископаемых видов топлива, а также с уменьшением количества лесов, которые в течение миллионов лет выполняли функцию практически бездонной углеродной воронки.
Это воздействие оставило заметный отпечаток на находящемся на нашей планете льду. Во всем мире ледники стали уменьшаться, а в некоторых места вообще исчезли. Американский национальный центр по изучению снега и льда (US National Snow and Ice Data Center), организованный при Университете штата Колорадо в городе Боулдере, ведет наблюдение примерно за 130 тысячами ледников по всему миру. Некоторые из них увеличиваются, однако значительно большее их количество сокращаются. В целом можно говорить о том, что на каждый увеличивающийся по размеру ледник приходится не менее 10 сокращающихся. В момент своего создания в 1910 году в Национальном ледниковом парке в штате Монтана насчитывалось 150 ледников. Сегодня их число не превышает 30, и все они сократились по своему размеру. В 2009 году ледник Чакалтая (Chacaltaya) в Боливии исчез, а в свое время это было самое высокое место в мире, где располагались горнолыжные подъемники. Ледяной покров в полярных широтах разрушается, и от него откалываются льдины величиной с город. В июле этого года 30-километровая трещина в леднике под названием «Сосновый остров» (Pine Island glacier) в Антарктике привела к образованию айсберга величиной с Нью-Йорк.
В результате перематывания назад ленты времени исчезают все следы влияния человека на планету Земля. А теперь просто ради удовольствия давайте займемся другой игрой — уберем вообще человека разумного. Представьте себе, что 125 тысяч лет назад небольшое количество наших предков в восточной части Африки были бы уничтожены в результате какой-нибудь катастрофы — смертельного вируса или, может быть, природного катаклизма. И теперь давайте перемотаем ленту вперед. Как бы выглядела сегодня наша планета, если бы на ней не было современных человеческих существ?
В некотором отношении ответ представляется очевидным: она бы выглядела во многом так же, как и 125 тысяч лет назад. «Мы бы имели непрерывно существующую биосферу, и она была бы такой, что нам даже трудно себе представить. То есть существовали бы леса, саванны и тому подобное — и так по всей поверхности планеты, — подчеркивает Ян Заласевич (Jan Zalasiewicz), геолог из расположенного в Соединенном Королевстве Лестерского университета. — Никаких дорог, никаких полей. Никаких городов. Ничего в этом роде». На Земле в изобилии существовали бы крупные животные, а в морях было бы много китов и рыбы.
Однако долго так не могло бы продолжаться, считает Раддиман. Если бы человеческие существа вымерли 125 тысяч лет назад, то мы сегодня вступали бы в новый ледниковый период. Ледники увеличивали бы свои размеры и продвигались вперед. Сама по себе это противоречивая идея, и за нее Раддиман подвергался критике. Однако сегодня, спустя десять лет после того, как он впервые ее высказал, многие климатологи с ним согласны.
«Если вы уберете воздействие человека, то возникнет значительно больше льда в морях, и тундра в районе Северного полярного круга также увеличится по площади, — отмечает он. — Бореальные леса отступили бы и — что самое главное — ледяной покров увеличился бы во многих северных регионах — в северной части Скалистых гор, в Канадском Арктическом архипелаге, в некоторых районах северной части Сибири. Это самые ранние стадии наступления ледникового периода. И это единственное наиболее значительное изменение».
А, может быть, все сложилось бы иначе. Не исключено, что наше место мог бы занять другой человеческий вид, например, неандертальцы, человек прямоходящий или какой-нибудь доселе неизвестный вид, и он стал бы определять вместо нас все происходящее на планете.
Тэттерсолл сомневается. «Утвердившись на Земле, стали бы они следовать нашему примеру? — спрашивает он. — Стали бы они заменой человеку разумному, что свидетельствовало бы о существовании определенного рода неизбежности относительно того, что произошло с нами? Я считаю, что вряд ли».
Однако существует великолепный контраргумент на этот счет.
«Есть еще такая концепция — конвергентная эволюция, и она состоит в том, что, если бы мы не пришли и не сделали этого, то это сделал бы кто-то другой, — замечает Дэвид Гринспун (David Grinspoon), куратор в области астробиологии Музея природы и науки в Денвере, штат Колорадо. — В таком случае существовало бы селективное давление (selective pressure) на другие виды, которое подталкивало бы к тому пути развития, по которому прошли мы, и где существует фидбэк между большим мозгом, языком и абстрактным мышлением, а также развитием сельского хозяйства. Если сценарий в буквальном смысле таков, что человек разумный вымирает, а общий ландшафт остается, то, возможно, произошло бы нечто похожее. Оно не было бы точно таким же, потому что велика степень случайности, и, вероятно, это заняло бы больше времени».
Короче говоря, все это в любом случае произошло бы. Возможно, образование современной версии Земли и нашего места на ней было неизбежным. Удалите Homo sapiens из этого уравнения, восстановите леса и мегафауну, и тогда, может быть, через 100 тысяч лет мы вновь получим такой же результат — наши величайшие труды, наши достижения и наши ошибки. Или, по крайней мере, нечто похожее.
«Я хотел бы иметь магический кристалл или какой-нибудь вариант видоискателя альтернативного мира, — признается Гринспун. — Было бы здорово это узнать».