Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Оценку эту надо считать предварительной по двум причинам. Во-первых, не исключено, что будут обнаружены еще более древние красноцветные пласты. Во-вторых, возможно, мы научимся отдельно определять в известных сейчас отложениях этого типа возраст более древних, грубозернистых, сероватых красноцветных толщ и возраст более молодых, тонкозернистых, с сильнее выраженной красной окраской. Тогда мы сможем представить себе, как шло накопление кислорода в земной атмосфере.
Как мы узнали из предыдущего раздела, не каждая серия грубозернистого песчаника с гематитом, осевшим на зернах кварца, соответствует типичным красноцветным толщам фанерозоя. Клауд [5] выразил это, назвав последние «настоящими» красноцветными толщами. Термин звучит не очень научно, но зато хорошо объясняет полевому геологу суть дела.
Ввести понятие «настоящих» красноцветных толщ понадобилось потому, что существуют более ранние красноватые осадочные породы, отличающиеся от интересующих нас пластов. Обсуждая полосчатые железорудные формации, мы уже видели, что окисление в той или иной степени всегда возможно и в бескислородной
атмосфере. Но точно так же, как типичные полосчатые железорудные формации приурочены к раннему и среднему докембрию, так и типичные краснодветные толщи встречаются лишь начиная с позднего докембрия и на протяжении всего фанерозоя.
Возьмем, к примеру, более ранние красноватые отложения — формацию Рораима в Гайане. Это серия грубозернистых красноватых — но не красных — песчаников. Их отличие от типичных красноцветных толщ состоит в том, что они, по-видимому, не имеют прослоев тонкозернистой породы. Возраст формации Рораима может составлять 1,8—2,5 млрд. лет, т. е. эти отложения, возможно, являются современниками пиритовых песков золото-урановых «рифов».
Адсорбция железа на поверхности крупных зерен песка, будь то во время осадкообразования и раннего диагенеза или в ходе дальнейшей истории породы, конечно, совершается легче в грубозернистом песчанике, где грунтовые воды циркулируют гораздо легче, чем в илистых отложениях. Надо заметить, что история формации Рораима сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Оказывается, в песчаниках Рораима содержатся споры и пыльца растений третичного периода, принесенные водой. Этот факт доказывает, что в таком крупнозернистом песчанике и после отложения возможна значительная циркуляция грунтовых вод. Итак, даже если возраст формации Рораима определен верно — а в этом есть некоторые сомнения [32], — вполне возможно, что она не является настоящей красноцветной формацией.
Мне лично кажется, что и песчаники Дала также в среднем гораздо более грубозернисты, чем красноцветные толщи фанерозоя, и что в них нет тонкой иловой фракции, столь типичной для последних. Как ни странно, до сих пор не проведен серьезный седиментологический анализ, который позволил бы ответить на вопрос, какие именно признаки характерны для «настоящих» красноцветных толщ фанерозоя. Не изучены в этом отношении краснопесчаниковые серии позднего докембрия, такие, как торридонские песчаники и песчаники Дала. Красноцветные толщи не имеют особого практического значения и потому пока недостаточно исследованы.
Возможно, что в будущем мы научимся различать типы красноцветных толщ. Тогда нам удастся получить данные о том, когда «почти кислородная» атмосфера сменилась кислородной. Но пока все красноцветные толщи позднего докембрия и фанерозоя мы «сваливаем в одну кучу» и считаем, что в период их возникновения атмосфера уже была кислородной.
Итак, примерный возраст самой древней атмосферы, в которой смогли сформироваться красноцветные толщи, составляет
1,4 млрд. лет.
18. ВЫВОДЫ
Подведем итог: из этой главы мы узнали, что древние осадочные породы могут дать некоторые сведения о том, каков был состав атмосферы в период их образования. Изучение докембрийских кварцево-пиритных песков золото-урановых руд и полосчатых железорудных формаций позволяет сделать вывод, что Земля имела первичную бескислородную атмосферу. Более того, мы ознакомились с предварительными данными, помогающими нам представить себе, когда существовала эта атмосфера и когда появилась кислородная атмосфера, близкая к современной.
Мы отметили также, что имеющиеся данные не позволяют решить, начиная с какого момента, с какого уровня содержания кислорода атмосферу следует считать кислородной. Такая неопределенность объясняется тем, что наши умозаключения основаны главным образом на степени окисленности железа, включенного в осадочные породы. Мы находим там полностью восстановленное железо (FeS), частично окисленное (FesO-i) или полностью окисленное (РегОз). Мы узнали, что геохимия железа, да и геохимия большинства породообразующих минералов изучалась до сих пор в основном с точки зрения равновесных реакций, а наиболее важный аспект — кинетика реакций — остается почти неизученным. Степень окисленности железа, содержащегося в осадочных породах, зависит не только от количества кислорода в древней атмосфере, но и от соотношения между скоростью окисления, с одной стороны, и переноса и осадкообразования — с другой. В гл. XV мы используем известную способность многих современных микроорганизмов переключать свой метаболизм с брожения на дыхание и попытаемся примерно определить верхний уровень содержания свободного кислорода в первичной бескислородной атмосфере.
