Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Содержание.

1. ВУЛКАН, КОТОРОГО НЕ БЫЛО.

2. СОЙДУТСЯ ЛИ КОЛЕИ!

3. ВАРИАЦИИ В СТИЛЕ РЕТРО.

4. АРИТМИЯ ПЛАНЕТЫ.

5. НЕ ИСКЛЮЧАЯ КАТАСТРОФ...

6. ЖИВАЯ ЛЕСТНИЦА ДО САМОГО ДНА.

7. МАЯТНИК ЭВОЛЮЦИИ.

ВУЛКАН, КОТОРОГО НЕ БЫЛО.

Странный низкий гул неприятно давил на уши. Жители северо-восточных поселков острова Кунашир (они первыми обратили внимание на этот гул) сначала приняли его за отдаленный раскат грома. Однако небо было совершенно чистым, стоял ясный июльский полдень. Грому среди ясного неба не придали значения. Кого на Курилах удивишь такими вещами! Здесь привыкли к капризам стихии. Непогода может налететь когда угодно. Как-никак рядом Тихий океан.

Но на этот раз в природе происходило что-то для кунаширцев все же необычное. Гул нарастал. И тоном стал выше, и шел он вовсе не с неба, а откуда-то изнутри острова. Когда же в рыбацких домах задребезжали посуда и оконные стекла, люди бросились наружу, решив, что начинается землетрясение. Под ногами в самом деле словно бы возникла дрожь. Последовало несколько несильных толчков. Но затем произошло то, к чему меньше всего в поселках были готовы,— грохнул Тятя. Больше 160 лет стояла великая гора тиха и нема, и вдруг...

Первый столб пепла с сильным шумом вырвался из середины северного склона. Черная туча стремительно поднялась в вышину. Такой же выброс скоро заметили и на восточной стороне горы. Облако пепла спустилось вниз, густо накрыло прибрежные поселки. Стало темно — вытянутой руки не видно. И в этом мраке возникло странное мерцающее свечение словно в воздухе закружились мириады светлячков. Оно исходило от опускавшихся частиц пепла, до того сильно те были наэлектризованы. Но что от чего — разобрались после. А тогда странное свечение, как все непонятное, сильно напугало людей. Тем более что с его появлением прервалась связь поселков с внешним миром.

Их вызывали непрерывно. Ни один не отзывался. В ответ — только треск эфира. На проходившие суда полетели радиограммы: «Обеспечьте эвакуацию населения!»

Видимость к тому времени стала отвратительной. Подойти к берегу было непросто. Но до поселков все-таки добрались. Людей с острова сняли. Всех до одного. А сняв, поспешили отойти подальше от берега. Тятя уже распалился не на шутку. С каждым часом он становился все грознее. Другие корабли, оказавшиеся поблизости, тоже (поскольку люди были спасены) старались не приближаться к острову. Оттуда летели каменные бомбы, которые с шипением плюхались в море, высоко вздымая воду. Никому не хотелось заполучить на палубу увесистый дымящийся гостинец. Впечатление было такое, будто с берега вели беспорядочный артиллерийский обстрел.

И только одно небольшое судно мчалось на полной скорости в обратном направлении — туда, где с каждой минутой становилось все опаснее. Ночью оно вышло из Южно-Курильска и взяло курс на район извержения. Усиливающийся пеплопад накрыл палубу и все палубные надстройки темно-серой пеленой. Но суденышко не сбавляло хода. Когда забрезжило утро, ему удалось, оставаясь вблизи Тяти, войти в зону просвета. И тогда открылось фантастическое зрелище. Черные столбы, что поднимались над вулканом на фоне бледно-голубого неба, непрерывно пронизывались молниями, словно атаковавшими гору сверху. Такие же яркие вспышки метались в середине огромной пепловой тучи, которую ветер медленно уносил на восток. Издали все это походило на какую-то дикую иллюминацию.

Суденышко, выжимая по 14 узлов, вошло в пролив Екатерины, омывающий остров с севера. Подняло с воды чаек, буревестников, бакланов, согнанных с кунаширских скал. Воздух наполнился оглушающим хлопаньем тысяч крыльев, невероятным гомоном; всей стаей птицы потянулись в сторону соседнего Итурупа.

Когда стал виден покинутый жителями берег, судно устремилось туда. И к вечеру высадило девятерых смельчаков. Они быстро сгрузили поклажу. Тут начало темнеть. Заночевали на берегу.

На другой день с рассветом трое из прибывших двинулись вверх по склону гудящего вулкана. Они бросали ему вызов? Нет, они не собирались ставить спортивных рекордов. У них была другая цель. С действующим вулканом они имели дело не впервые. И знали, как вести себя в подобных ситуациях. Прежде всего им требовалось достичь места извержения. Стремясь подобраться К нему как можно ближе, группа держалась более безопасной наветренной стороны.

Их вел вулканолог Евгений Константинович Мархи-нин. Они знали, что этот человек бывает и трезво деловит, и азартен. Такие, казалось бы, взаимоисключающие качества неплохо уживались в нем. Он вообще считал, что способность рисковать, не теряя головы,— профессиональное качество вулканолога. Мархинин в своей области был крупным авторитетом. Ему верили, за ним шли.

Лишь к концу второго дня группа приблизилась к действующему кратеру настолько, что можно было увидеть происходящее внутри него. Разбили лагерь. Подъем был невероятно труден. Местами склоны горы загромождали сломанные ветви обожженных и разбитых деревьев, рухнувшие стволы. Трава была совершенно засыпана пеплом. Под ним же полег почти весь дикий бамбук. Наружу кое-где торчали то вытянутое крыло, то свесившаяся на бок голова погибшей птицы. В общем, на обширном пространстве лес со всем своим живым населением был уничтожен. Надеясь облегчить дорогу, они стали подниматься вдоль русла ручья Кедрового. Но оно оказалось полузасыпанным. Только за тысячеметровой отметкой над уровнем моря пеплопад уменьшился.

Вторая ночь тоже прошла беспокойно. Взрывы грохотали непрерывно. Раскаленные камни взлетали до километровой высоты. Продолжалась и «иллюминация» в клубах вылетающего из жерл пепла. Зрелище было жутким, но настолько впечатляющим, что буквально завораживало. От него трудно было оторваться. Только чугунная усталость прогнала людей в палатку.

А гору по-прежнему сотрясали идущие изнутри толчки.

Утром начали брать пробы пепла и вулканических газов. С первым было проще: он сыпался в буквальном смысле с неба. За газом же следовало лезть к пышущим жаром, раскаленным фумаролам — трещинам в скалах.

...Только дней через десять Тятя начал понемногу затихать. К этому времени уже вся экспедиция была наверху. Работа подходила к концу. Широкогорлые стеклянные банки с вулканическим пеплом, герметически закрытые металлическими крышками, стояли готовые к спуску на берег. Они, предварительно стерилизованные, наполнялись непосредственно пеплопадом. Мархинину очень важно было, чтобы в банки попал, так сказать, первородный пепел, без посторонних примесей.

В специальных сосудах ждали отправки и пробы газов, взятых прямо из гудящих трещин вулкана. Только вот до самой лавы добраться не смогли. А так нужно было! Расплавленная, она сильно бурлила в глубине активного центра. Но через край кратера не перелилась и по склону горы не потекла. Тем только и удовлетворились, что понаблюдали за ней издали.

Лишь по прошествии двух лет, в 1975 г., Мархинину удастся взять эту желанную пробу магматического газа непосредственно из лавы. Концом длинной керамической трубки он с трудом дотянется до небольшого пузыря солнечного цвета и жара у самого края огненного потока. Однако произойдет это уже не здесь, а гораздо севернее, на камчатском Толбачике, сильное извержение которгго многие на полуострове помнят поныне. Там тоже будут опасное восхождение на гору, погибший лес, гудящая под ногами земля и каменные бомбы над головой...

Мархинин первым в СССР взял газовую пробу непосредственно из жидкой лавы. Эксперимент был незауряден и риск велик. Однако самая удивительная особенность экспедиций Мархинина к кратерам Тяти и Толбачика заключается в том, что и обе они, и взятые пробы, в сущности, не имели отношения к традиционней вулканологии. Многие годы Мархинин отдал изучению беспокойного плутонова хозяйства, но на сей раз его интересовала проблема, казалось бы, совсем далекая от привычного круга прежних научных занятий,— происхождение жизни на Земле.

С чего бы такой крутой вираж? Вещи вроде бы несовместимые: действующие вулканы, уничтожающие вокруг себя все живое, и первородство этого живого в своем, по-видимому, еще хрупком, незащищенном виде. Какая тут может быть связь?

Кризис проблемы — вот что привело ученого к гремящему кратеру Тяти. Глубокий кризис после девятого вала радужных надежд.

Кризис? Но он же совсем по другому ведомству. Вулканологу-то до этого какая забота?

Дело в том, что проблема, понятно, включает в себя как минимум двух партнеров: жизнь и Землю (возможно, не только Землю). Представления же о происхождении каждой из них долгое время развивались как бы параллельно. Словно колеи железнодорожной двухпутки они шли, практически не пересекаясь. Когда же пришла пора им соединиться в общую, так сказать, магистраль, то есть в единую теорию эволюции всех сфер нашей планеты, обнаружилось, что колеи разной ширины. Не совмещаются. И значит, дальше по ним ходу нет. Как быть?

Вот попыткой совместить эти не сошедшиеся колеи и стали экспедиции Мархинина к местам извержений дальневосточных вулканов. К сожалению, попыткой не вполне удачной, хотя и чрезвычайно ценной... Однако давайте-ка все по порядку.

Проблема происхождения жизни решалась довольно I просто, пока ученые находились в счастливом неведении относительно сущности живого, как, впрочем, и насчет того, что представляла собой Земля в младенчестве; Эмпедокл из Агригента в V в. до нашей эры считал, например, что своим существованием все дышащее на планете обязано самозарождению отдельных органов — рук, ног (лап), голов, сердец, которые затем, случайно комбинируясь, складывались в тела и достигали в конце концов вполне удачных вариаций. Правда, лет за сто до него другой древнегреческий философ, Анаксимандр из Милета, с поразительной для своего времени прозорливостью утверждал, что путь к высшим организмам природа начинала с более примитивных. Но и он за исходную субстанцию брал, если так можно выразиться, сложный готовый продукт— морской ил. Эта идея самозарождения организмов, видимо, представлялась многим поколениям наших далеких предков очень убедительной, так как она просуществовала, не особенно изменяясь, долгие века (здесь речь, разумеется, только о естествознании; религиозные учения всех народов и времен, как известно, такой проблемой себя не обременяли, сразу переложив всю работу по биологической части на плечи творца, как, впрочем, и по геологической).

Лишь много позже у идеи самозарождения организмов появилась непримиримая оппозиция. Но дискуссии еще нередко походили на кафедральный диспут схоластов, поскольку излюбленной темой возвышенных споров чаще всего оставалась дилемма: что было раньше — яйцо или курица?

Тем временем пытливое племя экспериментаторов занималось таким низменным делом, как проза бытия. Отчего, однако, многое в окружающем мире, прежде казавшееся банально-привычным, становилось увлекательно-загадочным.

Как было остаться равнодушным, скажем, к блошиным стеклышкам! Увеличение в сто раз! Видно такую малость, что просто чудо! Вот какую забавнейшую возможность предоставили своим соотечественникам в 1590 г. два голландских оптика братья Ганс и Захария Янсены из Миддельберга, сконструировав один из первых в мире микроскопов.

А три четверти века спустя Роберт Гук, английский физик и ботаник, образованнейший человек того времени, снабдив «забавный» прибор третьей увеличительной линзой, смог рассмотреть предметы куда меньших размеров, чем блоха. По его словам, ему открылся «предмет не столько приятный, сколько поучительный».

Он вглядывался в кусочки растений и металлов, части насекомых, в срезы пробки. Увиденное зарисовывал и подробно описывал. Так появилась книга «Микрография». Немного фантазии, и можно стать почти свидетелем тех опытов Гука, вслушиваясь в спокойные пояснения великого ученого: «Перочинным ножом я срезаю с гладкой поверхности пробки чрезвычайно тонкую пластинку. Кладу ее на черное предметное стекло, так как это белая пробка; и, осветив ее при помощи плоско-выпуклой стеклянной линзы, я чрезвычайно ясно вижу, что вся она пронизана отверстиями и порами, совершенно как медовые соты. Только отверстия менее правильны».

Гук назвал их клетками. Эти поры и в самом деле были пустыми внутри. Совершенно пустыми, поскольку он рассматривал то, что было изуродовано смертью, что осталось от живого,— каркас. Долгое время так и считалось: главное в клетке — клетка, то есть ее стенки.

Когда в 1682 г. английский ботаник Неемия Грю, придирчиво исследуя растения с помощью более совершенной оптики, пришел к выводу, что увидел подобие текстильной ткани, он тоже говорил о волоконном переплетении именно стенок клеток (от Грю, кстати, и пошло словосочетание «живая ткань»). Лишь много позже в гуковской клетке обнаружили содержимое «пустоты». Но название «клетка» уже прижилось, все попытки подобрать для ячейки живого более удачное обозначение ни к чему не привели.

... К тому времени клеточная тема уже обросла множеством других подробностей. Где-то около 1673 г. голландец Антони ван Левенгук, располагая линзами с 300-кратным увеличением, обнаружил неведомый людям мир. Впрочем, мир, столь же и невероятный. Тогда многие посчитали, что он его просто придумал, чтобы всех удивить. В самом деле, как проверить, будто в капле воды («Вы только представьте себе!») пребывает не менее жителей, чем в ином рыбацком поселке, а то и в городе. А ученый продолжал утверждать, что открывшийся ему мир — не иллюзия, не оптический обман. Мельчайшие существа, которых он увидел, были крайне суетливы, перемещались, сталкивались друг с другом, не зная ни минуты покоя.

Во все это верилось с трудом. Нужно было время, чтобы к такому привыкнуть. Кстати, не открытие ли Левенгука надоумило английского сатирика Джонатана Свифта отправить своего Гулливера в страну лилипутов? Впрочем, изобретательность даже такого выдающегося писательского ума оказалась скромнее изощренности природы. Свифтовых человечков можно было, как говорится, пощупать, взять в руки, поставить на ладонь. Мир Левенгука оставался вообще не видимым для невооруженного глаза. И при этом деятельно существовал, заполнял вокруг человека буквально все пространство. Мыслимо ли такое!

Более 150 лет потребовалось на то, чтобы доказать, что все растения и животные сплошь состоят из клеток и что природа, наделяя материю жизнью, пользуется исключительно клеточной «расфасовкой». Правда, еще казалось, будто оживление клетки происходит откуда-то извне, что она как бы выкристаллизовывается из некой живой среды, подобно снежинкам из охлажденных капель воды. Но к середине XIX в. устами немецкого патолога Рудольфа Вирхова был окончательно сформулирован закон, который произвел революцию в биологии: «каждая клетка из клетки».

Это многое означало и для проблемы происхождения жизни. Если жизнь всегда распространялась по клеточной цепи, то суть проблемы становится совершенно конкретной: откуда взялась первая клетка? Не потому, что клетка — нечто простейшее, элементарное (хотя некоторые одноклеточные организмы и называются в систематике простейшими!). А оттого, что именно с клетки начинается живое, без нее его нет, все мертво.

Я потому и высвечивал здесь хрестоматийно знакомые имена, что именно с них берет начало истинно научная постановка проблемы происхождения жизни, пришедшая на смену многочисленным вариациям умозрительных рассуждений.

И вместе с тем" сказать: исходной была клетка — это все равно, что утверждать, будто история архитектуры началась с современной квартиры, ибо внутри ячейки жизни всякого «оборудования» находится не меньше, чем в комфортабельном жилище человека XX столетия.

Однако, не поняв, как появилась клетка, что привело к ней, чем она жива, невозможно было сказать что-либо толково о ее происхождении. Если она полна деятельности, то за счет чего? И кто ее «работники»? А если там тоже прячется целый мир неведомых существ, еще более мелких, чем обнаруженные в капле воды? Ну конечно, пора было заглянуть внутрь нее.

Но прежде давайте поинтересуемся, как в те времена складывались представления о младенчестве нашей планеты. Может, там обнаружатся зачатки совсем «кустарного», примитивнейшего клеточного производства.

Земля — это потухшее светило,— объявил в XVII в. Рене Декарт, знаменитый французский философ, физик к математик. И продолжил: «В настоящее время только ядро планеты состоит из огненного вещества. Выше его расположены плотные оболочки, в одной из которых — большие пустоты. Над ней — слой воды, одетый в скорлупу из камня, глины, песка и грязи».

Вообще-то этот мыслитель — автор ряда по-настоящему глубоких работ — известен еще и тем, что придумывал гипотезы буквально по всякому поводу. Многие из них своей безапелляционностью коробили современников. Каким образом движутся планеты? Они переносятся вихрями. Почему соль соленая? Потому что ее частицы игольчатой формы... Не случайно сторонники великого английского физика Ньютона не жаловали Декарта — мол, он своими гипотезами создает не реальную картину природы, а лишь красивые басни.

Что ж, в сочинении басен тоже придерживаются известных правил: им положено иметь свои сюжет и мораль.

Есть сюжет и в трактате Декарта о Земле. Обрушение коры в разлившуюся под ней водную оболочку, утверждал он, привело к образованию морей, а участки тверди, оставшиеся приподнятыми, стали континентами и островами; находящийся в подземных пустотах дым время от времени загорается — тогда происходят землетрясения; если же пламя прорывается наружу сквозь трещины в горах, начинаются извержения вулканов.

Не будем слишком строги к содержанию этой гипотезы. Лучше отметим несомненную стройность ее «сюжета» и, главное, наличие «морали», то есть вывода: эволюция Земли—отнюдь не нагромождение каких-то эпизодических случайных событий.

Каких только вариантов сотворения нашей планеты не выдвигалось за прошедшее с той поры время! Правда, большинство из них существовало недолго, но в недостатке фантазии их авторов не обвинишь. Предполагалось, например, что некая комета отколола от Солнца несколько кусков — будущих планет. Одному из них суждено было стать Землей — сначала раскаленной (в окружении горячих паров), затем, после остывания, твердой и стекловидной, покрытой водной оболочкой.

Согласно другим воззрениям, Земля как бы слепилась из твердых и жидких частиц. А после их разделения обрела все свои горы и моря.

Вот еще догадка: сначала был океан, наполненный насыщенным раствором солей, из которого в результате выпадения осадка и образовалась вся твердь, в том числе кристаллические породы вроде гранита и базальта.

И еще: исходным строительным материалом послужила просто туманность, превратившаяся после уплотнения в сплошную сушу. Такое небесное тело по мере удаления от Солнца охлаждалось, отчего атмосферная влага, сгустившись, однажды пролилась страшным потоком. Тогда резко увеличилась скорость вращения плане» ты. А это, в свою очередь, вызвало ее расширение и разрыв ее поверхности на материковые куски.

Авторы этих гипотез были не менее изобретательны также по части разработки версий последующей судьбы Земли. Если бы им предложили заполнить анкету, состоящую из двух вопросов по геологии, то результаты опроса выглядели бы примерно так:

1. Как возникли материки?

— Часть воды стекла в подземные пустоты, отчего обнажились большие участки твердой оболочки.

— Нет, воду постепенно вытесняла лава, извергавшаяся вулканами.

— Материки были подняты выше уровня моря силой подземных взрывов.

— Континенты всплыли под действием расплавленных масс, находящихся в недрах планеты.

2. Как образовались горы и долины?

— Это работа океанских течений, когда суша еще была покрыта водой.

— Нет, морская вода медленно растворяла твердую оболочку планеты.

— Это работа приливов и отливов.

— Началось с извержения вулканов, возникших от подземного горения каменного угля; все дальнейшее рад;* витие Земли — постоянное противоборство огня и воды.

— Рельеф планеты — творение дождей и ветров.

— Поднятия на суше появились в результате onyqca-ния соседних с ними участков земной коры — одни блоки своей тяжестью выдавливали другие.

Каждая из версий как будто бы неплохо объясняла отдельные факты, но совершенно беспомощной оказывалась в истолковании всех остальных.

Обратите внимание и на другое обстоятельство: упомянутые гипотезы в чем-то похожи друг на друга. В чем же? Их авторы одержимы все тем же стремлением — представить эволюцию Земли (от сотворения до эпох, близких к своему времени) как цепь взаимосвязанных событий. Не правда ли, удивительная солидарность в мышлении ученых, принадлежавших и к разным поколениям, и к разным научным школам?

Особенно показательна в этом отношении так называемая теория сжатия, считающаяся венцом геологической мысли прошлого века. Ее автором был известный французский геолог Эли де Бомон.

Она базировалась на господствовавшей в то время идее Канта — Лапласа, согласно которой Земля родилась из газово-пылевой туманности и после уплотнения последней прошла стадию раскаленно-жидкого состояния.

Дальше теория предлагала следующую схему. Постепенно охлаждаясь, покрываясь коркой, планета уменьшалась в размере. Ее поверхность сморщивалась (словно кожура печеного яблока), отчего в одном месте поднимались материки, в другом углублялись океанские впадины. Это же стало причиной образования гор и долин. Горы старели и разрушались, занося низины. Продолжающееся остывание Земли вело к возникновению новых складок и вмятин, а движения коры — к землетрясениям. Когда же вмятины выдавливали расплавленную магму ближе к поверхности, начинали грохотать вулканы.

Такая картина долгое время представлялась настолько очевидной, что один из сторонников популярной теории как-то сказал: «Сжатие земного шара — это явление, совершающееся на наших глазах».

Увы, и эта теория увязла в противоречиях. По теории сжатия Земле полагалось быть равномерно покрытой «морщинами». Однако хребты и возвышенности, как известно, занимают на материковых пространствах не такую уж значительную площадь. Кроме того, если признать, будто все горы действительно поднялись от сморщивания коры, то надо согласиться и с тем, что наша планета охладилась на несколько тысяч градусов. Последнее абсурдно, поскольку распад радиоактивных элементов, входящих в состав всех горных пород, сопро-вождается выделением тепла. Иными словами, Земля скорее имела склонность нагреваться, а не охлаждаться. Однако те, кто закладывал основы теории сжатия, еще ничего не знали о радиоактивности.

И еще одна общность упомянутых гипотез бросается в глаза. При всей «сюжетности» каждой в них нет никакого биологического продолжения или хотя бы мостика, соединяющего происхождение планеты с появлением жизни на ней. Даже намека нет на что-то, обусловливающее обязательное появление живой материи. Так же, как ни в одной возникновение жизни не ставится в зависимость от определенных условий на Земле или какого-то поворотного пункта в эволюции планеты. Не правда ли, странная обособленность? Я бы сказал, противоестественный какой-то параллелизм.

Если следовать логике этих гипотез, то жизнь на Земле могла быть, а могла и не быть. Тогда резонно встает вопрос: появление жизни на Земле — «бесплатное» и необязательное приложение к возникшей планете или это закономерная трансформация материи?

Это, пожалуй, самый главный вопрос. И мы с вами еще поищем на него ответ. А сейчас вернемся к клетке.

Итак, пришла пора заглянуть в ее сердцевину. Вдумчивому итальянцу Якопо Бартоломее Беккари не было никакого дела до происхождения жизни. «Чистая» наука его интересовала совсем с другой стороны. Смешав в реторте некоторое количество пшеничной муки с водой, он принялся наблюдать. Получилась мутная взвесь и густой клейкий остаток. Отделив одно от другого, Беккари стал терпеливо ждать. Клейковина гнила, выделяя неприятный запах. А мутная, скрипевшая между пальцами взвесь прокисла. Разнородность обнаружилась и при сухой перегонке. От клейковины пахло жженым рогом. Поэтому Беккари отнес ее к продукту животного характера. А белую скрипевшую взвесь (по нашим понятиям, это был крахмал) он назвал растительным веществом. Так Беккари различил то, о чем впоследствии стали говорить как о белках и углеводах.

В 1728 г. он сделал в Болонье доклад об интересных опытах. А вскоре о них узнали все крупные ученые Европы. Факт открытия клейковины казался поразительным: в растении обнаружилось нечто «животное»!

Но должно было пройти больше столетия, прежде чем голландский химик Шерар Мул дер осмелился сказать: «Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое, без сомнения, является наиболее важным из всех известных веществ живой природы и без которого жизнь на нашей планете была бы невозможной. Это вещество я наименовал «протеин».

«Протос» по-гречески — занимающий первое место. В дальнейшем, правда, выяснилось, что не существует одного универсального белка-протеива, а имеется множество различных белков.

По мнению Мулдера, его протеин имел фрагментарное строение, то есть состоял из обособленных, но связанных между собой частей. История науки немного знает таких гениальных предвидений. Хотя истинная организация белковой молекулы оказалась значительно сложнее, сама идея ее фрагментарности блистательно подтвердилась. Все белки, считал Мулдер, имеют общий радикал — соединение углерода, водорода, азота и кислорода (собственно протеин), а различаются присоединенными к радикалу серой, фосфором или другим элементом.

Сколько всего предшествовало идее Мулдера! Химия должна была обрести представление об элементах. Открыть многие из них. Научиться анализу, умению отделять одно вещество от другого. Скажем, разделять смесь соли и песка, зная, что соль растворима в воде, а песок нет, и что затем чистую соль можно получить, выпарив воду (последнее люди освоили очень давно). Химии следовало обнаружить существование соединений — веществ, не разделимых физическими способами (та же пищевая соль — соединение хлора и натрия, хлористый натрий), веществ, состоящих из комбинаций двух и более элементов, которые уже никакими (доступными тогда) ухищрениями не расщепить и не превратить друг в друга. Бесчисленное множество различных видов материи, составляющей весь окружающий мир, оказалось сведенным лишь к десяткам (впоследствии к сотне с лишним) элементов.

1803 г. подарил людям закон постоянства состава. Впрочем, это был частный случай более широкого обобщения: все свойства химического вещества постоянны. Иными словами, оно всегда состоит из одних и тех же элементов, соединенных друг с другом в неизменных пропорциях. Скажем, вода — всегда связь двух атомов водорода с одним кислорода. И никак не иначе. Даже если она замерзает, становясь хрупкой льдинкой, или кипит, превращаясь в горячие клубы пара. Мир химии, как оказалось, далек от хаотических встреч и разрывов, подчинен строгим правилам. Элементы тяготеют к одним и тем же «партнерам» и, вступив друг с другом в связь, остаются верны этому союзу, пока не подвергнутся экстремальному воздействию.

И еще ряд великих открытий предшествовал идее Мулдера. Все клетки (и конечно, живые существа) содержали одни и те же элементы. Ни у кого — от простейших до человека — не было найдено каких-либо химических элементов, которых не существовало бы в горных породах, воде, воздухе.

Живое и неживое по своему химическому составу одинаково! Этот сенсационный вывод с трудом укладывался в головах тех, кто представлял себе живое как воплощение «жизненной силы» или некоего абсолютного духа.

«Так-таки между камнем и человеком для химика нет никакой разницы?» — следовал язвительный вопрос. К ответу на него еще предстояло привыкнуть: «Конечно, есть — относительное содержание некоторых элементов гораздо больше в теле человека, чем в земной коре; других, наоборот, меньше».

Углерода, например, обнаружилось, на удивление, больше в 200 с лишним раз. Его следовало считать основой жизни. Без него немыслимо существование клетки. Впоследствии изучение многочисленных и разнообразных соединений углерода стало предметом самостоятельной области знания — органической химии. Атом углерода часто связывается с четырьмя другими атомами. Простейшее органическое соединение — метан (его еще называют болотным или светильным газом), в нем атом углерода прочно удерживает четыре водородных атома.

И еще одной особенностью углерод обеспечил себе ведущее положение в органике — способностью образовывать не только прямые длинные цепи, но и разветвленные, такие, как молекулы белков и других сложнейших соединений.

Знание элементарного состава всего живого говорило о химическом единстве окружающего мира. Это был огромный шаг в познании природы. Но он, увы, ни на йоту не продвинул решение проблемы происхождения жизни. Так, по крайней мере, тогда казалось ученым. В каких бы пропорциях они ни смешивали известные химические элементы, как бы ни воздейртвовали на них, живой клетки не получалось. Стали яргораривать, что органика вообще не поддается искусственному синтезу. Анализировать, определять элементарный состав — это, мол, еще доступно человеку, а воспроизводить в конечном виде — исключительно прерогатива природы.

И вдруг прорыв: Германия, 1924 г. Фридрих Вёлер синтезирует из циановой кислоты и аммиака (то есть из типичных соединений небиологического происхождения) органическое вещество. Нет, не белок, куда там! Но все же вещество, выделяемое всеми животными,—: мочевину.

Итак, в организмах исследователь имеет дело с соединениями такой же химической природы, как и те, которые получают в пробирках. Органику отличает большая сложность, но отнюдь не присутствие таинственной «жизненной силы». Отсюда следовал вывод: химические элементы содержатся в живом не сами по себе, а в составе непростых соединений. Каких? Вслед за открывателем клейковины итальянцем Я. Б. Беккари химики все чаще отмечали во всякой органике «вещества животные». Первые же элементные анализы их дали близкие результаты.

Все это и позволило голландцу Ш. Мулдеру с такой убежденностью говорить о присутствии во всех существах протеина, который наиболее важен для живой природы. Только истинное вдохновение могло породить подобное предвидение. Пусть придуманного им радикала так и не нашлось в реальном белке. Гораздо важнее, что сами белки (ныне их насчитывается множество) действительно присущи всему живому, а строение их фрагментарно.

Прямые подтверждения последнего пришли довольно быстро, но из совершенно неожиданных источников — из лабораторий, где пытались постичь секреты пищеварения. Там открыли интересные соединения — ферменты, которые «умели» как бы демонтировать белки на составные части. Причем, обретя самостоятельность, такие фрагменты не поддавались больше воздействию фермента. Что же это обнаружилось? Исходные кирпичики белковых сооружений?

Догадка вполне естественная и обещающая. Она дает убедительное объяснение сложности белков. Но нет, тогда она еще ни у кого не мелькнула. Не созрела.

Дело в том, что ничего нового в данном случае не получили—отщеплены были старые знакомцы биохимиков из класса аминокислот. К середине прошлого века таких знали четыре. Их объединяла прежде всего совершенно одинаковая основа: к центральному атому углерода с одной стороны крепилась так называемая карбоксильная группа (углерод, кислород, водород), а с другой — аминогруппа (азот и водород). Непохожим были только ответвления. У каждой аминокислоты свое. Получалось что-то вроде флажков разной формы, надетых на стандартные палочки (да простят мне биохимики столь вольное сравнение).

На первых порах от белка удавалось отщеплять единичные аминокислоты. Для далеко идущих выводов об их роли просто не было оснований. В самом деле, из того, что в составе белков есть несколько разрозненных, пусть знакомых соединений, еще решительно ничего не следовало.

Тут важно другое: одну из аминокислот удалось синтезировать в лабораторных условиях при участии хорошо известной синильной кислоты — той самой, с коварным запахом горького миндаля (к ее помощи прибегают авторы детективов, когда им срочно требуется отправить к праотцам кого-то из своих героев). Главное заключалось в том, что это простое органическое соединение получили из неоргаиики. Еще одна органика из небиологических исходных. А конечным продуктом на сей раз был фрагмент белка.

К концу прошлого века из белка уже выделили 13 аминокислот. Их число продолжало расти. В возможности их небиологического синтеза теперь мало кто из биохимиков сомневался. Больше того, догадка об аминокислотных кирпичиках начала утверждаться в умах многих. А с ней и представление о близости решения проблемы происхождения жизни. Оптимизм некоторых ученых был настолько велик, что на одном из заседаний Немецкого общества естествоиспытателей известный биолог, пропагандист дарвинизма Эрнст Геккель воскликнул: «Когда вы, химики, создадите истинный белок, то он закопошится!»

До этого, казалось, рукой подать. Особенно после того как нобелевский лауреат, руководитель Химического института Берлинского университета Эмиль Фишер исчерпывающе доказал исключительно аминокислотное строение белков. Ему удалось не только синтезировать эти отдельные кирпичики, но и связать их в тандемы и даже в целые блоки (аналогичные тем, что оставались при неполном расщеплении белковых молекул).

...Время отсчитывало двадцатое столетие. От науки ждали чудес. И она не поскупилась на изощренные гипотезы и удивительные открытия. Именно в это время стала популярна идея панспермизма. Она вроде бы давала возможность одним ударом меча разрубить гордиев узел проблемы происхождения жизни на Земле. Все сложности мгновенно оказываются за бортом, если согласиться, что жизнь занесена к нам извне. Мол, ее зародыши широко распространены во Вселенной. Попав на планету с благоприятными условиями, они могут развиваться. Что и произошло на Земле.

Было бы ошибкой посчитать, будто гипотезу породил исключительно полет нетерпеливой фантазии или, скажем, только неверие в возможность случайного синтеза на нашей планете сложных белковых молекул. У этой идеи имелась, так сказать, и материальная основа. В составе метеоритов, пришельцев из космоса, чей возраст составлял 4,6 млрд. лет (как и возраст Земли), обнаруживали соединения типа синильной кислоты и даже (по словам ряда исследователей) некоторые аминокислоты. Не случайно у гипотезы и поныне немало сторонников (правда, она претерпела некоторые изменения).

По-моему, в ней есть что-то от уловки, от попытки отодвинуть на потом решение трудной проблемы. Как и где появились сами странствующие зародыши жизни? Разве что-нибудь в поисках ответа на этот вопрос упрощается, если сказать «не на Земле» или «где-то в космическом пространстве» или «на другой планете»? И если «где-то», то почему не на Земле? Разве Земля не одно из космических тел, которое для нас обладает к тому же совершенно уникальной особенностью,— оно наиболее доступно для изучения. По крайней мере, именно это подсказывает здравый смысл.

Наверное, и им руководствовался молодой советский биохимик Александр Иванович Опарин, публикуя в 1924 г. небольшую книгу, оказавшую сильное влияние на развитие науки.

Он сделал попытку объяснить естественное возникновение органических соединений на изначально «стерильщой» Земле. Оно виделось ему как взаимодействие карбидов металлов, воды и высокой температуры, царившей на поверхности молодой планеты. Здесь все не случайно. /Во времена той публикации Опарина общепринятой еще :была теория сжатия, согласно которой Земля сначала была раскаленной, потом остывающей, обретшей свои меря и океаны благодаря потокам, хлынувшим из облаков. Отсюда в его версии высокая температура и обширные акватории.

— Только в огне, только в калильном жару могли образоваться вещества, впоследствии родившие жизнь,— говорил Опарин.

Он понимал: XX в. — это уже не то время, когда можно обсуждать проблемы происхождения жизни, не затрагивая особенностей места этого действа. К тому же он также хорошо знал, что органический синтез требует как минимум повышенной температуры (некоторые аминокислоты образуются просто при подогреве водно-аммиачного раствора синильной кислоты и формальдегида). И еще ему было известно о необходимости участия углерода и катализаторов, ускоряющих химические реакции. Тут подходили соединения углерода и металлов (карбиды).

Эта схема позже претерпела существенные изменения. Сама же идея непрерывного усложнения органических соединений, как возможный путь к возникновению живого, оказалась чрезвычайно плодотворной.

Как похоже это на историю с Мулдером — время безжалостно рушит возведенные с такой старательностью и трудом затейливые постройки и оставляет в неприкосновенности простой фундамент. Идея Опарина вошла в историю науки под названием принципа непрерывности.

По-видимому, она вообще уже, как говорится, носилась в воздухе. Потому что лет пять спустя известный английский биохимик "Джон Бёрдон Холдейн высказал в опубликованной статье нечто похожее, не будучи знаком с книгой Опарина. Правда, в статье имелось и существенное отличие. Холдейн подчеркивал важность передачи наследственной информации.

Опарин считал, что первые клетки с признаками жиз-?,) ни возникли в первичном океане юной Земли, так сказать, в первичном бульоне, в котором образовывались и накапливались простые органические соединения и белковые молекулы.

Каким был момент рождения первой клетки? Наверное, это произошло, когда вокруг одной из нескольких макромолекул возникла полупроницаемая оболочка. Как; возникла? Океан — это волны. Они наваливаются друг на друга, разбиваются, разлетаются брызгами. Каждая! капелька, захватившая нечто белковое из первичного бульона, могла оказаться в окружении слоя жироподобного вещества толщиной хотя бы в одну молекулу. На каком-то этапе эволюции подобные капли стали обладать самой примитивной формой обмена веществ.

Затем стали передавать эту способность потомству.

Значит, сначала у клеток появилась способность к обмену веществ? Лишь затем они стали тиражироваться? Холдейн думал иначе: первыми были макромолекулы, наделенные способностью самокопирования. Обмен веществ появился у них позднее.

Кто был прав? Ни тот ни другой не говорили тогда о химическом механизме самовоспроизводства. Тогда обоим казалось, будто предмет спора определен точно: с чего у белка началось — с обмена веществ или с тиражирования? А то, что оба свойства присущи именно белку и ничему иному, для них как бы само собой разумелось.

Между тем наука уже давно начала протаптывать тропу к совсем иным представлениям.

Вильгельм Гофмейстер жил в прошлом веке в Лейпциге и был любителем-натуралистом. Вообще-то, он занимался книготорговлей, как его отец и дед, но свободное время любил проводить за микроскопом. Было у человека, как мы сказали бы сегодня, вот такое хобби. Он знал: живые организмы состоят из клеток, и в каждой есть по ядру. А заинтересовался он тем, о чем еще не ведал никто: что происходит внутри ядра, особенно в момент деления клетки? Сделать зримым ее содержимое он мог лишь с помощью красителей. Но они убивали клетку, и о ее делении уже не могло быть речи.

Тогда Гофмейстер придумал: он увидит все от начала до конца, если соберет в строгой последовательности комплект отдельных неподвижных картин этого процесса (так художники-мультипликаторы с помощью множества изображений заставляют двигаться по киноэкрану рисованных человечков). Любознательный натуралист был вознагражден за свою изобретательность. Вот что поведала ему большая коллекция препаратов, каждый из которых представлял собой мгновение, выхваченное из жизни клетки.

Внутри ядра обнаружились тоненькие вытянутые тельца — нити. В момент деления «материнской обители» все они распадались на две равные части и расходились по двум новым ядрам, которые образовывались в дочерних клетках. Он увидел это первым.

В 1848 г. сообщение о поразительном открытии было опубликовано. Внутриядерные нити назвали хромосомами (цветными тельцами) за их способность хорошо окрашиваться в отличие от окружающей студенистой протоплазмы.

Ученые не сразу по достоинству оценили открытие Гофмейстера (как, впрочем, и он сам). Только через 35 лет немецкий биолог Вильгельм Ру понял, что механизм деления клетки, обнаруженный любителем-натуралистом, универсален для всего живого.

Но до этого в биологии произошло другое не менее важное событие. По стечению обстоятельств тоже в Германии, хотя при участии швейцарца.

Фридрих Мишер был от природы наделен пытливым умом. К тому же тот факт, что ему посчастливилось специализироваться в одной из самых известных немецких биохимических лабораторий, обязывал его, как он считал, работать с особым усердием. Мишер отдавал делу буквально все силы. Кстати сказать, впоследствии именно эта одержимость и погубила ученого. Он умер, подорвав здоровье непомерной исследовательской работой. Но в молодости судьба, несомненно, по достоинству оценила его усилия.

Мишер работал с ядрами, выделенными из клеток, и в 1868 г. получил совершенно не знакомое химикам вещество. Он открыл принципиально новый класс органических соединений, которые содержали углерод, фосфор и азот. Кроме того, эти соединения обладали кислотными свойствами. Ядро клетки по-латыни «нуклеус». Вот Мишер и назвал свое детище нуклеином, то есть выделенным из ядра.

Так людям стало известно о существовании в живой клетке нуклеиновой кислоты. Впрочем, долгое, очень долгое время это одно из ценнейших знаний, которые когда-либо обретала наука, оставалось уделом лишь узкого круга специалистов. Да и те в течение многих лет не могли по-настоящему оценить открытия — никто не понимал, какую биологическую роль играют нуклеиновые кислоты в живой клетке и вообще зачем они ей.

Знания о наличии в клетке хромосом и нуклеиновых кислот лежали буквально рядом, подобно огниву и кремню: приди они в соприкосновение, и высеченная искра уже тогда ярко осветила бы механизм наследственности. Так оно в конце концов и произошло. Но, увы, до появления этой «искры» должны были пройти десятилетия.

О нуклеиновых кислотах не вспомнили даже тогда, когда в 1872 г. русский ботаник, профессор Московского университета Иван Дорофеевич Чистяков совершенно самостоятельно повторил открытие Гофмейстера, то есть вторично открыл хромосомы.

Как выяснилось, во всех клеточных ядрах не только одного организма, но и целого вида содержится строго постоянное число хромосом. Скажем, у кукурузы — 20, у твердой пшеницы — 28, у мягкой — 42, у лосося — 60 (позже установили, что у человека их 46). Причем отнюдь не количеством хромосом определялась высота эволюционной ступеньки, занимаемая видом, а чем-то другим, у сазана, например, их оказалось больше сотни, у некоторых раков — около трехсот.

Вильгельм Ру установил: каждая хромосома делится продольно и все половинки отходят к противоположным полюсам будущих дочерних клеток. Из этого он сделал прозорливый вывод: хромосомы содержат нечто наиважнейшее для жизнедеятельности организмов, и это «нечто» расположено по длине нитевидных телец (иначе зачем бы им было делиться продольно?).

К концу прошлого века вслед за Ру у многих биологов начало складываться представление, что именно в хромосомах, в постоянстве их числа и кроется неповторимая индивидуальность каждого организма внутри биологического вида.

Было также обнаружено, что все хромосомные наборы (за редким исключением) четны. Только в зародышевых клетках, вырабатываемых половыми органами, число хромосом вдвое меньше. Однако при слиянии отцовской и материнской половых клеток, дающих жизнь новой клетке, «стандартный» набор хромосом восстанавливается. Из чего следовало, что родители в передаче наследственности своему потомству играют одинаковую роль, а «стандартный» набор состоит из пар, в каждой из которых одна хромосома получена от матери, а другая — от отца.

И вот на основе всего этого выдающийся немецкий зоолог Август Вейсман, тоже изучавший процесс клеточного деления, пришел к мысли, что строение хромосом должно быть членистым, как бы собранным из мелких кусочков — носителей наследственности предков того или иного организма.

Нет, это еще не было законченной теорией, скорее рабочей гипотезой, великая ценность которой состояла в том, что она направила в определенное русло как мышление ряда биологов, так и их исследования.

Лишь в начале нашего века материальный носитель наследственности получил обозначение, от которого впоследствии произошло и название науки о наследственности — «генетика». «Свойства организмов,— написал датский ученый Вильгельм Иоганнсен,— обусловливаются особыми, при известных обстоятельствах отделимыми друг от друга и в силу этого до известной степени самостоятельными единицами или элементами в половых клетках, которые мы называем генами... Не являются ли они химическими образованиями? Об этом мы пока не знаем решительно ничего».

Поразительно, это писалось спустя три с лишним десятилетия после открытия нуклеиновых кислот. Что это? Разобщенность биологии и биохимии? Или проявление той слепоты, которая так часто мешает науке видеть общее в явлениях, кажущихся разнородными?

Между тем гену уже недолго было оставаться «где-то». Его местонахождение вскоре было «найдено» талантливым американским биологом Томасом Гентом Морганом. Он, экспериментируя с плодовыми мушками-дрозофилами (величиной с мелкого муравья), доказал, что генами следует считать участки хромосом (чем подтвердил догадку Вейсмана). Но о нуклеиновых кислотах и он не вспомнил.

Лишь в 1914 г. русский исследователь А. Шепотьев впервые высказал предположение об участии нуклеиновых кислот в передаче наследственности. Но биологи посчитали это чистейшим вымыслом. Ни у кого в то время не вызывало сомнения, что главное во всех живых организмах — белки и что природа вряд ли стала бы поручать кому-то другому столь ответственное дело, как передачу потомству фамильных ценностей.

Должна была пройти еще треть века, прежде чем (это произошло в конце 40-х гг.) работы по нуклеиновым кислотам приковали наконец к себе внимание и стали сенсационными. Сначала установили, что и в мужской и в женской половых клетках содержится совершенно равное количество нуклеиновой кислоты, хотя, скажем, икринку кеты видно невооруженным глазом, а сперматозоид из молоки ее партнера разглядишь не во всякий микроскоп.

И еще. Как известно, вирус бактериофаг — пожиратель бактерий. Действует он хитро: впрыскивает в нее своим хоботком какое-то вещество. Через некоторое время за «крепостной стеной», внутри бактерии, наготове уже целая ватага фагов — точных копий агрессора. Химики установили: троянский конь фага — его нуклеиновая кислота.

Как выяснилось, и для фауны, и для флоры нуклеиновая кислота однотипна. У одуванчика и у человека она состоит из тех же атомов углерода, кислорода, водорода, азота и фосфора. Здесь всего несколько типов кирпичиков: аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил. Все нуклеиновые кислоты — вариации этих несложных азотистых оснований, соединенных в разной последовательности. Единый материал — общие для всех законы наследственности.

Только теперь было осознано, что в возникновении жизни роль нуклеиновых кислот не меньшая (по крайней мере), чем роль белков, что выяснение «с чего началось— с обмена веществ или с тиражирования?» сродни давнему спору о яйце и курице.

Хромосома оказалась состоящей из нуклеиновой кислоты и белка. Это был длинный ряд звеньев, каждое из которых тоже представляло собой автономную цепочку. Природа демонстрирует здесь гениальную изобретательность, умудряясь из ограниченного числа кирпичиков создавать бесчисленное множество непохожих друг на друга вариаций. В каждой хромосоме, в этом гигантском полимере, не менее 10 тыс. молекул нуклеиновой кислоты, а последние построены из 20 тыс. звеньев-нуклеотидов, то есть азотистых оснований, сооружение которых, в свою очередь, вполне возможно из неорганического вещества.

К тому времени когда это выяснилось, биохимики уже понимали, что и вся другая органика, входящая в живую клетку — углеводы, жироподобные и другие вещества,— тоже может быть синтезирована из простого материала небиологического происхождения.

Итак, круг замкнулся. Макромолекулы, составляющие все живое, сложены из незатейливых кирпичиков, производство которых было, по-видимому, делом незатруднительным в условиях юной Земли.

Оставалось только это проверить. Для начала — в лаборатории.

Производству, хотя бы и экспериментальному, необходимо сырье (лучше недефицитное и в избытке), энергия (тоже желательно в доступной форме) и оборудование. Но первым делом ему нужна, конечно, идея. Родилась она следующим образом.

...Раскаленная Земля остывала. Вулканы извергали клубы пара и горячие газы. Много водорода не могло быть. Он хоть и наиболее распространен во Вселенной, но очень легок, и потому выметался солнечным ветром с планет земного типа. Однако какая-то часть водорода все-таки успевала соединиться с углеродом и азотом, образуя метан и аммиак — наиболее реальное сырье для дальнейшего синтеза органики. Метан — атом углерода в окружении четырех атомов водорода, а аммиак— атом азота с присоединенными тремя атомами водорода. Без такого минимума немыслимы предбиоло-гические соединения — будущие кирпичики белков и нуклеиновых кислот. Следовательно, первичная атмосфера Земли должна была состоять из свежих вулканических газов, метана, аммиака и воды. Свободного кислорода не было — он, окислив, разрушил бы простую органику, сырье для построения живого исчезло бы. К тому же он при нагреве всегда стремится соединиться с водородом, отчего вместо органики образуется вода. Кислород очень агрессивен. В атмосфере он стал накапливаться позже, с появлением биологических источников.

Энергия? Ее в первичной атмосфере было достаточно: тяжелое облачное небо, гремят грозы, сверкают молнии. Ливни образовали океаны. С ними же в него нападала «наработанная» в атмосфере первичная органика. Зрел «бульон».

Так или примерно так рассуждал американский физик, нобелевский лауреат Гарольд Юри, пытаясь смоделировать предбиологические глобальные события на поверхности юной Земли. Он исповедовал теорию сжатия, хотя к середине нашего века уже высказывались серьезные сомнения в ее справедливости. Юри этих сомнений не разделял. Отсюда в его модели остывающая планета, пролившийся с небес океан воды и все такое прочее.

Вместе со своим учеником Стенли Миллером он задумал провести серию экспериментов, которые должны были выяснить вот что. Могли ли источники энергии, имевшиеся на первобытной Земле, обеспечить синтез каких-нибудь органических соединений из газов, содержавшнхся (предположительно) в тогдашней примитивной; атмосфере?

Так в их чикагской лаборатории в 1953 г. появилось необычное сооружение из прозрачного стекла: две колбы (одна с впаянными электродами) и тонкие трубки с кранами. Все соединено в замкнутую герметичную систему, где газы по желанию экспериментаторов могут свободно циркулировать.

Не без волнения начали ученые свой первый опыт. В нижнюю колбу налили воды. Трубки заполнили смесью водорода, метана и аммиака. Подогрели. Поднимающийся пар погнал смесь в колбу с электродами. Последовал электрический разряд напряжением 60 тыс. вольт. «Молния» пронизала нагретые газы. Пауза. Повтор всего цикла: нагрев, движение газов, вспышка в разрядной камере.

Через неделю на электродах был замечен светло-коричневый налет, вода в «океане» (в нижней колбе), куда стекало все, что образовывалось в разрядной камере, стала желтой.

Анализ: в воде появились органические соединения — альдегиды, муравьиная, уксусная, молочная кислоты и... аминокислоты! Целый набор аминокислот!

Изменены условия эксперимента — иной состав газовой смеси, сила и продолжительность разрядов. Результат схожий: синтез простой органики и аминокислот.

Это была сенсация! Она прокатилась по биохимическим лабораториям мира подобно сейсмической волне.

Но не ошиблись ли Миллер и Юри? Была ли обеспечена чистота опыта? Не попали ли аминокислоты в «океан» извне? Десятки вопросов. Восторг оптимистов. Сомнения -скептиков.

Эксперименты американцев повторяли и повторяли Результаты получались сходными. Нет, в Чикаго не ошиблись, аминокислоты там были свежеиспеченными, не подложными.

Тогда, уверовав в успех Миллера и Юри, в лабораториях разных стран стали варьировать условия эксперимента. Хотелось узнать многое. Можно ли менять состав «атмосферы»? Так же ли хорошо работают другие источники энергии? Какими должны быть температура и давление?..

Уменьшение в газовой смеси содержания водорода увеличило выход аминокислот. Но их вообще не получили, когда оставили только углекислый газ, азот и воду. Картина резко изменилась в лучшую сторону с заменой метана на более сложное соединение углерода с водородом — этан. Если же добавляли кислород, то он разлагал метан и аммиак. Синтез органики снова начинался только после того, как в трубках иссякал запас кислорода.

Сильно нагретую смесь газов пропускали через раскаленный кварцевый песок. Он действовал как катализатор— количество аминокислот увеличивалось.

Меняли источники энергии. Сильное ультрафиолетовое воздействие работало в специальных камерах ничуть не хуже, чем у Миллера разряды «молний». Близкие результаты давали бета- и гамма-излучения.

В конце концов все это убедило. Да, аминокислоты могли синтезироваться в смоделированной Юри и Миллером примитивной атмосфере Земли.

Такой же вывод созрел и в отношении другой органики. Для синтеза нуклеиновых кислот требуются сахара, фосфаты и азотистые основания. Сахара в несколько этапов образуются из формальдегида (бесцветного газа с резким запахом). Пять молекул убийственного яда — синильной кислоты — способны породить молекулу аде-нина (основание). В ходе этой же реакции на промежуточной стадии может появиться и другое основание — гуанин. А присоединение аденина к одному из Сахаров (рибозе) дает аденозин — полуфабрикат для производства молекул, служащих у всех живых клеток источником энергии,— аденозинтрифосфата (АТФ).

Преуспев в лабораторном синтезе этой органики, исследователи, понятно, не могли остановиться на полпути. Их уже волновала возможность экспериментального синтеза биологических полимеров в условиях, приближенных к тем, что существовали (по модели Юри) на поверхности юной Земли.

Небиологическое сочленение друг с другом кирпичиков нуклеиновой кислоты удалось при нагревании их в присутствии полифосфатов.

Однако серьезные трудности появились при попытках синтезировать белок в «океане». Дело вот в чем. Связывание аминокислот друг с другом сопровождается отщеплением воды от соединяющихся концов. Но вокруг «океан» воды, и она мешает этому процессу. ,. В лабораторных реакциях затруднение удавалось преодолевать несколькими способами. Скажем, действием цианоацетилена, который получали, пропуская электрический разряд через смесь, содержащую все ту же синильную кислоту. Ведь так же могла действовать в процессах предбиологической полимеризации энергия молний. Кроме того, существовали же способы просто уменьшить количество воды в непосредственной близости от полимеризующихся соединений. Самый простой — испарение. Мелководье вдоль окраин морей при нагревании солнцем должно было еще больше мелеть, отчего «питательный бульон» концентрировался бы. Правда, здесь очень мешала летучесть главных предшественников биомолекул — синильной кислоты, формальдегида, аммиака. Их бурное испарение при нагреве лишало бы все «производство» исходного сырья.

Но, как выяснилось, концентрировать предбиологи-ческие соединения можно и на мокрой глине. Органика хорошо адсорбируется на ее поверхности. Силикатные частички глины, разделенные пленками воды, имеют огромную поверхность для синтеза и могут как катализаторы ускорять его течение. В лабораторных опытах это удавалось. Получали белковоподобные цепочки, содержащие десятки аминокислот.

А вот еще один способ — высушивание. В одной из американских лабораторий соорудили из сухих смесей аминокислот при температуре 130°С тоже довольно длинную цепочку. Разве не могло быть так, спрашивал автор эксперимента, что образовавшиеся в океане аминокислоты выплескивались волнами на скалы или на горячий вулканический пепел, где они высыхали, полимеризовались от нагревания и затем их смывало обратно в океан?

Когда белковоподобные цепочки, полученные высушиванием, стали нагревать в концентрированном водном растворе до 130—180° С, то происходило самопроизвольное их сворачивание в микроскопические сферы, у которых возникал уплотненный внешний слой, напоминающий оболочку клетки. Эти микросферы даже росли за счет органики из раствора.

А в Институте молекулярной биологии АН СССР обнаружили вообще нечто фантастическое. Там экспериментировали с молекулой нуклеиновой кислоты, собирающей заготовки для белков. Ее, действуя ферментами, «разрезали» на несколько крупных частей. Каждая из них, Взятая отдельно, теряла способность связывать соответствующую аминокислоту. Когда же фрагменты смешали, то смесь стала хорошо «узнавать» свою аминокислоту. Иными словами, в смеси происходила частичная самосборка фрагментов нуклеиновой кислоты.

Больше того, сегодня науке известна и полная самосборка биологических объектов у некоторых вирусов. Их разъединяли на белок и нуклеиновую кислоту. Затем все снова смешивали. И происходило полное восстановление исходных вирусов. Причем каждый раз сборка прекращалась именно в тот момент, когда к нити нуклеиновой кислоты присоединялось положенное для этого вируса количество белковых единиц.

Еще более сложная самосборка выявлена в лаборатории академика А. С. Спирина. Здесь «демонтировали» рибосомы — молекулярные фабрики синтеза белка в живой клетке. В соответствующих условиях из смеси фрагментов самовосстанавливались полноценные рибосомы... В общем, и с образованием полимеров, и даже с самосборкой биообъектов в предполагаемых условиях первичной Земли вроде бы не обнаружилось непреодолимых проблем. Все получилось, как говорится, лучше некуда. Не хватало только второго Геккеля, который произнес бы какую-нибудь историческую фразу о том, как недалеко время, когда «закопошится» все, что с таким хитроумием и старательностью насинтезировали в лабораторных колбах.

Но вместо этого кто-то истолок кусок базальта — самой древней на Земле горной породы, которая «помнила» состав атмосферы в тот счастливый для всех нас момент, когда Земля почувствовала себя настоящей планетой. Истолок, нагрел, проанализировал выделившиеся газы и установил, что перед ним главным образом пары воды, углекислота и азот, водорода и метана ничтожно мало, аммиака нет вообще. Но ведь это же отражение состава древней атмосферы! Выходит, она не располагала всем необходимым для производства органики.

Стройное сооружение предбиологического синтеза, с таким трудом возведенное несколькими поколениями биохимиков, зашаталось, стало оседать и разваливаться буквально на глазах. Здесь уместно было вспомнить слова соратника Дарвина, английского биолога Томаса Гексли: «Великая трагедия науки — уничтожение прекрасной гипотезы безобразным фактом».

А дальше вообще все пошло юзом, что называется, одно к одному. Как выяснилось, светимость Солнца в те совсем далекие времена была на 20—30 процентов ниже современной (некоторые ученые утверждают, что даже на все 60 процентов). А это сразу ведет к очень неприятной для биохимиков ситуации — на поверхности Земли тогда должны были царить отрицательные температуры, Мороз вместо жары? Лед вместо горячего «бульона»? Какой же в таких условиях синтез органики!

Впрочем, это еще было не самое неприятное. Выход из «студеного тупика» подсказал сам же углекислый газ, доминировавший в новой гипотетической первичной атмосфере. Он мог создавать на Земле парниковый эффект. Тут суть в приходе и расходе энергии. Получает ее Земля от Солнца главным образом в ультрафиолетовой и видимой частях спектра. А отражает в космическое пространство инфракрасное (тепловое) излучение. Углекислый газ же почти прозрачен для приходящих от Солнца лучей, но, подобно экрану, отбрасывает назад значительную часть тепловой энергии. Она нагревает поверхность планеты и атмосферу.

Этот «парник» отчасти спасал положение. Но лишь отчасти, так как не меньшая угроза обнаружилась со стороны кислорода. Он образовывался в атмосфере, как установили геофизики, при разложении паров воды под действием света. Причем, согласно расчетам, образовывался активно и в количестве весьма значительном. Но в присутствии кислорода первичная органика не могла бы долго сохраняться.

Мало того, ультрафиолетовое излучение, которому экспериментаторы отводили важную роль в образовании первичной органики, на поверку оказалось безжалостным разрушителем более сложных биомолекул. Так что немногие из них достигли бы поверхности доисторического океана. Ведь озонового щита, берегущего ныне все живое от этой угрозы, еще не существовало. Потому-то и опаринский «бульон» получился бы крайне жидким. Как же в таком усложняться органическим соединениям?

Выходит, что-то опять было не так с представлениями биохимиков (а может, геохимиков, геологов, планетологов?) о возникновении жизни на Земле.

Попыткой найти выход из странной ситуации, обретавшей черты порочного круга, и стали памятные экспедиции дальневосточного вулканолога Мархинина к кратерам Тяти и Толбачика. И на сей раз тоже сначала была идея, в принципе довольно простая.

«Процессы вулканизации добиологической эпохи и настоящего времени аналогичны» — вот отправная точка у Мархинина. Он увидел в современном извергающемся вулкане, вернее, в основании его пеплогазовой колонны, уходящей иногда на сотни метров в глубь жерла, природный реактор, в котором происходит (а значит, происходило всегда) образование биологически важных молекул. Сырьем этот реактор обеспечен в избытке. Согласно многочисленным анализам, через него проходит колоссальная масса водяного пара, водорода, метана, угарного, углекислого и сернистого газов, азота, аммиака, хлора. Об энергии и говорить нечего. В глубине вулканического жерла температура более тысячи градусов. Частички пепла постоянно трутся друг о друга, происходит сильная их электризация. Отсюда частые вспышки разрядов. Наконец, стены «реактора» выложе-! ны горными породами, содержащими силикаты, которые могут служить катализаторами химических реакций. Все это напоминает тот лабораторный эксперимент, где газовую смесь прокачивали через раскаленный кварцевый песок и получали сложную органику.

«Почему в вулканическом реакторе нельзя получить то же самое?» — спрашивал себя ученый.

Кислород? Мархинин пришел к выводу, что в пепло-газовых столбах условия для предбиологического синтеза вполне подходящие независимо от того, в какой атмосфере— кислородной или бескислородной — происходит извержение. Часть окисного железа, содержащегося в вулканических бомбах, будучи в раскаленном состоянии и захватывая кислород, превращалась в закисное. Благодаря этому внутри вулканического «реактора» разрушающее окисление не угрожало органическим соединениям.

Когда началось извержение Тяти на Кунашире, у Мархинина появилась, как он считал, реальная возможность проверить справедливость своих теоретических выкладок. И он поспешил не упустить такой случай. На Толбачике ему повезло еще больше — удалось взять пробы не только пепла и газов из фумарол, но также пробы газов непосредственно из расплавленной, вытекающей из кратера лавы.

Тончайшие анализы проб, сделанные на Сахалине, а также в лучших лабораториях Москвы, Ленинграда, Хабаровска, вполне оправдали ожидания Мархинина. Газ в основном состоял из пара, водорода, углекислого газа, метана и азота. Немного было аммиака и кислорода. А в пепле и вулканических бомбах обнаружились свободные и связанные аминокислоты, соединения, близкие по составу к кирпичикам нуклеиновых кислот, углеводы, углеводороды и другие органические соединения. Тогда же, в начале 70-х гг., сторонники идеи вулканического происхождения протобионтов нашлись и среди сотрудников Института космических исследований АН СССР. Оттуда тоже направили экспедицию к дальневосточным вулканам. И тут газовые пробы не оказались разочаровывающими. В них обнаружили синильную кислоту, ставшую уже классическим сырьем для синтеза сложной органики и родником оптимизма биохимиков.

Но, несмотря на столь, казалось бы, убедительное подтверждение справедливости оригинальной идеи, признание ее, увы, явно запаздывало. Во всяком случае, критика опережала. Придирчивые специалисты говорили о ее существенных изъянах.

Прежде всего о том, что вулканические извержения эпизодичны. Отчего первичный питательный «бульон» был бы неприемлемо разбавленным. В самом деле, активность вулканов, как известно, непродолжительна. Отгремев, они затихают надолго, а то и насовсем. Одновременно действующие вулканы, как правило, находятся в тысячах километров друг от друга. Поэтому те десятки тонн органики (главный козырь Мархинина), которые вулканы нарабатывают за время извержения, не должны завораживать. Здесь изобилие кажущееся. Органика рассеивается по огромному пространству. И уже из-зз одного этого не обеспечивается хотя бы относительное постоянство среды, без которого не могла возникнуть жизнь. Ее низкомолекулярные органические предшественники должны были находиться в очень концентрированном состоянии, чтобы образовались биополимеры. И последних тоже должно быть достаточно много при объединении в коацерваты или сферы. 1 Наконец, сами коацерватные капли тоже не в состоянии эволюционировать в растворе, слабо насыщенном питательными веществами. Даже начавшись, процесс биосинтеза в таких условиях волей-неволей угаснет.

Проблема концентрации органики рстается и в том случае, если место действия ее синтеза перенести на влажные глины высохших небольших бассейнов или на склоны, покрытые вулканическим пеплом.

Так что Одно даже очень мощное извержение вулкана не в состоянии обеспечить всем необходимым многоступенчатый процесс биосинтеза и функционирования предклетки. Но разве нужный материал не может накапливаться от извержения к извержению?

Тут надо учесть губительное действие внешней среды. Даже достаточно обильная органика, произведенная одним извержением вулкана, долго не сохранится. Ведь связывание свободного кислорода окисью железа происходит главным образом лишь в пределах жерла реактора. В атмосфере кислород по-прежнему остается и, значит, способен быстро окислить ждущую пополнения органику. Если что-то от нее и останется, то разложение при отсутствии озонового экрана довершит ультрафиолетовая радиация Солнца и жесткое космическое излучение.

А самое главное заключается вот в чем. Таких вулканов с такой лавой, из которых брали вполне убедительные пробы экспедиции Мархинина и сотрудники Института космических исследований АН СССР, попросту не существовало на добиологической поверхности юной Земли. В помине не было. Да и не могло быть.

Чтобы понять это, нам надо как бы пересесть в другой поезд. В тот, что движется по геологической колее. Приведет ли она на магистральный путь, где благополучно могут сойтись современные дороги геологов, биохимиков, генетиков и эволюционистов? Это волнует сегодня весь ученый мир.

СОЙДУТСЯ ЛИ КОЛЕИ!

Тогда, в 70-х гг., в воздухе носились и другие, причастные к нашей теме идеи. Правда, их еще никто не связывал с проблемой происхождения жизни на Земле, поскольку относились они прежде всего к теоретической геологии. Но теперь ясно, что проникновение их в другие области науки было вопросом времени.

Дело в том, что теория сжатия, долгое время считавшаяся почти идеальной, потерпела крушение. Ее несостоятельность стала очевидной, а «смена вех» в науках о Земле—неизбежной. Вопрос заключался главным образом в том, что это будет за смена. Вот тут решающую роль сыграли удивительнейшие открытия на дне океанов. А сами новые взгляды зрели, конечно, давно.

Еще в конце прошлого столетия в качестве антипода теории сжатия родилось направление, названное моби-лизмом. А спустя примерно четверть века мобилизм под пером немецкого исследователя Альфреда Вегенера обрел вид стройной гипотезы, в основе которой лежала идея перемещения континентов по поверхности Земли. Только она в сочетании с идеей дрейфа полюсов была, по мнению Вегенера, способна дать удовлетворительное объяснение извечной изменчивости облика нашей планеты.

Современники Вегенера по-разному отнеслись к гипотезе. Поначалу она воспринималась даже не фантастической, скорее фантазерской. Как представить себе материки, с их необъятными пространствами и многокилометровой толщей горных пород, плывущими по поверхности планеты! Но такова была лишь первая реакция— бунт эмоций. Он заметно гас, когда сравнивали толщу континентов с объемами всей Земли. Получалось нечто подобное тонкой кожуре на большом яблоке. Вообразить перемещение такой «пленки» уже не составляло труда.

С помощью многочисленных палеоклиматических, палеонтологических и геологических свидетельств родства ныне разрозненных участков сущи Вегенеру удалось показать, что материки обязательно должны перемещаться. Причем в универсальности и стройности доводов ему нельзя было отказать. Гигантские трещины дробили континенты. Раздвигаясь, они образовывали океаны. Окраины материков сминались, когда отколотые глыбы сталкивались между собой. Встреча Индостана, отчлененного в свое время от Африки, с Азией породила высочайшие хребты Гималаев. А сближение Африки и Европы воздвигло Альпы.

Наиболее тонкие окраины материков — их шельфы, залитые мелководьем,— вот материал, пошедший на строительство многих гор на Земле. Потому-то так часто на всевозможных кряжах, даже вдали от больших акваторий, встречаются горные породы морского происхождения.

Такому течению событий, по убеждению Вегенера, самой сути их противна какая-либо завершенность, поскольку раскалывание суши продолжается до сих пор. Крупные трещины рассекают почти всю Восточную Африку, а идеально параллельные берега Красного моря наводят на мысль о том, что они сравнительно недавно были отторгнуты друг от друга.

Да, это убеждало. Во всяком случае, наводило на размышления. А вот построить надежный механизм дрейфа континентов Вегенеру не удалось. Ему представлялось, что материки перемещаются под действием центробежных сил и «пропахивают» пластичную базальтовую оболочку планеты.

Здесь ближе к истине оказался один из его предшественников — английский физик, преподобный Осмонд Фишер. В своей книге он решительно отверг популярную в его время теорию сжатия и предложил свою схему процессов, происходящих в недрах Земли.

Его удивило, что в Исландии преимущественно базальтовые вулканы (не гранитные, именно базальтовые), а для большинства тамошних трещин коры характерно растяжение. Это навело его вот на какую мысль: Атлантическое плато (срединно-океанические хребты еще не были известны) — как бы подводное продолжение Исландии. Из чего следовало, что оно тоже, по-видимому, разбито растягивающими трещинами, через которые должна выходить жидкая магма.

И еще ученый много размышлял о происхождении очагов землетрясений, отмечаемых почти по всему побережью Тихого океана. Пример Японии привел его к неожиданному заключению: там все происходит так, будто океанское дно опускается под острова. Вот причина землетрясений!

А что заставляет опускаться дно? Догадка Фишера: в магме под корой движутся конвективные потоки (как в нагревающейся жидкости). Они поднимаются вверх вдоль осей срединных океанских плато и, извергая базальтовую лаву, формируют новую кору (как в Исландии). Охлажденные же, отяжелевшие породы словно бы проваливаются в свое прежнее лоно, вызывая в обширных зонах землетрясения (как на окраинах Тихого океана).

Эта гипотеза, дерзко смещавшая центр геологической активности с материков в океаны, долго оставалась почти незамеченной. Считали, что она не имеет научного обоснования и вообще не гипотеза в общепринято смысле, а просто домысел. Между тем это была истинно гениальная догадка.

К счастью, жертвой полного забвения она не стала. О ней вспомнил Артур Холмс — профессор Эдинбургского университета в Шотландии, человек, которого отличал крепкий иммунитет против гипнотического действия авторитетов. А вспомнил в связи с открытием радиоактивности и делящихся элементов. Он решил развить гипотезу, так как у нее, по мнению Холмса, появилась физическая основа. То, что именно он этим занялся, тоже не случайно.

Холмс — один из видных ученых Англии первой половины нашего века — добился признания своей уникальной работой, положившей начало радиоактивному определению продолжительности геологических периодов. Так что радиоактивность — не побочная тема для его научных интересов.

Он заинтересовался также идеей тепловых течений в: мантии Земли (тепловой конвекцией). О них в геологическом мире начали говорить чуть ли не с середины прошлого века как об одной из причин подвижности коры нашей планеты. Правда, тогда речь шла лишь о подвижности вертикальной—подъеме и опускании отдельных блоков суши, образовании гор. Но что может приводить в действие такие течения? Вопрос оставался без ответа. Холмс попытался с ним справиться.

В принципе он был сторонником мобилизма. Его привлекала динамичность этой гипотезы. Но не устраивал вегенеровский механизм дрейфа континентов, пропахивающих дно океана и плывущих по базальтовому «морю». Способ перемещения материков представляется Холмсу иным.

В конце 20-х гг. он окончательно пришел к мысли, что в мантии Земли вполне возможны течения твердого разогретого вещества. Именно твердого, но достаточно пластичного. Расчеты давали такую вязкость мантийных пород, которая этому не препятствовала. Правда, в них сравнительно мало радиоактивных элементов. Но из-за низкой теплопроводности земной коры даже медленно накапливающееся под ней тепло способно было, по мнению Холмса, в конце концов размягчить большие участки верхней мантии.

Вот как он представлял себе дальнейшую работу конвективных течений. Оказавшись, допустим, под материком, они расходятся в разные стороны и силой своего (уже горизонтального) движения разрывают этот участок суши надвое. Впоследствии это явление стали называть спредингом. В расширяющейся трещине образуется акватория — будущий океан. Сюда же выдавливается остывающая магма, из которой начинают формироваться океанское дно и конусы островов. Так будет происходить до тех пор, пока не утихнет восходящий ток. Здесь создается новая кора и выделяется избыточный жар верхней мантии.

Тем временем расходящиеся потоки продолжают растаскивать глыбы расколотого материка. Рано или поздно каждая ветвь течений, существенно охладившись, повернет вниз и потянет за собой подошву континентальной массы. Сам материк не сможет погрузиться, он сложен из более легких пород по сравнению с верхней мантией. Однако, испытав сжатие, станет коробиться, сминаться в складки высоких гор. В местах нисходящих течений океанское дно опускается, там возникают глубоководные желоба — те, что окаймляют большую часть побережья Тихого океана. Материал, погружающийся здесь в недра мантии, постепенно нагревается и частично плавится, образуя магматические бассейны, которые питают те потоки базальта, что прорываются вулканами на континентах.

Да, эта гипотеза существенно дополняла вегенеров-ский мобилизм. Но появилась в те годы, когда его популярность пошла на убыль из-за отсутствия... (ирония судьбы!) именно хорошо разработанной теории механизма дрейфа. По существу, идея Холмса не была ни Отвергнута, ни признана. Ее могла бы ожидать участь незаслуженно забытой. Но спустя несколько десятилетий ее вернули к жизни события, буквально перевернувшие все прежние представления о дне Мирового океана.

Почти до середины нашего века океанское дно пред-ставлялось ученым более или менее спокойным и ровным, подобным глубокой, выглаженной изнутри чаше. Они полагали, что образование обширных горных цепей и другие важные геологические процессы происходят исключительно на материках. В океане же возможно появление только отдельных гор и небольших хребтов, поднимающихся над поверхностью воды разрозненными островами и архипелагами. Однако были и такие ученые, которые понимали, сколь иллюзорны эти воззрения. Видный французский геолог Ж- Буркар в своей книге «Рельеф океанов и морей», вышедшей в конце 40-х гг., с сожален-ием писал: «Мы почти ничего не знаем о геологическом строении морского дна».

Серьезное и широкое изучение глубоководья началось в 50-х гг. Сначала совсем малочисленной группой океанографов разных стран. Открытия, сделанные ими, были настолько значительны, что немедленно вошли во все учебники. Важность сведений, полученных за короткое время, вполне сравнима с наследием эпохи великих географических открытий, когда глазам европейцев предстали новые континенты. На этот раз тоже были обнаружены обширные страны, только скрытые от глаз простого наблюдателя.

Давно сказано: «Океан — наше будущее». Но долгое время это выражение, подкрепленное скорее поэзией научной фантастики, чем действительными фактами, оставалось слишком общим. Теперь оно стало наполняться реальностью. Тут было чем загореться, было из-за чего торопиться с организацией новых экспедиций.

Раньше подводные исследования чаще всего ограничивались промерами глубин. Теперь наука ряда стран вышла на акватории Земли во всеоружии новой техники.

Именно это и принесло серию открытий. Как, впрочем, и множество загадок. Подводный мир очень долго оставался для человека чужой и даже враждебной средой.

Была обнаружена система узких глубоководных желобов. Вернее, несколько схожих систем, так как о многих из впадин знали и раньше. Теперь же стало ясно, что все они связаны между собой какой-то общностью.

Таких провалов на Земле насчитывается тридцать. Но большинство их находится в Тихом океане. Причем лишь некоторые располагаются особняком. Остальные же, разделенные небольшими перемычками, вытягиваются, словно продолжая друг друга.

Океанские желоба удивительно узки. Будто это какие-то провалы в земной коре.

Одна из систем желобов, начинаясь у Аляски, огибает Алеутские острова, Камчатку и Курилы, проходит близ Японии и завершается у Марианских островов уже в Микронезии. Она пересекает несколько климатических зон — чуть ли не от северного Полярного круга до экваториальной полосы.

Очень велика и другая тихоокеанская система желобов, окаймляющая побережье всей Центральной Америки и большей части Южной.

Но самое неожиданное — это то, что желоба в Тихом, Индийском, Атлантическом океанах в принципе схожи по своему строению. В поперечном разрезе каждый асимметричен и напоминает растянутую галочку, которой иной читатель, случается, помечает на полях книги заинтересовавшее его место. Крылья галочки спускаются уступами. Их части то приподняты, то опущены, как клавиши рояля. Дно — неширокое и, как правило, совершенно ровное.

Неизвестно почему их назвали желобами (наверное, оттого, что вытянуты и узки), но это настоящие бездны — наиболее глубокие на Земле. В связи с чем напрашиваются вот какие вопросы.

Средняя глубина океанского ложа — что-то около 5 км. А дно желобов часто опущено почти на 10 км. Разница в уровнях составляет 5 км. Предположим, что все желоба — просто прогибы земной коры. Однако почему эти прогибы уходят вниз именно на 5 км, а не на 2 или, допустим, на 14 км? Может, в том есть какая-то закономерность?

Кроме того, некоторые тихоокеанские бездны почти совсем не засыпаны осадочным материалом, а глубины в них громадные. Значит, вовсе не от великих нагрузок образовались столь резкие изгибы коры? А отчего?

Крайне загадочной штукой оказались океанские желоба. Главным же событием этого времени следует признать нечто еще более грандиозное.

...Чуть переваливаясь с борта на борт, зарываясь в атлантическую волну слабо приподнятым носом, «Вима» шла строго по параллели в направлении Африки. На первый взгляд небольшое судно могло показаться не очень-то пригодным для продолжительных океанских плаваний. В действительности это был исключительно надежный корабль — маневренный и безотказный, заслуженно пользующийся репутацией хорошего морехода.

Ёот он делает изящный разворот, резко меняет курс на южный, с тем чтобы через заданное число миль снова взять право руля (теперь на запад, в сторону американского берега) и опять пересечь Атлантический океан в двадцать шестой раз. Такой челночный маршрут уже вполне привычен для команды: «Вима» — океанографическое судно.

В то время вся научная эскадра мира не насчитывала и дюжины кораблей. Но каждый из них был неутомимым старателем, прославив себя не какими-то выдающимися кругосветными плаваниями, а регулярными экспедиционными рейсами, следовавшими почти без перерывов из года в год.

«Вима» принадлежала Ламонтской геологической обсерватории, ставившей своей ближайшей целью изучение дна Атлантики. Обсерватория была основана в 1949 г. на северо-востоке США, близ Нью-Йорка.

Очень скоро с «Вимы» обнаружили в океанском ложе нечто весьма значительное.

Тому способствовали два обстоятельства. Первое — оснащенность судна совершенным оборудованием. Особо чувствительные эхолоты-самописцы давали непрерывную линию рельефа морского дна по всему пути следования корабля. Причем ошибки таких промеров не превышали нескольких метров. И это на километровых глубинах! Кроме того, с борта «Вимы» часто делали сейсмическое зондирование дна, фотографировали отдельные его участки и даже извлекали образцы глубоководных осадков в виде длинных колонок, которые удавалось добыть специальными вибрирующими трубками, с силой внедряющимися в мягкий грунт.

Вторым обстоятельством было то, что возглавляли всю эту работу Морис Юинг (один из ведущих геофизиков США тех лет) и его ученик Брюс Хизен — молодой, но уже признанный специалист по морской геологии.

К изучению Атлантики эти люди относились как к естественному продолжению своих прежних научных занятий. Мориса Юинга всегда интересовало строение земной коры, он постоянно совершенствовал инструмент для ее познания (то есть методы регистрации землетрясений). Брюс Хизен ранее участвовал в прокладке трансатлантических телефонно-телеграфных кабелей.

«Вима» в двадцать шестой раз пересекала океан, и для исследователей все важнее становились детали рельефа, ибо предшествовавшие рейсы показали, до чего расплывчатыми были прежние представления о нем.

В первую очередь ученых интересовал Атлантический вал. Он тянулся вдоль всего океана с севера на юг и был, несомненно, параллелен противолежащим берегам Атлантики. Характерные выступы Западной Африки (севернее Гвинейского залива) и Южной Америки (бразильский массив) повторялись в нем почти с геометрической строгостью.

Но это был вовсе не вал — настоящий хребет с многочисленными кряжами, разделенными глубокими впадинами и долинами. Такое массивное сооружение имело ширину до тысячи километров — целая горная страна.

Хребет представлял собой непрерывные цепи скалистых возвышенностей с довольно крутыми склонами. Вершины поднимались над основанием более чем на 2 км и на столько же не доходили до поверхности океана. Лишь отдельные из них преодолевали всю толщу воды, вырываясь из морского плена хорошо известными островами — Ян-Майен, Исландия и Азорские (на севере), Святого Павла и Вознесения (у экватора), Тристан-да-Кунья и Буве (на юге).

В обе стороны от гребня расходились высокие расчлененные плато. Вершины гор здесь отстояли друг от друга на 20—30 км. А между ними пролегали широкие распадки.

Плато сменялось серией параллельных зон (опять-таки параллельных!) горного рельефа, из которых каждая, более удаленная от оси хребта, лежала на большей глубине, чем предыдущая. Иными словами, фланги центрального массива располагались как бы террасами и так спускались к краевым зонам предгорий.

Хребет был исключительно магматического происхождения. И нигде не замечалось какого-либо смятия в складки. Более того, поверхность гор гребня, местами вообще лишенного осадочных отложений, слагали коренные базальтовые породы.

Юинг с Хизеном пришли к мысли, что весь Срединно-Атлантический хребет (так они его стали называть) сравнительно молод.

Те памятные плавания «Вимы» 50-х гг. стали началом открытия глобальной системы срединно-океаничес-ких хребтов. Глобальной потому, что она, как оказалось, охватывает почти весь земной шар. Это скорее гигантская извилистая полоса горных стран, общая длина которой примерно 75 000 км.

Право же, эта прежде неведомая людям часть планеты стоит того, чтобы хотя бы просто окинуть взглядом ее всю.

Она начинается с хребта Гаккеля (открыт советскими исследователями), который зарождается неподалеку от шельфа моря Лаптевых и пересекает Ледовитый океан параллельно цепи арктических островов на всем их протяжении от Северной Земли до Шпицбергена. Здесь хребет еще сравнительно неширок, и срединным его можно назвать лишь условно, так как он делит полярный бассейн на неравные части.

Выйдя в Гренландское море, полоса гор через остров Ян-Майен и Исландию вырывается в Атлантику. Теперь она занимает несомненно осевое положение и становит: ся на удивление размашистой. Ее строение заметно усложняется. И сама зона гребня, и пространства по обе I его стороны отличаются сильно расчлененным и неспокойным рельефом. Установить его детали до крайности трудно: там, на дне — резкие перепады высот.

Был поставлен интересный эксперимент. Научно-исследовательские корабли «Петр Лебедев» и «Академик Сергей Вавилов» одновременно прошли Атлантику с севера на юг параллельными курсами на расстоянии нескольких миль друг от друга. Когда сравнили их эхолотные промеры, выяснились большие несовпадения записей. Это доказало, что перепады высот океанского дна принадлежат отдельным вершинам и грядам, а не валам, и что рельеф хребта заметно меняется не только поперек его простирания, но и вдоль. Высокие горы уступают место долинам, а за ними снова поднимаются вершины, иногда очень прихотливой формы.

Впоследствии вся эта горная страна будет воспроизведена на географических картах как бы поделенной в районе экватора надвое: на Северо-Атлантический и Южно-Атлантический хребты. В месте их сочленения — крутой изгиб возвышенной полосы.

Все дальше уходит могучий хребет на юг, чтобы, обогнув пологой дугой Африку, продолжиться в Индийском океане.

Тут хребет (открыт учеными ряда стран) тоже не совсем посредине акватории. Он почему-то несколько смещен к Мадагаскару. И по мере продвижения на север еще больше отклоняется от осевого положения. За Мальдивскими островами он поворачивает к Аденскому заливу и наконец упирается в Африканский континент.

Но до завершения всей глобальной системы еще далеко. Это кончается лишь одна из ее ветвей.

Другая направляется от Центрально-Индийского хребта на юго-восток. Преодолев новые тысячи километров, она оставляет позади широкий проход между Австралией и Антарктидой. А миновав Новую Зеландию, попадает в Тихий океан.

Опять хребет то растекается полосой в тысячу километров, то становится вдвое уже. Обширнейшей дугой охватывает весь юг великого океана, затем поворачивает к северу.

И на этот раз хребту (тоже открывали океанологи нескольких государств) не удается занять истинно срединного положения. Он заметно смещен в восточную часть бассейна и, наверное, потому, получил название; «Восточно-Тихоокеанское поднятие».

За островом Пасхи он сразу разворачивается вширь и опускается бее ниже. Особенно когда за экватором соединяется с плато Альбатрос, которым и заканчивается у Северной Америки. Следует упомянуть еще об ответвлении к берегам Чили.

Как видите, срединно-океанические хребты не то что опоясывают, а буквально оплетают нашу планету. Пространство, занимаемое ими, равно половине площади всех материков. Других подобных горных сооружений на Земле нет.

Кстати, это справедливо не только в отношении занимаемой площади, но и в более широком плане. Вся система срединных хребтов и по внешнему виду, и по происхождению отличается от континентальных горных цепей. Будучи порождением подводного вулканизма, она не похожа даже на те сухопутные возвышенности, что тоже сложены из пластов изверженной лавы и пепла.


Информация о работе «Перипетии жизни»
Раздел: Наука и техника
Количество знаков с пробелами: 377847
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0

Похожие работы

Скачать
25210
0
0

... глубоки корни народно-освободительного движения. Это один из лучших образов народного героя в литературе периода второй мировой войны. Джеймс Олдридж проявляет себя в этом романе как мастер напряженного, увлекательно развивающегося сюжета. Он умеет передать драматизм жизни, показать столкновение социальных сил, глубокий антагонизм между народом и его врагами. В романе показано, что реакционные ...

Скачать
36457
0
0

... подлинную правду о Франции тридцатых годов, разоблачала лицемерие общества, которое наделяло властью убийц, бесконечно множило эгоизм, обедняло и сушило человеческую душу.[4] 2.3 Евгения Гранде Изображение жизни в творчестве Бальзака расширялось, разнообразилось. В 1833 году в «Евгении Гранде» Бальзак открыл драматизм тусклого на первый взгляд провинциального существования. Это было очень ...

Скачать
36928
0
0

... . Он оказал влияние на Лермонтова, Боратынского, Веневитинова, Козлова, Языкова, Тютчева, Некрасова. Даже Алексей Константинович Толстой, Фет и Блок испытали его влияние. Василий Андреевич Жуковский сыграл важную роль в формировании творчества Пушкина. Без его трудов, без напряжённой работы в его экспериментальной поэтической лаборатории Пушкин не был бы готов для своего великого поэтического ...

Скачать
20136
0
0

... . Однако по мнению литовских историков не 1791-ый, а 1795-ый год, год третьего передела Речи Посполитой стал последним, когда окончательно была закрыта первая страница истории Литовского государства, в результате включения территории и населения Литвы в состав Российской империи. В середине ХVIII века внутренняя анархия в Речи Посполитой стала настолько явною и тяжелою, что соседние правительства ...

0 комментариев


Наверх