О жизни, о нас и о тёмном

Да, нет, конечно. Какой ещё, к шутам Тёмный?! Я далёк от сказок, даже если их читаю. Я о химическом «тёмном», который пишется с маленькой… В науке вообще много всего тёмного. Даже абсолютно чёрное есть, но это – теоретически, а если быть вовсю правильным, то и вообще – гипотетически. Это потому, что многое, что нам вещуют под знаком «теория», на самом деле никакой теорией не является… так, гипотеза голимая. Например, это «теория» о «тёмной материи», которую «доказали», «признали всем научным сообществом» (читай – в узком кругу «светил») и прочее. Но есть одна «мелочь» – изловить эту самую «тёмную материю» на сегодня никто не может. Так вот пока не поймают – это есть гипотеза, хоть сто тысяч диссертаций напиши. 

Да. Но это просто «к слову». А если по-настоящему, то здесь речь вообще-то о жизни. И не о той жизни, которой мы все живём, а чуток о более обобщённой жизни. О жизни, как таковой, о том, как она возникла на нашей матушке Земле, как развивалась… нет, это тоже слишком глобально. А я всего про один этап этой жизни – про её «кислородный этап». 

Ведь как нам в школе объясняли-то? То есть был горячий шарик, который остыл, вокруг которого была газовая «шуба», потом на нём как-то, откуда-то взялось очень много воды, и вот в этой самой воде как-то возникла какая-то жизнь. Эта жизнь как-то развивалась, делилась на разные варианты, и среди этих вариантов как-то возник один очень успешный. Он приноровился использовать для своего развития свет Солнца. Поглощал он какие-то минеральные вещества, в жидком, а может в твёрдом, а может и в газообразном виде, и всё это с помощью света преобразовывал себе во благо. Детали не важны, а важно то, что в качестве отходов своей жизнедеятельности он выделял кислород. Причём выделял его ударными темпами и в рекордных количествах. Так много, что аж состав атмосферы изменился прям совсем! Она стала «кислородной»! Ага – экологическая катастрофа состоялась. 

Но остальная жизнь к этому катаклизму очень лихо приспособилась и даже нашла в этом серьёзное преимущество. Появились виды, которые начали использовать этот самый кислород для своей жизни. Произошло так называемое Великое Окислительное событие (ВОС). Сформировалось этакое разделение труда – часть видов жизни вырабатывала газ, который использовался другой её частью. Всё правильно, всё логично, и прежние поколения учёных невозможно упрекнуть ни в чём. Они слепили очень хорошую, стройную… теорию? Да, нет – удобную гипотезу. Потому как процессов тех никто не видел, в научных трудах не зафиксировал, и все имеющиеся доказательства здесь исключительно косвенные. Даже больше можно сказать – учёные в своих предположениях учли далеко не все химические, энергетические и прочие процессы, которые происходили на матушке Земле в её раннем периоде появления и развития жизни. Они просто даже физически не могли рассмотреть столь сложную схему. Это и сейчас невозможно. Поэтому тогда и остановились на самой примитивной схемке. 

Сейчас большая часть фантастики рассматривает инопланетную жизнь вроде кальки с этой самой простенькой гипотезы. Мол, раз у нас так было, то вероятнее всего, что и в других местах Вселенной должно было происходить примерно то же самое. Но именно здесь и появляется вопрос – а с чего это когда-то решили, что у нас было именно так? Ведь возможны варианты. Кислород же можно добыть не только посредством растений… воду вон сейчас разделяют на два газа с помощью электричества без проблем. Могли такие процессы происходить на Земле? Почему нет?.. Источник электроэнергии? Не знаю – может быть грозовые облака, а может и ещё чего. 

И сейчас про эти процессы заговорили хоть и редко, но всерьёз. Заговорили про то, что повышенное содержание кислорода в нашей атмосфере могло появиться в результате совершенно других природных процессов. Этот альтернативный, так сказать, кислород приноровились называть «тёмным кислородом». При этом невозможно на сегодня утверждать, что этот процесс имел некий «взрывной», катастрофический характер. Однако ж нельзя утверждать и обратного. Суть таких процессов, их потенциальная возможность просто пока всерьёз не рассматривается именно благодаря существованию классической «теории». А ВОС – он тоже ВОСу рознь! 

В последние годы изучение периода течения этого самого ВОС выявляет признаки сложного прохождения развития жизни в тот период. Основной сложностью являлось, по мнению исследователей, то, что насыщение кислородом воды было очень нестабильным на первом этапе. То есть были периоды, когда кислорода новым формам жизни было достаточно, но они сменялись периодами низкого содержания кислорода. Виновником этих перепадов называют Солнце. То есть днём происходило насыщение кислородом за счёт интенсивной деятельности фотосинтезирующих организмов, а ночью они «отправлялись спать» и содержание кислорода в окружающей среде сильно снижалось. Это повлекло за собой формирование разнообразных форм жизни, которая пыталась приспособиться к такому сложному существованию. 

Другими словами, к развитию новых форм жизни привел не внезапный избыток кислорода в окружающей среде, а его нестабильность на первом этапе. Это, согласитесь, здорово меняет всю картину возникновения и развития ранних форм жизни. Однако не стоит забывать и о том, что это опять же не теория пока, а всего лишь гипотеза. То есть нестабильность содержания кислорода в окружающей среде могла происходить не за счёт жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов, но и по другим причинам, которые пока не рассматриваются в формировании концепции. На самом деле в процессе мог решающую роль сыграть именно «тёмный кислород», а главным фактором был не избыток кислорода, а напротив – периодически возникающий «кислородный голод». В любом случае это был очень сложный период в жизни… то есть вообще жизни. 

Как минимум описание такого катаклизма, как ВОС, можно использовать в научно-фантастической литературе. Это может касаться других планет, и жизни на других планетах. Жизни на планетах, где катастрофического появления избытка кислорода по каким-то причинам не произошло. Где возникновение и развитие жизни происходило на основе совершенно другой энергетики. Такие варианты в научной фантастике изредка встречались, но сейчас о них сильно подзабыли, ослеплённые сусальным блеском «световых мечей» и «космических королевств». 

Однако есть и ещё один вариант. Немного более печальный для жизни на нашей планете. Я имею в виду то, что раз уж пока мы не можем исключить катастрофическое появление избытка кислорода на нашей планете, то мы, соответственно, не можем исключить возможности столь же катастрофического исчезновения нашей кислородной атмосферы. Мы просто этого не знаем, потому что такой вариант не рассматривался никогда и не изучался до последнего времени. 

Сейчас про потенциальную «дезоксигенацию» земной атмосферы говорят, например, в Японии. Они даже создали приличествующую случаю компьютерную модель возможного катаклизма. Согласно этой проработке, такой сценарий связан с изменениями в активности Солнца. То есть никакая «борьба за экологию» человечество не спасёт – в деле будут действовать силы, которые нам в принципе неподвластны. Именно благодаря этим силам возможен не пресловутый «парниковый эффект», а совсем даже наоборот – потеря нашей атмосферой необходимого количества воды. Вслед за этим резко упадёт количество углекислого газа в атмосфере, а с ним произойдёт стремительная деградация всех фотосинтезирующих организмов, которые производят для нас кислород. 

Китайцы не столь суицидальны, как японцы. Их исследования посвящены потенциальной жизни, а не смерти. То есть они рассматривают варианты совсем с другого боку. Хотя вникнуть в суть их популярного изложения… хм… приведу цитату: «На сегодняшний день известно только три биотических механизма производства кислорода, не зависящих от света (т.е. тёмного кислорода): дисмутация хлората, дисмутация оксида азота и метанобактин-зависимый лизис воды.» 

Не, ну всё ж совершенно понятно! Кто ж этого не знает-то? Это ж можно сказать совершенная банальность!.. короче, придётся слегка напрячься и припомнить курс химии. Итак, «графики и таблицы пропускаем, а в пролетарскую суть вникаем». 

А вот и суть: «…кислород вырабатывается и потребляется в тёмных и, по-видимому, бескислородных средах, о чём свидетельствует его распространённость в глубоководных поверхностных отложениях. Однако микробные сообщества и механизмы, обеспечивающие выработку тёмного кислорода в глубоководных отложениях (DOP), остаются неясными.» И далее «…в двух глубоководных штаммах ... DOP штаммов … потенциально способствует образованию марганцевых конкреций, а также влияет на рост и метаболизм как глубоководных аэробных, так и анаэробных микроорганизмов, что указывает на значительное влияние микробного DOP на формирование глубоководных геологических и экологических систем.» 

Здесь речь идёт как раз о нефотосинтезирующих организмах, которые вырабатывают этот самый «тёмный кислород». Однако это всё равно разговор больше про биологическое происхождение «тёмного кислорода». То есть основная линия хоть и меняется, но в целом остаётся вполне приемлемой для сохранения общей схемы господствующей «теории». Однако есть и другие версии. Они также связаны с так называемыми полиметаллическими конкрециями (марганцевые конкреции, железомарганцевые конкреции и пр.) на дне океанов. Вот так они выглядят обычно: 

А вот так выглядит (например) отдельный такой камешек:

«А Вы пилите, Шура, пилите – они золотые!»

На сегодня эти формирования рассматриваются людьми исключительно в качестве мест концентрации «полезных ископаемых». Причина, по которой до них пока не добрались, всего одна – большие глубины. Отсюда сложность добычи и транспортировки. Отсюда и высокая цена добытого. Это всё. То есть никого не интересует особо механизм появления этих образований и его теперешнее место в Природе. 

Однако над этим тоже есть смысл задуматься. Повод уже есть. Событие, которое произошло в прошлом году при проведении рядовых исследовательских работ не прошло незамеченным. Учёные пытались измерить уровень потребления кислорода организмами на больших глубинах в зоне полиметаллических конкреций, но вместо падения его содержания обнаружили рост, причём в разы! И органика очевидно здесь была не при чём. Рост (трёхкратный!) концентрации кислорода над поверхностью конкреций по мнению исследователей происходил за счёт электролиза воды. То есть производство кислорода здесь происходило не биологическим, а чисто геологическим путём. 

В этом плане нельзя забывать и о существовании на дне океана другого варианта геологических образований – так называемых «чёрных курильщиков» (ну, просто обожает наука всё тёмное!). Согласно одной из гипотез именно они могут быть теми источниками, в которых зародилась жизнь, как таковая. Хотя роль в этом процессе аминокислот, ДНК, РНК, механизмы преобразований ещё только изучаются. Однако некоторые результаты исследований «чёрных курильщиков» уже вызывают любопытство. Например то, что несмотря на то, что жизнь в районе этих подводных минивулканов основана на совершенно другой энергетике, но фотосинтезирующие бактерии всё же были там обнаружены. Они использовали не свет солнца, а слабое свечение магмы и термическое излучение. 

Да и сами «чёрные курильщики» очень многогранны благодаря просто бушующей вокруг них жизни. В частности, они сами являются источниками электроэнергии. Точнее этим занимаются микроорганизмы, обитающие в окрестностях этих геотермальных источников на дне Океана. Питанием этих живых генераторов электричества является сероводород. Разлагая его, микробы вырабатывают электричество и генерируют кислород. 

Поэтому вопрос первичности появления фотосинтезирующих видов жизни может оставаться открытым на самом деле. В том смысле, что их появление на Земле может не иметь никакого отношения к Светилу. Оно могло поддержать своей мощью уже родившуюся жизнь значительно позже, когда «чёрный кислород» уже насытил воды Океана и атмосферу, когда сформировавшийся озоновый слой перекрыл доступ на поверхность земли ультрафиолетового излучения.  

Но отсюда неизбежно возникает вопрос – а какое именно количество кислорода на нашей планете выделяется в окружающую среду всякими альтернативными путями? Не когда-то выделялось, а прямо сейчас выделяется. Речь ведь здесь идёт не просто о том, как сформировалась кислородная атмосфера Земли в каком-то совершенно заумном прошлом, а про жизнь существующую. То есть про нашу с вами жизнь здесь и сейчас. И ради которой стоит напрячь мозги. 

Из всего этого можно сделать целый ряд серьёзных выводов. Первый очевидный вывод заключается в том, что формирование Земли, как носителя жизни, на самом деле не завершено и вряд ли когда-нибудь завершится. Сложные процессы продолжаются и все они требуют самого пристального изучения, а то мало ли что… 

Второй – формирование кислородной атмосферы Земли на самом деле нельзя описать в каком-то простом виде. Это очень сложный и многогранный процесс, а точнее целый ряд процессов, часть которых мы вероятнее всего на сегодня вообще не знаем. 

Отсюда главный вывод – не стоит торопиться с хозяйственным освоением Мирового Океана. Это совсем даже не наш дом. Многого мы в нём даже близко не знаем, а посему есть смысл серьёзно приглядеться к его устройству, прежде чем запускать в дело тяжёлую технику. 

А в этом направлении люди сейчас двигаются с опасной скоростью. О самой возможности добычи полезных ископаемых заговорили ещё в 60-ых годах. В 1970 году минеральные ресурсы дна Мирового Океана Ассамблея ООН объявила «общим достоянием человечества» практически объявив старт бандитской «Золотой лихорадке 2». Хорошо, что быстро опомнились и уточнили, что процесс должен регулироваться специальным международным механизмом. Таковой был создан только в 1994 году и называется «Международный орган по морскому дну» (ISA). Долгое время особой нужды в нём не было, но в 2021 году островное минигосударство Республика Науру заявило, что отсыплет деньжат фирмачам из «The Metals Company» для того, чтобы те организовали добычу на окрестном дне никеля, кобальта, меди, марганца и прочих плюшек. 

Всякие научные и официальные лица рванули в зону проведённой разведки. Биологи собрали образцы и заявили, что подавляющее их количество вообще не описано в ихних умных книжках. Что там сейчас происходит с законодательной частью и руководящей ролью ISA, я не знаю. Но знаю, что если дело окажется прибыльным, то крупные компании просто катком пройдут по всяким «охранным мероприятиям». В дело придётся вмешаться государствам. И не самым маленьким. Последствия непредсказуемы на сегодня…

Получается, что мы, люди, на самом деле знаем о нашей планете ещё очень мало. Получается, что исследование ранних этапов возникновения жизни на самом деле имеет не чисто теоретический, отвлечённый характер, а возможно вполне важный, своевременный и практический. Эти работы могут принести очень неожиданные и даже сенсационные результаты. А ещё можно сделать вывод о том, что человечество ещё очень самоуверенно. Мы считаем, что хорошо знаем, что можно делать, а что нельзя… правда, что ль? И наука наша слишком мало времени занимается собственно наукой, и слишком много времени занимается самолюбованием. И это опасно на самом деле. 

Получается, что «хозяйственное освоение недр» может всерьёз выйти нам и жизни вообще боком. И не стоит думать, что дело касается исключительно глубоководных полиметаллических конкреций. А разве вопрос о биологическом и геологическом происхождении нефти (да и угля) уже решён однозначно? Мы, люди, это всё просто добываем и сжигаем, не задумываясь о таких «мелочах». Научные споры идут, но где-то далеко и на дело совершенно никакого влияния не оказывают. Так может прямо сейчас в результате этой работы «часики уже тикают»? А если на самом деле в результате «комплексного освоения» и добычи «полезных ископаемых» на дне океана человечество тупо «задохнётся»? А если…