Каменные кольца в Сахаре
На юго-востоке Ливии концентрические скальные кольца Джабаль Аркану являются реликвиями прошлых геологических сил, действовавших под пустыней.
На юго-востоке Ливии концентрические скальные кольца Джабаль Аркану являются реликвиями прошлых геологических сил, действовавших под пустыней.
Спутниковый снимок 2025 года запечатлел резкий контраст между безжизненным вулканом Поас и окружающими его джунглями Коста-Рики. Сверхкислотное озеро вулкана — идеальный аналог для изучения того, как выносливые микробы могли появиться на Марсе миллиарды лет назад.
Похожий на марсианский вулкан Поас в Коста-Рике отчётливо выделяется на фоне окружающего тропического леса, если смотреть из космоса. (Изображение предоставлено NASA/Landsat 8)
На этом поразительном спутниковом снимке запечатлён безжизненный вулкан, похожий на марсианский, скрывающийся в самом сердце тропических лесов Коста-Рики. В этом инопланетном ландшафте находится сверхкислотное озеро, являющееся «раем» для экстремальных микробов и предоставляющее исследователям отличный аналог для изучения потенциальных форм жизни на Красной планете.
Уникальный вулкан Поас является центральной частью Национального парка «Вулкан Поас» в провинции Алахуэла в Коста-Рике. Это стратовулкан, образовавшийся от 1,5 миллионов до 700 тысяч лет назад, с вершиной высотой 2697 метров над уровнем моря.
На спутниковых снимках кажется, что Поас находится где-то вдали от цивилизации. Однако примерно в 16 километрах к юго-востоку от вулкана (не попавшего в кадр) находятся пригороды столицы Коста-Рики, Сан-Хосе, где проживает около 1,5 миллиона человек . Благодаря этому вулкан стал популярным туристическим направлением, несмотря на то, что является одним из самых активных вулканов в Центральной Америке.
За последние 200 лет Поас пережил десятки крупных извержений, но также переживает множество менее значительных, выбрасывая в атмосферу смесь пара, дыма и токсичных газов, а также периодически выбрасывая облако пепла. Согласно данным Программы по изучению глобального вулканизма Смитсоновского института, с 2005 года вулкан пережил 13 таких небольших фаз извержения.
Его последнее извержение началось 5 января и продолжалось большую часть 2025 года, хотя, вероятно, уже завершилось. Пик активности этой фазы пришелся на начало мая, когда уровень диоксида серы ненадолго повлиял на качество воздуха в Сан-Хосе, а выпадение пепла повредило некоторые близлежащие посевы, согласно данным Обсерватории Земли НАСА.
На вершине Поаса находится большой кратер, в котором находится очень кислое вулканическое озеро, известное как Лагуна-Калиенте.(Изображение предоставлено: Nano Calvo/VWPics/Universal Images Group через Getty Images)
В главном кратере Поаса находится вулканическое озеро Лагуна-Кальенте с высокой кислотностью, средний уровень pH которого чуть выше 0, что, по данным Обсерватории Земли, примерно соответствует уровню кислотности аккумулятора. В этом кратере, шириной около 1,3 км, также время от времени извергаются гейзеры.
Хотя эти экстремальные условия не позволяют ни животным, ни растениям жить в кратере, кислые воды озера являются средой обитания процветающего микробного сообщества, в котором доминируют бактерии-экстремофилы рода Acidiphilium , питающиеся соединениями металлов, растворенными в воде.
«У нас очень антропоцентричное представление о том, что такое благоприятная, комфортная среда для роста», — рассказала Рейчел Харрис , микробный эколог и геохимик из Гарвардского университета, которая в настоящее время участвует в разработке десятилетней стратегии исследований и освоения астробиологии НАСА , Обсерватории Земли. «Система Поас может быть враждебна большинству известных нам форм жизни. Но для микроба, приспособленного к кислоте, жаре и токсичным металлам, это рай», — добавили представители Обсерватории Земли.
Исследователи интересуются экстремальной экосистемой Поаса, поскольку она очень похожа на вулканическую среду, которая, вероятно, существовала на Марсе более 3 миллиардов лет назад, когда Красная планета была больше похожа на нашу.
Условия внутри кратера на вершине вулкана Поас аналогичны тем, которые, по мнению ученых, существовали на марсианском плато «Домашняя плита» миллиарды лет назад.(Изображение предоставлено НАСА)
Например, исследование 2022 года показало, что низкое биоразнообразие и высокая устойчивость микробного сообщества Лагуна-Кальенте очень близки к тому, что, по ожиданиям исследователей, могло бы развиться в потенциальных марсианских экосистемах.
Поас особенно похож на регион Марса, известный как Домашняя Платформа , который исследовал марсоход Spirit NASA в 2009 году. По данным Земной обсерватории, это плато шириной 300 футов (90 м) вероятно имело кислотную гидротермальную систему, которая могла быть почти идентична Лагуна Кальенте.
На Марсе, возможно, когда-то процветали и другие виды экстремофилов, включая формы жизни, похожие на лишайники или фотосинтезирующие водоросли . Однако, несмотря на некоторые многообещающие недавние открытия марсохода NASA Perseverance, нет убедительных доказательств того, что на Красной планете когда-либо существовала внеземная жизнь.
В глубинах Южного Урала стоит гора, которая видела, как Земля только формировала свой ландшафт.
Горе 3,5 миллиарда лет и она старше не только динозавров, но даже и кислорода в атмосфере и континентов в их современном виде. Зовут гору просто — Карандаш.
Давайте посмотрим, что представляет из себя одна из самых древних горных пород планеты, где каждая трещина хранит историю зарождения - и жизни и, вообще, всей нашей планеты.
Уральский Карандаш был выше Эвереста.
Карандаш — вытянутая скала из древнейших пород архейского возраста. Она расположена на Южном Урале, в Челябинской области, недалеко от города Златоуст, вблизи национального парка «Таганай».
Высота невелика — чуть больше 600 метров. Что и логично - при таком то возрасте!
Но изначально она была гигантской. По оценкам геологов, ее высота могла превышать 10 км, что выше современного Эвереста (8,9 км)!
Но стареем не только мы, но и горы - средняя скорость ее эрозии составляет от 3 до 6 мм/год. Так за миллиарды лет она и покрошилась, уступив первенство молодежи.
Примерно таким мог быть Карандаш в юности. Луна в то время была гораздо ближе к Земле поэтому и занимала значительную часть неба.
Собственно, по причине своих огромных габаритов Карандаш и дожил до наших дней - все остальные, более мелкие, за миллиарды лет исчезли совсем.
Гора получила своё название из-за вытянутой формы: если смотреть со стороны, кажется, будто кто-то воткнул гигантский каменный карандаш в землю. Отсюда и простое народное имя.
Сегодня сюда приезжают геологи, туристы и просто любопытные — прикоснуться к породам, которые помнят время, когда не было ни кислорода, ни суши, ни даже нормальных континентов.
Происхождение названия горы забавное и о нем надо сказать особо. Изначально, в основу горы легло тюркское словосочетание «Кара-таш» - черный камень (о горной породе мы еще поговорим далее).
Однако здесь нашли месторождение графита, который нужен для карандашей. И советские геологи Лев Овчинников и Василий Дунаев в 1958 году предложили назвать гору - Карандаш, такой вот каламбур в основе топонима.
Карандаш - это самая древняя гора в России и одна из древнейших на планете, наряду с Барбертонскими горами ЮАР и массивом Хамерсли в Австралии.
Мир без кислорода: какой была Земля, когда рождался Карандаш.
Представьте планету без голубого неба. Атмосфера — смесь метана, аммиака и сероводорода. Дышать невозможно.
Океаны — ржаво-зеленые, насыщенные железом, горячие как ванна (до 60 °C). Повсюду вулканы, гейзеры и удары метеоритов. Именно в таком аду формировались породы, из которых сложен Уральский Карандаш.
Земля тогда вращалась быстрее — день длился 18 часов. Луна занимала в два раза больше места на небе, потому что была гораздо ближе к Земле. Приливы поднимали волны высотой со сталинскую высотку.
На суше не было ничего живого. Только лавовые поля и пепел. Но глубоко под землёй шёл другой процесс — магма остывала, создавая первые кристаллические породы. Эти камни станут костяком будущих континентов.
Тогда не существовало кислорода. Его выделили только цианобактерии спустя сотни миллионов лет. Любопытно, что для древней жизни он стал ядом и уничтожил поколение первой жизни. Эта кислородная катастрофа - а именно так называют это событие ученые - открыла дорогу более развитым формам жизни, включая нас.
Карандаш — свидетель этой катастрофы. Он застал момент, когда планета впервые начала дышать.
Из чего состоит гора возрастом 3,5 миллиарда лет.
Основу составляют гнейсы — древние метаморфические породы, которые когда-то были гранитами и осадками, а потом переплавились под чудовищным давлением и температурой в 700 °C.
Эти полосатые камни, где светлые и тёмные слои чередуются. Светлые полосы — кварц и полевой шпат, тёмные — слюда и амфиболы.
Встречаются и сланцы — тонкие, как страницы книги. Они образовались из глин древних морей.
Есть и кварциты — бывшие песчаники, сжатые так сильно, что теперь царапают стекло. Именно кварциты не дают горе разрушиться — они прочнее бетона.
Геологи выделяют несколько стадий рождения породы:
осадконакопление в мелких морях;
погружение и «переплавка» под давлением;
внедрение магмы с глубины 10 км;
и наконец — выжимание на поверхность во время тектонических столкновений.
И длилась вся эта история миллиарды лет.
Большую часть биологической истории нашу планету населяли простейшие. Но затем произошел бурный всплеск. И появившиеся многоклеточные стали резко осваивать биосферу.
Пролистаем геологическую «книгу» вперёд на пару миллиардов лет. Теперь — конец докембрия, 563 млн лет назад. В слоях Урала нашли следы древнейших многоклеточных существ.
На дне древних морей лежали плоские диски — отпечатки организмов вроде Aspidella и Mawsonites. Они напоминали медуз, но без рта и щупалец.
А звёзды той эпохи — рангеоморфы. Они выглядели как гигантские листья до двух метров высотой, с фрактальными ветвями.
Учёные считают, что рангеоморфы питались, поглощая растворённые вещества всей поверхностью тела — без рта, без желудка, просто впитывая жизнь, как губка.
Это был мир без хищников. Никто никого не ел. Поэтому организмы могли вырастать до весьма внушительных размеров.
Когда появились первые хищники, всё изменилось. Начался так называемый кембрийский взрыв - когда возникло сразу множество новых видов организмов. С причудливыми формами. Всё потому, что хищники наращивали и развивали орудия убийства, типа "сверла", чтобы бурить ракушки. Ну а травоядные адаптировались к агрессивным соседям, чтобы выжить.
Малахитовая шкатулка: сокровища старейших пород.
Почему Урал зовут сокровищницей России? Ответ скрыт в его возрасте.
Когда породы формировались, в них происходили сложные химические реакции. Так появились малахит, медные руды, магнетит, изумруды и десятки редких минералов.
Малахит — карбонат меди. Его зелёные узоры похожи на живые организмы. Каждый рисунок — результат миллионов лет роста кристаллов.
Магнетит — природный магнит, благодаря которому стрелка компаса на Урале ведёт себя непредсказуемо.
А в глубинах — халькопирит и борнит, из которых плавили медь для заводов Демидовых.
Тайны, на которые наука пока не знает ответа.
Чем глубже изучают Урал, тем больше загадок находят. Это неизбежно, когда речь идет о подобной древности. Ведь в те времена не заглянешь напрямую, приходится моделировать и конструировать, чтобы понять.
Например, как именно происходила архейская тектоника? Современные модели не могут воссоздать условия 3-миллиардной давности.
Почему именно здесь сохранились огромные запасы малахита и меди, хотя всё должно было выветриться?
Почему уральские рангеоморфы жили на мелководье, а не на глубине, как их родственники в Австралии?
Есть и человеческие тайны.
Аркаим — загадочный город-кольцо бронзового века. Он идеально ориентирован по солнцу и луне, но его назначение до сих пор спорно. Крепость? Храм? Обсерватория?
ГА легенда о Золотой бабе — золотом идоле, охраняемом духами тайги, — будоражит умы кладоискателей уже три века.
В России узнали о нем от казаков отряда Ермака, которые обнаружили идола у местных.
«Бог золотой, литой, в чаше сидит, а поставлен на стол, и кругом горит жир и курится сера, аки в ковше».
Ермак дважды пытался захватить идол, но каждый раз местным жителям удавалось спасти его и перепрятать. В итоге исчез, так найти и не могут.
Есть даже рассказы о «подземных туннелях» под Невьянском, якобы уходящих вдоль Уральского хребта. Геологи подтверждают только естественные пещеры, но загадка живёт — и, возможно, именно поэтому сюда едут не только учёные, но и мечтатели.
Когда впервые смотришь кадры с молниями Кататумбо, то сразу думаешь — это же настоящий природный фейерверк! Представьте: почти 300 молний в час, которые бьют на протяжении 10 часов подряд. Такого не увидишь больше нигде на планете.
Но что делает это место столь особенным? Все дело в уникальном сочетании природных факторов.
Географические и климатические предпосылки.
Молнии Кататумбо наблюдаются в районе впадения реки Кататумбо в озеро Маракайбо (Венесуэла). Это явление обусловлено уникальным сочетанием орографических и метеорологических факторов. Теплые влажные воздушные массы с Карибского моря сталкиваются с холодными ветрами, спускающимися с Андских гор, создавая мощные конвективные потоки (грозовые облака).
Регион характеризуется высокой концентрацией метана, выделяемого из болотистых почв. Этот газ, по данным исследований, способствует снижению электрического сопротивления воздуха. Дополнительным фактором является особая конфигурация горных хребтов, формирующая устойчивую циркуляцию воздушных масс.
Физические характеристики и механизмы образования.
Молнии Кататумбо демонстрируют несколько уникальных физических параметров:
Средняя частота разрядов: 20-30 в минуту в пиковые периоды.
Преобладающий тип разрядов: внутриоблачные (IC) и межоблачные (CC).
Средняя сила тока: 100-300 кА.
Энергия единичного разряда: до 10^9 Дж.
Высота образования: 5-8 км над поверхностью.
Механизм образования связан с интенсивной сепарацией зарядов в мощных кучево-дождевых облаках. Особенностью региона является устойчивая конвективная система, поддерживающая процесс генерации электрических потенциалов в течение многих часов.
Уникальные особенности явления.
Феномен Кататумбо выделяется несколькими исключительными характеристиками:
Продолжительность: грозовая активность может продолжаться до 10 часов непрерывно.
Регулярность: явление наблюдается 140-160 ночей в году.
Цветовая гамма: преобладание оранжевых и красных оттенков свечения.
Акустические особенности: громовые раскаты часто отсутствуют из-за высоты разрядов.
Последние данные показывают тревожную тенденцию: количество молний уменьшилось на 7% за последние 20 лет. Это может быть связано с изменением климата и вырубкой лесов в регионе. Ученые всерьез обеспокоены — исчезновение этого феномена нарушит хрупкий экологический баланс.
Жизнь способна пробиться куда угодно, пусть хотя бы в виде бактерий. Для выживания им не нужна питательная среда, неважно наличие солнечного света и кислорода. Единственное, что бактериям и археям (тип простейших организмов) нужно для существования, это вода, так как она является частью их клеточной структуры и необходима для протекания биохимических процессов. Следовательно, логичным будет предположить, что в местах планеты с постоянной нулевой влажностью нет никакой жизни, и стерильность в таких зонах превосходит даже самую вылизанную операционную.
В теории так и есть, а вот в реальности найти на поверхности Земли место с нулевой влажностью чрезвычайно трудно. Собственно, оно одно и находится на самом труднодоступном материке.
Ледник Шеклтона — абсолютная сушь.
Есть в Антарктиде место, носящее название Сухие долины Мак-Мердо. Это небольшой участок на краю ледового континента полностью свободный от снега и льда. Необычный земляной пейзаж обусловлен рельефом этого места — от ледового панциря основной части Антарктиды оно отделено Трансантарктическими горами. Горный тяж прикрывает долины от клиньев континентального льда, но сам при этом рождает на склонах сильные ветры, скорость которых доходит 88 метров в секунду (320 км/час). А поскольку они дуют постоянно, то выметают из Сухих долин Мак-Мердо весь снег и вызывают повышенное испарение влаги.
Ледник Шеклтона находится почти в центре Сухих долин. И пусть вас не смущает слово «ледник» в его названии, льдом там и не пахнет. 80% поверхности ледника представляет собой безжизненную землю, на которой никогда не стихает бешеный ветер. В 2021 году туда отправились ученые из Колорадского университета, чтобы взять пробы грунта для определения бактерий, способных выживать в экстремальных условиях.
Всего было отобрано свыше 200 проб и в 20% образцов ученые вообще не обнаружили никаких бактерий. То есть отдельные места ледника Шеклтона были абсолютно стерильны, не подходя для жизни даже экстремофильных (способных выживать в тяжелых условиях) бактерий.
Конечно, назвать это место совершенно безжизненным с научной точки зрения было бы неправильным, ведь в остальных 80% образцов бактерии все же обнаружили. Однако при способности простейших микроорганизмов выживать в жерлах вулканов, в толще земной поверхности, на дне Марианской впадины, такое место как ледник Шеклтона можно по праву считать уникальной «мертвой зоной» планеты.
Вулкан Даллол — инопланетный пейзаж Земли.
А вот вторая такая зона — полная противоположность антарктическому участку. Здесь круглый год стоит температура 35°С, а тяжелый влажный воздух плохо подходит для комфортного дыхания. К тому же вулкан Даллол — это самый низкий вулкан в мире (он находится на отметке в 48 метров ниже уровня моря) и самый инопланетный пейзаж Земли.
Вулкан располагается на севере Эфиопии у ее границ с крохотной Эритреей. Давным-давно, когда очертания материков Земли только-только зарождались, место, в котором находится Даллол, было заливом Красного моря. Шло время, уровень океана понизился. Залив превратился в закрытое море, а потом и вовсе пересох, оставив после себя двухкилометровый слой соли в природной впадине.
Так получилось, что именно в этом месте в толще Земли находился магматический очаг, связанный с глубинными слоями планеты. Отложившаяся соль бывшего моря надежным панцирем сковывала магму, не давая вырваться ей наружу. Однако в сезон дождей вся влага широким потоком стекала по склонам впадины и просачивалась сквозь соляные кристаллы, постепенно насыщаясь разнообразной химией. В результате до горячего очага на глубине свыше трех километров, добирался уже концентрированный кислотный раствор.
А дальше он закипал и вырывался наружу в виде гейзеров и термальных источников. Как только горячий пар пополам с кислотой попадал в атмосферу, он вступал в реакцию с кислородом и оседал на землю, порождая сталагмиты и бахромчатые фигуры «кислотного» цвета.
Иногда получалось так, что вскипание воды в недрах Земли происходило настолько быстро, что огромные объемы газов не успевали выйти наружу. Тогда происходили мощные взрывы-извержения. Последний такой случился в 1926 году. Он оставил после себя кратер 100-метровой ширины, который постепенно заполнился кислотой. И теперь посередине котловины находится озеро с «водой» бирюзово-желтого цвета, которая придает Даллолу особую красоту.
Много подобных «озер» и вокруг кратера. С середины июня по сентябрь, когда на эту землю приходят дожди, вся местность вокруг раскрашивается в инопланетные пейзажи всех цветов радуги. Появляются лужи и озерца с разноцветной водой, которая постепенно насыщается кислотой и меняет свой цвет. По мере выпаривания кислотного раствора по берегам таких озер образуются фантастические по красоте кристаллические соляные фигуры.
Но всё это относится к внешней красоте, а что же там с бактериями, которые, как написано выше, способны жить везде, где есть хоть капля влаги? А ведь в Даллоле ее не капля, тут все пропитано липкой влажностью. Но нет, ученые неоднократно исследовали даллольский грунт, а точнее соляную разноцветную корку, и не смогли обнаружить ни малейших признаков жизни.
Все дело в совокупности природных условий: кислотности, высокой температуры и чрезвычайной солёности. Проще говоря, кислое, соленое и жаркое место не оставляет шансов на жизнь простейших, так как сочетание этих факторов приводит к денатурации (разрушению) биомолекул.
Справедливости ради — в некоторых кислотных озерах вулкана Даллол, где условия были чуть-чуть помягче, ученым из французского Национального центра научных исследований удалось найти один вид архей. Но только один и лишь в ограниченном числе мест. Остальной же Даллол остается полностью стерильным и безжизненным.
Казалось бы, если в адском местечке не могут выжить бактерии, то уж человеку там точно не место. Отнюдь. В Даллол можно попасть, побродить среди разноцветных луж, а подготовленным — даже спуститься на уступы около кратерного озера. Вот только посещать вулкан можно лишь с началом засушливого сезона. Это ограниченный промежуток времени, когда вся накопленная дождями влага еще не дошла до магматических очагов и не стала вырываться наружу кислотными гейзерами и тугими струями опасного пара.
Вот такие две стерильные зоны существуют на поверхности планеты. Возможно, их больше, просто не все еще обнаружены учеными. С другой стороны, климат меняется, а микробы, как и все живые организмы, постепенно эволюционируют. Так что не исключено, что в будущем «мертвые островки» смогут дать приют какому-нибудь простейшему.