Zgodba sveta

Kdaj se je oblikovala Zemlja? Zakaj je v njenem jedru železna frnikola? Kaj je spočelo letne čase in veter? Kako je nastala Luna? Od kod sta se vzela voda in kisik? Počemu psi? Kam pojdemo? LordFebo nadaljuje Zgodbo nebes s priljudno pripovedjo o našem svetu, modrozelenem planetu, na katerem se je Stvarniku posrečil prav poseben čudež.


Vedež o razvoju kozmologije se je zaključil s tezo velikega poka. Ta splošno priznana teorija o nastanku vesolja pravi, da sta se pred 13,8 milijarde let iz singularnosti, prvobitnega delca oziroma ničelne točke z neskončno energijo rodila čas in prostor. Iz energije, ki lahko po Einsteinovi enačbi e=mc2 prehaja v maso, so v prvih milijoninkah se­kunde nastali kvarki, nato protoni in po kakšni minuti najosnovnejša atomska jedra. Ko se je juha plazme po nekaj sto tisoč letih dovolj ohladila, da elektroni niso več pobesnelo dirkali naokoli, se je oblikoval najbolj preprost atom. Gromozanski plinasti oblaki snovi so se jeli zgoš­če­vati in po nekaj sto milijonih letih se je pod te­žo njihovega sesedanja vodik pričel stapljati v helij. Fuzija je sprostila energijo, zasijala so prva sonca in pravesolje je bilo rojeno.

Nekatere zvezde iz zore časa še vedno obstajajo. To so rde­če pritlikavke, ki zaradi majhnosti gorijo zelo počasi in bodo to počele še desetine milijard let. A veliko teh reaktorjev ima mnogo krajši rok trajanja, in ti so odgovorni za snovno pisanost, ki je med ostalim omogočila življenje. V njihovih stisnjenih središčih namreč nastajajo težji elementi. Zlasti v zadnjem stadiju obstoja, ko sta tlak in temperatura znatno povišana, postanejo zvezde pravi alkimisti. Jedrca pri nekaj deset milijonih stopinj združujejo vse do železa, ki je zaradi visoke vezne energije atoma končna postaja zvezdne fuzije. Načeloma je gradnikov za človeško telo s tem dovolj. A vseeno vemo, da obstaja še desetine atomov z večjim številom poddelcev, nekateri celo v nas, recimo cink in selenij. Od kod so se vzeli ti elementi in kako je pridelek zvezdnih plavžev sploh postal del nas, je znanstvenike begalo vse do začetka 20. stoletja. Takrat so šele pravilno dojeli poseben kozmičen dogodek, ki ga je človeštvo sicer opazovalo že od pamtiveka …

Radovedni človek ugotavlja starost sveta, odkar obstaja. Dolgo časa so bila ugibanja bajeslovna, kot recimo slavna teorija irskega škofa Ussherja s sredine 17. stoletja. Po natančnem študiju rodoslovja Stare zaveze je Bog Zemljo ustvaril 23. oktobra, leta 4004 pred Kristusom. Kasneje so se vprašanja lotili bolj znanstveno, pri čemer sta se sprla dva tabora. Neptunisti so vse geološke spremembe pripisovali dvigovanju in upadanju morij, kar pojasni ostanke školjke v gorah, plutonisti pa so geološke spremembe pripisali vulkanom. Lord Kelvin je glede na ohlajanje starost ocenil med 20 in 400 milijoni leti. Vendar pri tem ni upošteval toplote, ki jo oddaja radioaktivno sevanje. Zgrešene ocene so se vrstile vse do začetka 20. stoletja, ko so že poznali razpolovno dobo. Danes velja, da je s primerjavo meteoritnih vzorcev Zemljo datiral na 4,55 milijarde let ameriški geokemik Clair Patterson leta 1956.


Smrtna supernova

V zapisih vseh ancientnih civilizacij je najti omembe sijajne zvezde, ki je nenadoma razsvetlila nebo, žarela nekaj tednov in nato ugasnila. Za tisto v letu 1006 so zvezdogledi v Italiji, v Egiptu in na Kitajskem zapisali, da sveti četrt tako svetlo kot Mesec. Najbolj znamenit tovrsten nebesni dogodek pa se je zgodil leta 1604. Tedaj so bili v Evropi prepričani v božje znamenje, saj so osemsto let poprej ustoličili Karla Velikega, še enkrat toliko nazaj pa se je ob takem znamenju, Betlehemski zvezdi, rodil Kristus. Nemški fizik Johannes Kepler je imel bolj znanstven pristop in je v zvežčič z latinskim naslovom Stella Nova zapisal astronomske ugotovitve ter razlago nastanka zvezde. Tri stoletja kasneje so astronomi spoznali, da ne gre za rojstva novih sonc, marveč za njihove zelo apokaliptične smrti. Vseeno so izraz ‘nova’ obdržali.
Zvezda je po definiciji svetleča krogla vodikove plazme, ki se drži skupaj zavoljo lastne gravitacije. Slednja je ključna, saj ustvarja pritisk, ki spočne jedrske reakcije. Zvezd je mnogo vrst, toda v grobem jih delimo po masi. Masivnejša kot je, bolj jo snov stiska skupaj. Posebej gigantske sončne tvorbe so kratko­žive in težnost preseže nasprotno silo fuzije že po nekaj sto milijonih letih. Sredica se pod te­žo zunanjih slojev sesede in sesuta snov ima lahko vsega 30 kilometrov premera, a gostoto, primerljivo z atomskim jedrom. To pomeni od oka milijardo milijard kilogramov na liter. Takrat pri sto gigastopinjah nastajajo najtežji atomi. To stanje traja kratek čas, kajti tlak spremeni obna­ša­nje poddelcev, ki zvezdo razstrelijo. Eksplozija po bližnjem prostoru raznese celoten periodni sistem elementov. Temu pravimo nova oziroma supernova in gre za najbolj ekstremen nam poznan pojav, ki za dolg trenutek razsvetli celotno galaksijo.

Eden od pogojev za supernovo je, da njena masa zvezde presega osem naših Sonc. Take so sicer v manjšini, ampak med njimi je moč najti več stokrat masivnejše superorjakinje. Njihove eksplozije sprostijo tolikšno energijo kot jo Sonce proizvede v vsem življenju. Pojav vpliva na razvoj vesolja, saj z udarnim valom pospeši tvorbo novih zvezd in ustvarja ekskluziv­no snov, ki jo raznese po okolici. Njihov prah gradi tudi nas. Oziraje na maso po supernovi ostane bodisi črna luknja bodisi najbolj gosta nam poznana tvorba, nevtronska zvezda.

Zvezdna eksplozija je nekajsekunden proces, dočim sijaj traja, kolikor je razpolovna doba radioaktivnih atomov. Njihova radiacija se v vidno svetlobo spreminja od par ur do več let. A četudi je supernova edini vesoljni pripetljaj, ki ga človek lahko zaradi kratkotrajnosti spremlja, je zelo redek. V Rimski cesti se zgodi dvakrat na stoletje, tak za gledanje s prostim očesom pa nekajkrat na tisočletje. Astronomi jih zato opazujejo izven galaksije, na primer v Magellanovem oblaku. Tukaj naokoli je najbližji kandidat za veličastno smrt IK Pegasi B, toda s 150 svetlobnimi leti oddaljenosti je predaleč, da bi gamažarki ogrozili našo atmosfero oziroma ozonsko plast. Enako velja za nadorjakinjo Betelgezo, levo Orionovo roko, ki je ena najsvetlejših točk na noč­nem nebu in bo vrhunec doživela v zelo bližnji prihodnosti. Mogoče jo je že razneslo, saj njena svetloba do nas potuje 640 let. Supernova, ki bi nam na razdalji nekaj deset svetlobnih let lahko škodovala, se primeri enkrat na milijardo let. Naše Sonce pa ne bo nikoli eksplodiralo, saj nima zadostne mase.

Sonce zagori
Vesolje nenehno reciklira. Zvezdni prah eksplodiranih reaktorjev se pomeša z oblaki pradavnega vodika in sčasoma se iz snovi rodijo nove generacije sonc. Eden takih prašnih kosmov je okoli devet milijard let po velikem poku zapolnjeval medzvezdni prostor v bližini Orionovega kraka spiralne galaksije, zvane Rimska cesta. V gibanje ga je pokrenil sunek okoliške supernove in snov se je jela zgoščevati ter rotirati. Gostejša kot je bila sredica, hitreje se je sukala in višja je bila privlačnost. Sprva svetlobno leto široka brezobličnost se je v nekaj sto tisoč letih preoblikovala v protoplanetarni disk. Deset milijonov let kasneje se je središče diska tako zgostilo, da sta temperatura in pritisk spočela zlivanje jeder, s čimer je fuzijska sila preprečila nadaljnje sesedanje. Datum prižiga našega ljubega Sonca je okoli 4,6 ga (giga-annum – enota za milijardo let nazaj).

Pogled na naš vir življenja iz Mednarodne vesoljske postaje. Sonce je rumena pritlikavka ali strokovno zvezda glavnega niza tipa G. Črka označuje sevalni razred, glavni niz pa pomeni enostavno to, da je telo v ekvilib­­riju sil: težnost je poravnana s silo jedrskih reakcij. Reaktor v jedru vsako sekundo stisne 600 milijonov ton vodika v helij, pri čemer se 4 milijoni ton spremenijo v energijo in svetlobo. Kot je razvidno v resnici sije belo, rumeno barvo pa naredi naša ozonska plast. S polmerom skoraj 700 tisoč kilometrov je večje od večine zvezd v Rimski cesti. Bagatelca: Sonce predstavlja kar 99,86 % mase Osončja.

Okrog ognjene krogle se je vrtel ogromen oblat vsesortnega drobirja. Težji materiali z višjim tališčem, kakršni so silikati in kovine, so si mesto našli na not­­ranjem delu diska. Razbeljene grudice so se trkale med sabo in se pričele združevati, mase so rasle in z njimi privlak, ki je pritegnil še več tvari. Plini in ledena snov, recimo amonijak, voda in metan, so po drugi plati ohranili trdno stanje dlje od Sonca. Ker je bilo teh gradnikov bistveno več, so telesa tamkaj rasla hitreje. Medtem ko je na našem koncu krožilo stotine skalnatih planetarnih zarodkov, velikih nekaj tisoč kilometrov, sta plinasta Jupiter in Saturn že dosegla odraslo obliko in velikost. Za njima sta se udejanjila ledena Neptun in Uran, oba znatno bli­že zvezdi kot danes, nakar ju je odneslo dlje v črnino. Notranji ‘popotniki’, kar beseda planet v grščini pomeni, so se iz karambolov velikanskih skal dokončno oblikovali poslednji. Eno takšnih srečanj je iz novorojene Zemlje v vesolje izbilo material, ki je ustvaril Mesec. Trk je bil tako silovit, da je nagnil Zemljino os, s čimer smo dobili letne čase. Oboje je ključno vplivalo na svet, kakršnega poznamo.
Od mirujočega oblaka do stvarjenja približnega Sončnega sestava je bilo potrebnih manj kot sto milijonov let. Razen kometov se vse v Osončju vrti v isto smer in v približno skupni ravnini, imenovani ekliptika. Tudi planeti se okoli lastne osi sučejo istosmerno, z izjemo Venere. Obstaja teorija, da se v resnici druga skala od Sonca ves čas vrti enako, le da se je iz neznanega razloga v prazgodovini prekucnila. Sonce na ustroj ni vplivalo samo s svojo gravitacijo, marveč ravno tako z zvezdnim vetrom, visokoenergijskim tokom nabitih delcev. Ta je lahke elemente in prah v dobršni meri odpihnil na zunanji konec ter razjasnil črnino. V mnogočem sta za današnje stanje odgovorna še Jupiter in Saturn, ki pred­stavljata veliko večino okrog Sonca krožeče mase in s tem vztrajnostnega momenta. S privlakom sta in še vedno delujeta na tirnice prenekaterega telesa. Med drugim sta orjaka kriva, da je na peti krožnici asteroidni pas in ne dodaten planet. Njune sile so namreč kamne pohitrile do te mere, da se med seboj niso združevali, marveč razbijali.

Mlada Gea
Notranji planeti so bili pred štirimi gigaleti še vedno vroči in mehki, zato so se težke železove kovine potopile v središča. Zaradi staljenosti se je jedro pri­če­lo obnašati kot nekakšen dinamo, s čimer je ustvarilo magnetno polje. Z njim je Zemlja dobila magnetosfero, ki preprečuje, da bi Sončev veter trkal ob površje in nam odnašal ozračje. Marsova sredica se je denimo že davno tega strdila, spojila s skorjo in obmirovala, zato nima več magnetnega polja. To je glavni razlog, da mu je zvezdna plazma skozi milijarde let atmosfero enostavno odpihnila v praznino. Notranje jedro našega planeta je danes sicer trdna železo-nikljeva krogla s premerom 1220 kilometrov. Vendar ta plava v dvakrat širšem bazenu staljene kovine, zato se še vedno premika po svoje in omogoča delovanje kompasov. Središče se shladi za okoli sto stopinj na milijardo let, kar ga ob današnjih 6000 stopinjah zlepa ne bo umirilo. Mimogrede, zunanji planeti imajo prav tako magnetno polje, le da je v jedru ‘kovinski’, degeneriran vodik, ki je osvojil električno prevodnost.

Za razliko od večine naravnih satelitov naša Luna ni odvečna skala, ki bi se ob nastanku planeta ujela v krožnico. Niti nista bili z Zemljo kosa nekoč enega telesa. Po obisku Meseca smo pogruntali, da so tamkajšnje kamnine enake našemu površju, zato se je porodila teza, da je pred okoli 4,3 gigaleta v mehko protozemljo trčil škratji planet in odbil dobršno zaplato skorje. Drobtine so se nato utirile par deset tisoč kilometrov stran, se združile in sčasoma krog­la postale. Ta s plimsko silo ne vpliva le na bibavico, marveč zavira sukanje Zemlje, ki se je sprva zavrtela v šestih urah. Zaradi ohranitve vrtilnega momenta se je satelit z upočasnjevanjem planeta, ki ga je sam sprožil, oddaljeval in danes pada proti nam na razdalji 330.000 kilometrov. Dan se še vedno daljša za delček sekunde na stoletje, Mesec pa se od nas oddalji za nekaj centimetrov letno.

Drugi pomemben dogodek v Zemljinem najstarejšem eonu je bilo tako imenovano težko bombardiranje. Orbite velikanskih planetov, v prvi vrsti Jupitra, so se spreminjale, spričo česar so mnogi kosi asteroidnega in Kuiperjevega pasu ubrali novo pot. Zato je v obdobju nekaj sto milijonov let na notranje popotnike padlo ogromno število ledenih asteroidov. Študije kažejo na deset tisoče bomb, večjih od dvajset kilometrov, od tega nemalo tisočkilometrs­kih. Danes bi en tak trk uničil življenje, takrat pa so ga dobesedno omogočili. Pri tem ne cikam na panspermijsko teorijo, po kateri naj bi prve celice prišle z asteroidi, marveč na vodo. Velja prepričanje, da je bilo ob rojstvu našega sveta vode res malo in da je večino oceanov napolnil prav led iz hladnejših delov Osončja. Deževalo je tudi na sosednja telesa, zato sta bila Mars in Venera nekoč zelo verjetno vodovita. Toda zaradi slabe magnetosfere se tekoča voda na dolgi rok ni ohranila, paro pa je odpihnil Sončev veter.

Sonce ima ogromno gravitacijo, vendar njegova milijonstopinjska vročina delce tako pohitri, da uspe nekaterim iz vrhnje plasti pobegniti. To je Sončev veter, stalen tok elektronov, protonov in alfa delcev z visoko kinetično energijo ter temperaturo nekaj sto tisoč stopinj. Pred njihovim bombardiranjem nas čuva atmosfera, njo pa okoli 50.000 kilometov širok magnetni mehur. Magnetosfero, ki te nabite delce odbija, ustvarja geodinamo, premikajoče se železo v Zemljinem središču. Zvezdni veter se ob izbruhih na Soncu okrepi in takrat ni zdravo biti na Luni, ki nima nikakršne zaščite. Se nam pa dopade njegov učinek našem polarnem delu ozračja. Ionizacija atomov slika na nebo zeleno in oranžno svetlobo, ki ji pravimo aurora.

Pogoj, da kapljevina ohrani agregatno stanje, je pritisk, torej ozračje. To je odvisno od več dejavnikov. Telo mora biti sploh dovolj masivno, da njegova gravitacija zadrži ‘parni ovoj’ oziroma po grško atmosfero. Večja kot je njegova masa, več je v zraku lažjih atomov. Zato je vodika in helija okoli Zemlje komaj kaj, dočim ju ima Jupiter v največji meri. Drugi pogoj je magnetno polje, ki ozračje varuje pred Sončevimi vplivi. Vlogo igra takisto temperatura, kajti vroči atomi so hitrejši in raje udidejo. Zemlja je atmosfero dobila kmalu po rojstvu, ko se je zaradi peklenskih razmer ovila v ogljikov in žveplov dioksid. Prav njegova teža je zaslužna, da je vesoljska voda kljub vročini ostala utekočinjena. Plinski ovoj je sčasoma znatno vplival tudi na površje. Obvaroval ga je pred brezštevnimi kraterji, kakršne ima Luna, saj je pred trkom sežgal ve­čino meteoritov. Naknadno pa je omogočil vreme in s tem dež ter vetrno erozijo, ki sta po svoje oblikovala teren in kamnine.


SONČEV SESTAV
Diagrami našega kozmičnega prostorčka so praviloma poenostavljen niz devetih teles. Razmerja so v resnici drugačna in sestavnih delov mnogo več. V notranjem pasu, ki je droben delček celotnega Oson­č­­ja, se gnetejo štirje majhni kamniti planeti Merkur, Venera, Zemlja in Mars, ter trije naravni sateliti, poleg Lune še Marsova Deimos in Fobos. Mejo do zunanjega dela predstavlja asteroidni pas, katerega največji član je 1000-kilometrska skala Ceres. Kmalu zatem je črta zmrzali, onkraj katere so snovi z nizkim tališčem lahko v trdni obliki. Glavni predstavniki tega dela sta plinasta orjaka Jupiter in Saturn ter ledena svetova Uran in Neptun. Skupaj imajo 170 naravnih satelitov, od katerih sta Jupitrov Ganimed in Saturnov Titan večja od Merkurja. Če­prav slikamo z obročem le Saturn, ga imajo vsi štirje velikani. Gre za kose vodnega ledu, ki so se tja utirili v rani mladosti planeta. Tisti krog na Jupitru pa ni površinska posebnost, marveč nevihta, ki traja že stoletja.


Zemlja je od Sonca oddaljena dobrih osem svetlobnih minut ali okrog 150 milijonov kilometrov, s či­mer je definirana ena astronomska enota, ae. Neptun je na trideseti ae, čemur sledi širok Kuiperjev pas ledenih drobcev in pritlikavih planetov. Najbolj znano telo čezneptunskega dela je seveda Pluton, a največja in najbolj odmaknjena je Erida, ki se v odsončni strani oddalji od središča za 97 ae. Točne meje Osončje seveda nima, vendar jo nekateri astronomi enačijo z robom heliosfere, navideznega mehurja, do koder se čuti Sončev veter. Tega nasprotni tok medzvezdne plazme izniči na dobrih sto astronomskih enotah. Sondi Voyager 1 in Voyager 2 sta to me­jo že prečkali in sta danes na razdalji 135 oziroma 111 ae. Ali je to že medzvezdni prostor, je stvar debate. Eno svetlobno leto (63241 ae) naprej nas obdaja Oortov oblak ledenih drobcev, od koder pride večina kometov. Druga najbližja zvezda nam je rdeči škrat Proksima Kentavra (4,22 svetlobnega leta). Ta je poslej še bolj zanimiva, saj smo pred kratkim odkrili, da okoli nje kroži popotnik, najbližji eksoplanet.


Zemlja zaživi
Na 3,8 ga so bile razmere na Zemlji neprimerljive z današnjikom. Pramorja so sicer obstajala in bila so polna organskih molekul, ki so se v tistikratnih sk­rajnih razmerah oblikovala iz osnovnih zidakov. Toda aktivni ognjeniki so bili vseprisotni in kisik v atmosferi ni obstajal, zato je bilo nebo rjavo. Modre in zelene barve planet tedaj ni poznal, zato pa toliko več ultravijolične, ki je nevidno obstreljevala površje. Za nameček je Sonce svetilo z vsega 70% današnje moči, Mesec na svodu je bil trikrat večji in dan več kot polovico krajši. Kljub temu se je v tis­tem času zgodilo nekaj neverjetnega. Neskončno kombiniranje kompleksnih molekul je najprej pripeljale do liposoma, mehurčkaste strukture. Nato se je vanjo ujel prav poseben aminokislinski polimer, nekakšen predhodnik molekule RNK, ki je iz preprostih gradnikov kataliziral sestavljanje organskih verig, med njimi lastnih dvojnikov. Ta pra-encim in pra-gen obenem je torej spočel presnovo in razmnoževanje, temeljni alineji definicije življenja. Prva primitivna celica je bila rojena.

Življenje ali organska kemija vobče se je pričela v vodi, kajti na kopnem so molekule statične in ne trkajo med seboj. Da se lahko kosci metana, vodika, amonijaka in vode zelo hitro sestavijo v kompleksne molekule, je leta 1952 dokazal sloviti Millerjev eksperiment. Kemik je s preprostimi laboratorijskimi elementi simuliral atmosfero zgodnje Zemlje, raztopino ves čas segreval in ohlajal, pri tem pa jo še iskril z elektriko. V enem samem dnevu je nastalo pet sort aminokislin. V resnici pa je prajuhica vrela par sto milijonov let, dokler ni nastala tvorba, ki jo naši definiciji obravnavamo kot živo. Od tod do kompleksne celice je trajala še dobra milijarda let ter še enkrat toliko do večceličnega organizma. Vse to v vodi, kajti življenje je na suho pokukalo šele pred petsto milijoni let.

Da se je živost prijela, je prajuha morebiti zaživela že večkrat poprej. Posredni dokazi za to so shranjeni v najstarejših, 4,1-gigaletnih kamninah v severo­vzhodni Kanadi, Grenlandiji ter zahodni Avstraliji. Oživitev tvarine morda le ni tako veliko naključje. Pred dobre pol milijarde let je bil tam le vesoljski oblak, zdaj pa že prvi ekosistem. Po drugi plati pa ni moč ovreči možnosti, da se je proces zgodil nekje drugje in je pripotoval k nam skupaj z vodo. Ali da se je recimo na Marsu odvila podobna zgodba, ki se je zaradi slabših razmer rano zaklju­čila. Tako ali drugače je bilo zemeljsko življenje komajda na začetku poti. V naslednji milijardi let so se celice naučile glikolize oziroma razgradnje sladkorja in izumile shranjevalnike energije, molekule ATP. Nekje v tem času je živel zadnji univerzalni prednik vsega življenja na Zemlji, nakar se je pričela evolucija raznolikosti. Eno od vej je ustvarila prazgodovinska cianobakterija, ki se je naučila tvoriti energetsko bogate molekule s pomočjo svetlobe. Fotosinteza, kot postopku pravimo, naj bi štartala okoli 3 ga.
Predpotopne modre alge z lovljenjem fotonov in pridelavo hrane niso vplivale le na lastno dobrobit, marveč so v ustroj pla­neta in življenja dodale nov, odločilen člen. Stranski izdelek fotosinteze so namreč molekule kisika, ki jih tedaj v prosti obliki ni bilo. Dobršen del procesov zgodnjih celic je bil anaeroben in prisotnost oksidanta jim je škodovala. Zato so te bakterije krive za prvo veliko izumrtje. Prilagoditev živega je bila nujna, kajti kisik je pričel počasi, a vztrajno sičiti vodo in potem atmosfero. Tam ga je ultravijolično valovanje povezalo v sila pomembne molekule 03, po domače ozon. Njegova plast je površje sčasoma obvarovala prav pred dotičnim sevanjem, kajti UV-žarki neposredno poš­ko­du­jejo genske molekule. Tak mutacijski dejavnik je bil ob zori stvarništva nemara celo pozitiven, pri naprednejših organizmih pa nikakor. Kisik je vplival tudi na geološko sestavo skorje, saj je bil ključen za današnjo železovo rudo, apnenec in druge kamine.

Razlog za tako dolgo pot od prve celice do večcelice ni le v trajanju same biokemične kombinatorike, marveč v zunanjih vplivih. Nekateri dogodki so življenje omogočili, dočim so ga drugi zavrli. V prvi polovici obstoja je Zemlja večkrat domala resetirala svoj biotop. Fotosinteza, ki je polnila ozračje s kisikom, je recimo najprej množično uničila vse, kar se je oklepalo brezoksidnih reakcij, nakar je sprožila prvo kataklizmično ledeno dobo. V procesu se je namreč porabljal ogljikov dioksid, nastali kisik pa je izničeval metan v atmosferi. Znižanje koncentracije teh dveh glavnih toplogrednih plinov je na temperaturo vplivalo do te mere, da se je planet pred dvema milijardama let ovil v desetmilijonletni ledeni ovoj od enega tečaja do drugega. Življenje je takrat preživelo le ob morskih termalnih vrelcih in morda globoko pod ledom. Ko so vulkani izbruhali dovolj ustreznih plinov, se je svet odtajal. Evolucija se tedaj ni samo ustavila, marveč je nazadovala.

Po poldrugi milijardi let obstoja je življenje prišlo le do najbolj preprostih bakterij. Celice so bile prokariontske, torej s prosto plavajočim drobovjem. Nakar se je primerilo, da je manjša celica zaromala v drugo, večjo. Morda jo je slednja pogoltnila, a ne prebavila, ali pa je imela prva parazitske namene. Toda prišlo je do sožitja in deljenja funkcij, s čimer je okoli 2,5 ga nastala kompleksna celica z ločenimi organeli, celičnimi organi. Dotični evkariont je bil poslednji skupni prednik vseh živali in rastlin. Toda za uspešnost je bil potreben še en biološki proces. Dotlej so se celice le delile in s tem kvečjemu pos­tajale vse slabše. Razvoj se je zanašal na slepo pos­ku­šanje in naključja, zato je bil tako dolgotrajen. A ena celica je poškodovan gen popravila s prepisom sosedinega, kar je vodilo do izmenjave dednega materiala. Življenje je osvojilo spolno razmnoževanje, ki je sicer počasnejše od navadnega cepljenja, a po drugi strani ne izdeluje klonov, marveč različne potomce. To pa je poglaviten evolucijski vzvod za bolj­šanje vrste.


Življenje dobi krila

Osnovni biološki zidaki so bili pripravljeni na poslednji temeljni korak, mnogoceličnost. Dotlej so se rastlinske celice že povezovale, vendar le za družbo, brez delitve del in nalog. Na prelomu prvega milijardletja pa so se v takih skupnostih posamezniki pričeli specializirati in rodile so se zelene alge. Vzoru so sledile takisto živalske celice, ki so se po vsej verjetnosti sestavile različne in si razdelile vloge. Vsekakor je bilo to v interesu narave, kajti kompleksnejši organizem se bolje prilagodi, zraste večji in si podaljša življenjsko dobo, saj ne pogine, če ena celica odmre. Nekaj sto milijonov let kasneje so po morjih že plavali makroskopski črvolični organizmi. Vidno življenje je bilo v zagonu in dasi ga je vnovično ovitje planeta v kilometrsko ledeno skorjo pred okoli 700 milijoni leti zavrlo, je ustvarjen biotop preživel. Kmalu zatem se je skokovito razbohotil v tako imenovani kambrijski eksploziji, ki je pri­čela geološko dobo palezoika (‘staro življenje’).

Celični organeli so posledica manjše celice, ki se je ujela v večjo. Nameni ene ali druge so bili bržda drugačni, toda naposled sta zaživeli v tako imenovani endosimbiozi. Neka mala bakterija, ki je imela morda boljšo programsko kodo, je postala celično jedro, druga se je osredotočila na izdelovanje energije v obliki ATPja in dobila ime mitohondrij. Po so­dobni klasifikaciji je s tem nastala domena evkariontov (grško ‘pravojedrnost’). Ko se je v tako st­ruk­turo ujela še cianobakterija, ki je poskrbela za fo­tosintezo in se preoblikovala v kloroplast, je bilo ustanovljeno novo življenjsko kraljestvo rastlin. Vseeno še vedno obstaja domena prokariontov (‘primitivno jedro’). To so bakterije in arheje.

Fosilni ostanki kažejo, da so se pred pol milijarde let zaradi različnih dejavnikov, med drugim nasi­če­nosti vode s kisikom, vrste hitro razširile. Takrat je narava vzpostavila temelje za večino poznanih bioloških debel, vključno s strunarji, nadmnožico vretenčarjev. Morski ekosistem je kazal podobo, kakršno poznamo: iz tal so rasle rastline, živali pa so plavale in lezle po dnu. Plenilci so razvili lovke in druga orodja, dočim so se miroljubnejši primerki ovili v kalcinirane oklepe. Ampak kopno je bilo še vedno neživo, polno magmatskih skal in peska, rde­čega od oksidiranega železa. Življenje je resda skozi eone neprestano naplavljalo na suho, kajti plimovanje je bilo spričo bližje Lune bolj izrazito. Ampak vulkani, nezadostna koncentracija kisika in plitek ozonski plašč, so preprečili obstanek. V kambriju pa so rastline na kopnem preživele, najprej v preprosti obliki alg in mahov. Ti kopenski pionirji so ustvarili prvo prst, hranilno podlago za naprednejše vrste. Ker so bili vodni plenilci vse večji, so se plitvinske, rastlinojede živali pogosteje vzpenjale na suho. Prvi so bili artropodi, iz katerih se je razvila členonožna mrgolazen, in potem ribaki, ki so plavuti uporabili kot noge ter spočeli celotno kopensko poddeblo vretenčarjev.

500 milijonov let nazaj je v plitvinah, kjer je živela večina življa, nastala gneča in evolucijski kažipot je pokazal na kopno. Prve so bile rastline, sledili so jim členonožci, ki so insekti in pajki postali, medtem ko so se vretenčarji na naskok suhega pripravljali z vmesno fazo pljučaric, rib s pljuči, ki kot živi fosili obstajajo še danes. Iz teh so se okoli 400 ma razvile ribe z nogami, zgodnje dvoživke, kakršen je tiktalik.

Pred kakšnimi 300 megaleti je življenju uspel nov čudež: premagal je gravitacijo. Začetniki letanja so bile žuželke, kar je znatno koristilo rastlinstvu. Zemlja je prvikrat dobila svoji značilni barvi: sinje nebo, katerega modrino je odsevalo tudi morje, in zeleno kopno. Mimogredna, a zanimiva posledica prisotnosti kopenskih rastlin so bili požari, katerih planet dotlej ni poznal, saj ni imelo kaj goreti. Oglje, ki je ostalo po njih, je danes pomemben fosilni vir podatkov. Toda očitno je živost pretiravala, zato jo je Stvarnik okoli 252 ma konkretno zaustavil. Permska poguba, kot je v anale zavedeno največje izumrtje vrst doslej, je uničila devet desetin biotopa. Med ostalim so za vekomaj odšli trilobiti. Vzrok ni pojasnjen, možni kandidati pa so supervulkani, asteroid in bližnja supernova, ki bi lahko odpihnila ozonski plašč. A sre­čo­ma se je priroda pobrala. Prazen prostor so zasedli dinozavri, poginuli ekosistem pa nam je nehote dal konkretno zalogo fosilnih goriv.

Trilobiti oziroma trokrparji so zaradi pogostih fosilnih ostankov najbolj znani predstavniki preddinozavrske dobe, paleozoika (520 do 250 ma). To so bili nekajcentimetrski predniki členonožcev, ki so v permski katastrofi popolnoma izumrli. Za časa obstoja je bil njihov glavni sovražnik anomalocaris (‘čuden rak’), eden največjih zgodnjih plenilcev. Ta plavajoči rak je meril za tiste čase rekordnih 70 centimetrov, priveske na glavi pa je uporabljal, da je oklepljeni plen preobrnil in prišel do mehkega spodnjega dela. Paleozoiška morja so bila nasploh svet tujskih kreatur, kakršen je cthulujevski nautilus.


Hvala asteroidu

Čez par deset milijonov let je bila kataklizma pozabljena in kopno so prekrili bujni pragozdovi. Obilje hrane in znaten dvig kisika v zraku sta po vsej verjetnosti botrovala gromozanskim ‘strašnim kuš­čar­jem’, ki so se pojavile v ‘življenjskem srednjem veku’, mezozoiku. Med praprotmi so švigali polmetrski kačji pastirji, nad krošnjami so jadrali pterozavri z devetmetrskim razponom kril, okoli so se pasli pet­desetmetrski diplodoki in v morjih so živele dvajsetmetrske zobate pošasti onkraj domišljije. Le ena veja se je manjšala, in sicer zverozobci, v tistem trenutku nepomembna, praktično neopazna vrsta plazilca. Te živali so se specializirale za nočni lov in ker so se zaradi majhnosti hitro ohladile, so pridobile toplokrvnost. Legle so napredna jajca s porozno lupino, ki je omogočila starševsko hranjenje ploda z izločki trebušnih žlez. Iz zverozobcev so se prek prastokovcev kakšnih 150 milijonov let nazaj razvili pr­vi kosmati sesalčki, nič večji od miši.

Ob omembi milijonletne prazgodovine je prvi, celo edini miselni prizor takle iz triasa ali jure. Dinozavri nas vendarle navdušujejo že od malih nog. Človek se je z njihovimi ostanki srečal že dolgo nazaj (tako so prišli v bajke zmaji), a znanstveno so jih pričeli obravnavati šele pred poldrugim stoletjem. Danes vemo, da so živeli med permskim in krednim opustošenjem, torej tekom mezozoika med 240 ma in 66 ma. Čeprav sodijo v razred plazilcev, so dinozavri lastno deblo, kamor po uradni taksonomiji sodijo le kopenske vrste. (Kljub temu, da imajo vodni tudi zavrsko končnico.) Obstajali so tudi desetcentimetrski primerki, a zvečine so bili velikani. Rekordna najdba argentinozavra, ki je najbrž tehtal sto ton, je merila 35 metrov, za največjega mesojedca pa velja 18-metr­ski spinozaver, tisti iz Jurskega parka III. Sodobni plazilci in želve niso nasledniki dinozavrov, saj so se odcepili že prej. Njihovi potomci so izključno ptiči in eden prvih pernatežev je bil arheopteriks.

Kdo ve, kakšen bi bil današnji svet z dinozavri. Zelo verjetno človeka ne bi bilo, kajti konkretnejši sesalci se ob velikanskih plenilcih kratkomalo ne bi razvili. Toda naključje je hotelo, da se je v asteroidnem pasu med Marsom in Jupitrom okrušil del velikanske skale. Njen desetkilometrski kos je spremenil smer in 66 milijonov let nazaj uspel zadeti naš planet. Udarec je povzročil apokalipso globalnih razsež­nosti. Dvignjeni prah je za stoletja spremenil klimatske pogoje in sprožil verižno reakcijo dogodkov. Zastrta svetloba je zavdala rastlinstvu, kisel dež je zastrupil morja, manj hrane je vplivalo na rastlinojedce, naposled pa so ostali lačni še roparji. Strašni kuščarji si po katastrofi niso več opomogli in na njih nas danes spominjajo le še njihovi neposredni nasledniki, ptiči. Prazen prostor v ekosistemu je dal možnost malim prilagodljivim sesalcem. S tem se je pričel kenozoik, trenutna geološka doba, katere ime pomeni novo življenje.
Glede na preteklo evolucijo so se sesalci naglo razvili. Čeprav so bili ob pomoru dinozavrov to le mala podrastna bitja, je bilo že petnajst milijonov let kasneje prisotnih večina poznanih redov, od mačk in kopitarjev do kitov in primatov. Življenje je s sesalci izumilo vrsto uporabnosti, recimo sonarno zavedanje okolice, boljši vid in uporabne prste. Velike zasluge za razširjenost gredo novi vrsti rastlin, travam. Teh pred asteroidom namreč ni bilo, širne livade pa so spodbudile nastanek čred in sestop opic z dreves. Trava je torej na nek način spočela dobo očlo­ve­čenja. Zadnji skupni prednik velikih opic in naše baže je bil človečnjak pred 15 megaleti, medtem ko se je linija še poslednjič vejila deset milijonov let pozneje, ko sta se vzpostavila roda šimpanzev in homo. Slednji je urno napredoval v homo habilis, ‘sposobnega človeka’, ki je že uporabljal orodje, in okoli točke 2 ma v pokončnega homo erectusa. Dvo­­nožnost je omogočila videnje čez travo in samostojno rabo rok, dve ključni preživetveni lastnosti. Za nameček je dotično bitje že obvladalo ogenj in primitivno jezikovno sporočanje.

Pred kratkim je skupina štiridesetih znanstvenikov dokončno potrdila hipotezo o asteroidu kot morilcu dinozavrov in ovrgla misel na vulkanizem. Vesoljska skala s premerom deset do petnajst kilometrov je padla na obalo Jukatana v mehiškem zalivu pred 66 milijoni let, kjer je pustila še danes viden, 180-kilometrski krater. Ob padcu se je sprostila nepredstavljiva energija milijarde atomskih bomb. Cunami, žveplokislinski dež, infrardeče sevanje in toplotni val so uničili dobršen del biosfere. Na kopnem menda ni preživelo nobeno štirinožno bitje, težje od trideset kilogramov. Živelj, ki ni poginil koj ob trku, je zaradi stoletje trajajoče jedrske zime nasrkal dolgoročno. Brez te katastrofe bi danes svetu zagotovo vladali inteligentni kuščarji.

Za zibelko človeštva velja srednja Afrika. Tam se je v eni od toplejših dob okoli 300.000 let tega razvil sodobni homo sapiens, razumski človek. Prek Sinaja in Gibraltarske ožine se je nato počasi razširil po Evraziji, pogumno prečkal indonezijske otoke v Avstralijo in pred 12.000 leti potom zamrznjenega Beringovega preliva osvojil še Ameriko. Na poti je sk­le­nil sožitje z volkom, ki se je pustil udomačiti v zameno za varnost in hrano. Ko je poledenitev ob prelomu zadnjega desettisočletja jenjala, so se nabiralniški postopači pričeli povezovati v stalne skupnos­ti, nabiralništvu in lovu pa se je pridružilo kmetovanje. Kmalu zatem so na Levantu vzniknile prve civilizacije in v tretjem tisočletju pred našim štetjem je človek pričel z uporabo kovin, zauzdal konja in pri­šel na idejo kolesa. Sočasno so zrasla prva velemesta, recimo Memfis in Uru. Biološka evolucija naše vrste se je umaknila kulturni.

Strokovno se ledena doba kliče obdobje, v katerem sta pola okovana v led. Po tej definiciji smo še zmeraj v ledeni dobi, ki se je pričela pred poltretjim milijonom let. Tisto, kar imamo v pogovornem smislu za ledeno dobo, pa geologi nazivajo ‘ohladitev’ oziroma angleško glacial period. Zadnja ohladitev, poznana po smilodonih in mamutih, se je končala pred 12 tisoč leti. Razlogi tako za ledene kot ohladitvene dobe so različni in ne najbolje poznani. V prazgodovini so lahko premiki kontinentov omejili tople ekvatorialne tokove, da niso dosegli tečajev, s čimer se je znižala globalna temperatura. Zemljino ozračje se je ohladilo tudi ob obilni fotosintezi, ki je porabljala CO2. Vsekakor so temperaturna nihanja ciklična, medsebojnih vplivov pa je nemalo in vključujejo celo metanski flatus rastlinojedcev ter nihanja v krožnicah.


Človeški (ne)um

Da je zgodba sveta pripeljala do nas, se je moralo sprva poravnati veliko dejavnikov in nato skozi eone primeriti še več naključij. Morda čudež ni nastanek življenja, marveč njegov obstanek skozi milijarde. Glede na to, da se je na Zemlji živost razvila v relativno kratkih nekaj sto milijonih letih, se je zelo verjetno tudi na tistikrat podobnem Marsu, nemara celo drugod. V nepredstavljivih časovnih okvirih je narava zmožna marsičesa. Evolucija je res fascinanten proces, ki si ga sicer do neke mere lahko raz­lagamo, a bolj kot jo raziskuješ, več je neodgovorje­­nih vprašanj. Je res vse skupaj le neskončno eks­perimentiranje in kombiniranje ali vseeno obstaja nam nerazumljiv pravilnik? Kaj žene življenje naprej, a obenem ohranja primitivno formo? Če so evkariontske celice, spolno razmnoževanje in več­ce­lič­nost toliko bolj napredni, počemu nezanemarljivo maso biotopa še vedno predstavljajo bakterije, ki se niso spremenile tri milijarde let?

Red homo pozna mnogo razredov, ki so bili prisotni po celem svetu. Toda veliko je bilo slepih vej, med drugim hobiti in neandertalci. Natančne raziskave genskega zapisa so antropologe prepričale, da razumski človek korenini v Afriki, od koder je pred 150.000 leti pričel zavzemati svet. Resda so se praljudje često selili s čredami, vendar praktičnega razloga za zapuščanje toplega prostora in siljenja v neznano, celo s primitivnimi splavi prek morja, ni bilo. To gre pripisati zvedavi naravi, ki je bila že od prazgodovine vodilo naše vrste. Toda 70.000 let nazaj je bil človek zaradi indonezijskega supervulkana Toba na robu izumrtja. Največji izbruh v zadnjih milijon letih je Zemljo ovil v desetcentimetrski sloj pepela in povzročil večletno zimo. Baje se je človeška populacija tedaj znižala na nekaj deset tisoč. Ampak smo preživeli. Do prihodnjič.

Največje Stvarnikovo delo so nedvomno človeški možgani, toda veliko odgovorov v zgodbi sveta os­ta­ja onkraj našega dojemanja. Navsezadnje se nam um ustavi že pri predstavi desettisočletja, kamoli milijona ali celo milijarde let. Pa vendar so to merodajne enote, medtem ko je naš obstoj na časovnici dobesedno neznaten. In resnici na ljubo je tak tudi naš vpliv. Pogosto je slišati, kako bomo uničili Zemljo, toda četudi aktiviramo vse orožje in odstranimo čistilne naprave, bosta preživela tako planet kot življenje. Morda brez nas, toda za geološko kroniko bi bil to komajda omembe vreden zapis. Sesalci smo v 150 milijonih letih iz kuščarjevskih bitij poseg­li po vesolju, zato je več kot dovolj časa za vzpon nove kronske vrste. Res pa je, da z našega vidika planetu vseeno škodimo, zato mnogi naš vek označujejo kot novo masovno izumrtje. Z onesnaževanjem, lovom in odtegovanjem prostora nam je v stoletju uspelo podreti vse ekosisteme in ugonobiti konkretno število vrst. Narava je že večkrat pokazala, kakšno varovalko ima v svoji kodi, ko ji dogajanje uide spod nadzora. Reset. Planetarna apokalipsa se bo zgodila, če ne jutri, pa čez pet tisoč let. Zato mora človek za preživetje obvezno čimprej najti nov svet.

Na prvi pogled je spolno razmnoževanje manj učin­kovito, saj je pogojeno z iskanjem drugega spola. Toda dolgoročno je ravno mešanje dednega materiala tisto, kar je evolucijo v milijardi let pripeljalo od mikroorganizmov prek trilobitov in dinozavrov do sesalca. Življenje je potrebovalo dve in pol milijardi let, da ga je izumilo. Zelo verjetno zato, ker so skupnosti ob kanček spremenjenih razmerah ali novem parazitu solidarno umrle, saj so bile iz identič­nih klonov. Menjava informacij pa je sčasoma kolonijo poraznoterila in vedno je nevarnost nekdo preživel.

PRIHODNOST SVETA
Ne geološki, ne biološki razvoj se nista ustavila. Zaradi mehkega plašča se kontinenti še vedno premikajo. Afrika leze v Evropo, viša Alpe, sproža pot­rese v Gr­čiji in izbruhe Etne, slej ko prej pa bo iztisnila Sredozemlje. V naslednjih 250 milijonih letih se bo ponovno oblikoval superkontinent Pangea Ultima. Ker se aktivnost Sonca ves čas viša, bodo čez dob­­ro milijardo oceani preprosto izpareli. UV-žar­če­nje bo molekule vode v zraku razbilo in vodik bo odneslo v vsemir. V roku štirih milijard let se bo sr­či­ka planeta ohladila in strdila, s čimer bo mag­netosfera jenjala in v vesolje bo odpihnjena celotna atmosfera. Zaradi odsotnosti vode in zraka bo Zemlja lažja, kar bo vplivalo tako na lastno kot na Lunino krož­ni­co. Danes modrozeleni planet bo tedaj podoben puščavski in razbeljeni Veneri.
Dvig temperature pa se ne bo ustavil, saj bo naša zvezda sijaj le še višala. Čez dobrih pet milijard let bo Sonce ves vodik v jedru spreobrnilo v helij, s čimer bo zaključilo svoj glavni niz. Takrat se bo vžgal vodik v skorji in nastala bo rdeča orjakinja. Hitro rastoča žareča krogla bo zagotovo pogoltnila Merkur in Venero, Zemljo pa spremenila v planet iz lave. Sonce bo nato pričelo s fuzijo helija. Vsakršnega goriva mu bo zmanjkalo v starosti okoli enajst milijard let. Od ljube zvezdice bo ostala bela pritlikavka. To je majhen, a supergost ostanek, sestavljen iz degenerirane snovi, v prvi vrsti ogljika. Tako telo bo obstajalo trilijone let, med­­tem ko bodo preživeli planeti zaradi zmanj­ša­ne gravitacije odšli po svoje. Nihče ne ve, kam, zakajti nekako v tistem času je napovedan trk oziroma združitev Rimske ceste in Andromede.


Če damo vnemar hipotetično možnost, da človek ustvari umetno inteligenco, ki bo zradirala Zemljo, zavzela vesolje in upognila fizikalne zakone, ima planet torej še milijardo let časa, da gosti življenje. Kam bo šla evolucija, je težko pametno napovedati. Ne le, da je narava nepredvidljiva, upoš­te­va­ti je treba genski inženiring. Ta je danes v povojih, čez par tisoč let pa znamo ustvariti nebožje kreature. Poleg tega nam transhumanisti napovedujejo skorajda nesmrtno življenje, kar takisto ne gre vkup s prirodo. Ampak ob pogledu nazaj lahko predvidimo srednjeročno izgubo las oziroma dlak vobče, zakrnelost nožnih prstov in večje lulčk­e. Slednji bodo edini lahko zadovoljevali nožnice prihodnosti, ki se bodo razširile zaradi večanja možganov in s tem lobanj novorojenčkov. Prav tako bo belcev čedalje manj, dokler ne bo celotno človeštvo obarvano. Rde­čelasci pa bodo itak izumrli že v tem stoletju.
Kako se bo obrnilo podnebje, je takisto nemogoče napovedati. Trenutna topla sezona znotraj ledene dobe naj bi se sicer končala čez deset tisoč let, vendar v ta izračun ni vštet človek. Koliko dejansko pripomoremo k daljnosežnim klimatskim sp­re­­mem­bam, pa se ne morejo zedinti niti vremenoslovci. V vsakem primeru že lep čas živimo v mirnem obdobju brez naravnih nesreč svetovnih razsežnosti. Ne bo pa to večno. Najbolj grozeči in nepredvidljivi so supervulkani, recimo pod Sibirijo, Islandijo in parkom Yellowstone. Slednji je doslej eksplodiral v povrečju na 600 tisoč let, zadnjič pred 630.000 leti. Izbruh 1600 kvadratnih kilometrov velikega bazna magme ne bi pokopal človeštva, bi pa spravil na kolena Ameriko. Ne bi bila to prva civilizacija, ki bi ji zavdala sprostitev podzemnega pritiska. Okoli leta 1600 pred našim štetjem je razneslo otok Santorini in povzročeni cunami je pokopal minojsko civilizacijo na sto kilometrov oddaljeni Kreti. Imperiji vzniknejo in padejo.

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja