सूक्ष्मजीवों ने पृथ्वी की पपड़ी कैसे बनाई

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

अंतहीन मंगोलियाई स्टेपी की पृष्ठभूमि के खिलाफ पहाड़ विशेष रूप से प्रभावशाली दिखते हैं। पैर पर खड़े होकर, कोई भी पृथ्वी की आंतों की विशाल शक्ति को प्रतिबिंबित करने के लिए ललचाता है, जिसने इन लकीरों को ढेर कर दिया है। लेकिन पहले से ही शीर्ष के रास्ते में, चट्टानी किनारों को ढंकने वाला एक पतला पैटर्न आंख को पकड़ लेता है। इस वर्षा जल ने प्राचीन आर्कियोसाइट स्पंज के झरझरा कंकालों को थोड़ा खराब कर दिया, जो पर्वत, पर्वत श्रृंखला के वास्तविक निर्माता थे।

बड़े निर्माण के छोटे दिग्गज

एक बार, आधा अरब से अधिक वर्ष पहले, वे एक गर्म समुद्र के तल से ज्वालामुखी द्वीप की एक चमकदार चट्टान के रूप में उठे। वह मर गया, गर्म राख की एक मोटी परत से ढका हुआ - कुछ पुरातत्वविदों को भी जला दिया गया था, और गुहाओं को जमे हुए टफ में संरक्षित किया गया था।

हालांकि, कई कंकाल, जो अपने जीवनकाल के दौरान एक साथ बढ़े थे और समुद्री सीमेंट की घुमावदार परतों द्वारा चट्टान में "जमे हुए" थे, आज भी अपने सामान्य स्थानों पर बने हुए हैं, जब समुद्र लंबे समय से चला गया है। ऐसा प्रत्येक कंकाल एक छोटी उंगली से छोटा होता है। कितने हैं?

छोटे रेडिओलेरियन के कंकाल पर्वत श्रृंखलाओं की सिलिसियस चट्टानें बनाते हैं।

एक निम्न पर्वत के आयतन का अनुमान लगाकर (पैर में लगभग एक किलोमीटर और ऊँचाई में लगभग 300 मीटर), हम गणना कर सकते हैं कि इसके निर्माण में लगभग 30 बिलियन स्पंजों ने भाग लिया था। यह एक बहुत ही कम आंका गया आंकड़ा है: कई कंकाल लंबे समय से पाउडर में रगड़े गए हैं, अन्य पूरी तरह से भंग हो गए हैं, बिना तलछट की सुरक्षात्मक परतों के साथ कवर किए जाने के लिए। और यह केवल एक पर्वत है, और मंगोलिया के पश्चिम में पूरी श्रृंखलाएँ हैं।

इस तरह के भव्य "प्रोजेक्ट" को पूरा करने में छोटे स्पंजों को कितना समय लगा?

और यहाँ पास में एक और चट्टान है, छोटी, और सफेद नहीं, चूना पत्थर, लेकिन लाल-भूरे रंग के। यह लोहे के समावेशन के ऑक्सीकरण के कारण जंग खाए हुए सिलिसस शेल की पतली परतों से बनता है। एक समय में, ये पहाड़ सीबेड थे, और यदि आप परतों के साथ सही ढंग से विभाजित होते हैं (कठिन हिट, लेकिन सावधानी से), तो खुलने वाली सतह पर आप 3-5 मिमी की सुइयों और क्रॉस के असंख्य देख सकते हैं।

ये समुद्री स्पंज के अवशेष हैं, लेकिन, आर्कियोसाइट्स के पूरे कैल्शियमयुक्त कंकाल के विपरीत, उनका आधार अलग-अलग सिलिकॉन तत्वों (स्पिक्यूल्स) से बनता है। इसलिए, मरने के बाद, वे उखड़ गए, अपने "विवरण" के साथ तल को बिखेर दिया।

प्रत्येक स्पंज के कंकाल में कम से कम एक हजार "सुई" शामिल थे, उनमें से लगभग 100 हजार प्रत्येक वर्ग मीटर पर बिखरे हुए हैं। सरल अंकगणित हमें यह अनुमान लगाने की अनुमति देता है कि कितने जानवरों ने एक क्षेत्र पर 20 मीटर की परत बनाई कम से कम 200 x 200 मीटर: 800 बिलियन। और यह हमारे आस-पास की ऊंचाइयों में से सिर्फ एक है - और केवल कुछ मोटे तौर पर गणना। लेकिन पहले से ही यह स्पष्ट है कि जीव जितने छोटे होंगे, उनकी रचनात्मक शक्ति उतनी ही अधिक होगी: पृथ्वी के मुख्य निर्माता एककोशिकीय हैं।

एककोशिकीय प्लैंकटोनिक शैवाल - कोकोलिथ - की ओपनवर्क कैलकेरियस प्लेट्स को बड़े कोकोस्फीयर में जोड़ा जाता है, और जब वे उखड़ जाती हैं, तो वे चाक जमा में बदल जाती हैं।

जमीन पर, पानी में और हवा में

यह ज्ञात है कि प्रत्येक 1 सेमी. में³राइटिंग चाक में प्लैंकटोनिक शैवाल कोकोलिथोफोरिड्स के लगभग 10 बिलियन बारीक कैलकेरियस स्केल होते हैं। मंगोलियाई समुद्रों के समय की तुलना में बहुत बाद में, मेसोज़ोइक और वर्तमान सेनोज़ोइक युग में, उन्होंने इंग्लैंड की चाक चट्टानों, वोल्गा ज़िगुली और अन्य द्रव्यमानों को खड़ा किया, जो सभी आधुनिक महासागरों के तल को कवर करते थे।

उनकी निर्माण गतिविधियों का पैमाना अद्भुत है। लेकिन वे अन्य परिवर्तनों की तुलना में फीके पड़ जाते हैं जो उसके अपने जीवन ने ग्रह पर किए हैं।

समुद्रों और महासागरों का नमकीन स्वाद क्लोरीन और सोडियम की उपस्थिति से निर्धारित होता है। समुद्री जीवों को किसी भी तत्व की अधिक मात्रा में आवश्यकता नहीं होती है और वे जलीय घोल में जमा हो जाते हैं। लेकिन लगभग सब कुछ - सब कुछ जो नदियों द्वारा किया जाता है और गर्म तल के झरनों के माध्यम से आंतों से आता है - एक पल में अवशोषित हो जाता है। सिलिकॉन को उनके अलंकृत गोले के लिए एककोशिकीय डायटम और रेडिओलेरियन द्वारा लिया जाता है।

लगभग सभी जीवों को फास्फोरस, कैल्शियम और निश्चित रूप से कार्बन की आवश्यकता होती है। दिलचस्प बात यह है कि कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई के साथ एक कैलकेरियस कंकाल (जैसे कोरल या प्राचीन आर्कियोसाइट्स) का निर्माण होता है, इसलिए ग्रीनहाउस प्रभाव चट्टानों के निर्माण का एक उपोत्पाद है।

Coccolithophorides न केवल पानी से कैल्शियम को अवशोषित करता है, बल्कि सल्फर को भी भंग कर देता है। यह कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए आवश्यक है जो शैवाल की उछाल को बढ़ाते हैं और उन्हें एक प्रकाशित सतह के करीब रहने की अनुमति देते हैं।

जब ये कोशिकाएं मर जाती हैं, तो जीव विघटित हो जाते हैं, और वाष्पशील सल्फर यौगिक पानी के साथ वाष्पित हो जाते हैं, बादलों के निर्माण के लिए बीज के रूप में कार्य करते हैं। एक लीटर समुद्री जल में 200 मिलियन तक कोकोलिथोफोरिड हो सकते हैं, और हर साल ये एककोशिकीय जीव 15.5 मिलियन टन सल्फर की आपूर्ति करते हैं - लगभग दो बार भूमि ज्वालामुखियों की तुलना में।

सूर्य ग्रह की अपनी आंतों की तुलना में पृथ्वी को 100 मिलियन गुना अधिक ऊर्जा देने में सक्षम है (3400 W / m.)² 0.00009 डब्ल्यू / एम. के खिलाफ²) प्रकाश संश्लेषण के लिए धन्यवाद, जीवन इन संसाधनों का उपयोग कर सकता है, शक्ति प्राप्त कर रहा है जो भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं की क्षमताओं से अधिक है। बेशक, सूर्य की अधिकांश गर्मी बस नष्ट हो जाती है। लेकिन फिर भी, जीवित जीवों द्वारा उत्पादित ऊर्जा का प्रवाह भूवैज्ञानिक की तुलना में 30 गुना अधिक है। जीवन ने ग्रह को कम से कम 4 अरब वर्षों से नियंत्रित किया है।

देशी सोना कभी-कभी विचित्र क्रिस्टल बनाता है जो स्वयं कीमती धातु से अधिक मूल्यवान होते हैं।

प्रकाश की ताकतें, अंधेरे की ताकतें

जीवित जीवों के बिना, कई तलछटी चट्टानों का निर्माण बिल्कुल नहीं होता। खनिज विज्ञानी रॉबर्ट हेज़न, जिन्होंने चंद्रमा (150 प्रजातियां), मंगल (500) और हमारे ग्रह (5000 से अधिक) पर खनिजों की विविधता की तुलना की, ने निष्कर्ष निकाला कि हजारों स्थलीय खनिजों की उपस्थिति प्रत्यक्ष या परोक्ष रूप से इसकी गतिविधि से संबंधित है। जीवमंडल जल निकायों के तल पर जमा तलछटी चट्टानें।

गहराई तक डूबते हुए, लाखों और करोड़ों वर्षों में, जीवों के अवशेषों ने शक्तिशाली निक्षेपों का निर्माण किया, जो पर्वत श्रृंखलाओं के रूप में सतह पर निचोड़ा हुआ रह गया। यह विशाल टेक्टोनिक प्लेटों की गति और टकराव के कारण है। लेकिन टेक्टोनिक्स स्वयं चट्टानों को "अंधेरे" और "हल्के पदार्थ" में विभाजित किए बिना संभव नहीं होता।

पहले का प्रतिनिधित्व किया जाता है, उदाहरण के लिए, बेसाल्ट द्वारा, जहां डार्क टोन के खनिज प्रबल होते हैं - पाइरोक्सिन, ओलिवाइन, मूल प्लेगियोक्लेज़, और तत्वों के बीच - मैग्नीशियम और लोहा। उत्तरार्द्ध, जैसे ग्रेनाइट, हल्के रंग के खनिजों से बने होते हैं - क्वार्ट्ज, पोटेशियम फेल्डस्पार, अल्बाइट प्लाजियोक्लेज़, लोहा, एल्यूमीनियम और सिलिकॉन से भरपूर।

गहरे रंग की चट्टानें हल्की चट्टानों की तुलना में सघन होती हैं (औसतन 2.9 g / cm.)³ 2.5-2.7 ग्राम / सेमी. के खिलाफ³) और महासागरीय प्लेट बनाते हैं। कम घने, "प्रकाश" महाद्वीपीय प्लेटों से टकराने पर, महासागर उनके नीचे डूब जाते हैं और ग्रह के आंतों में पिघल जाते हैं।

लौह अयस्कों की चमकदार बैंडिंग डार्क सिलिसियस और लाल फेरुजिनस परतों के मौसमी विकल्प को दर्शाती है।

सबसे पुराने खनिजों से संकेत मिलता है कि यह "डार्क मैटर" था जो पहले प्रकट हुआ था। हालाँकि, ये सघन चट्टानें प्लेटों को गति में स्थापित करने के लिए अपने आप में नहीं डूब सकीं। इसके लिए "उज्ज्वल पक्ष" की आवश्यकता थी - खनिज, जो मंगल और चंद्रमा की स्थिर परत में कम आपूर्ति में हैं।

यह बिना कारण नहीं है कि रॉबर्ट हेज़न का मानना है कि यह पृथ्वी के जीवित जीव थे, जो कुछ चट्टानों को दूसरों में बदलते थे, जो अंततः प्लेटों के "हल्के पदार्थ" के संचय का कारण बने। बेशक, इन जीवों - अधिकांश भाग के लिए एककोशिकीय एक्टिनोमाइसेट्स और अन्य बैक्टीरिया - ने खुद को ऐसा सुपर कार्य निर्धारित नहीं किया। उनका लक्ष्य, हमेशा की तरह, भोजन खोजना था।

महासागरों की लौह धातु विज्ञान

वास्तव में ज्वालामुखी से निकला बेसाल्ट ग्लास 17% आयरन है और इसका प्रत्येक क्यूबिक मीटर 25 क्वाड्रिलियन आयरन बैक्टीरिया को खिलाने में सक्षम है। कम से कम 1.9 बिलियन वर्षों से, वे कुशलता से बेसाल्ट को नए मिट्टी के खनिजों से भरे "नैनोसेट" में बदल देते हैं (हाल के वर्षों में, इस तरह के तंत्र को मिट्टी के खनिजों के बायोजेनिक कारखाने के रूप में मान्यता दी गई है)।जब ऐसी चट्टान को पिघलने के लिए आंतों में भेजा जाता है, तो उससे नए, "हल्के" खनिज बनते हैं।

संभवतः बैक्टीरिया और लौह अयस्क का उत्पाद। उनमें से आधे से अधिक 2, 6 और 1.85 अरब साल पहले के बीच बने थे, और अकेले कुर्स्क चुंबकीय विसंगति में लगभग 55 अरब टन लोहा होता है। जीवन के बिना, वे शायद ही जमा हो सकते हैं: समुद्र में घुलने वाले लोहे के ऑक्सीकरण और वर्षा के लिए, मुक्त ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, जिसकी उपस्थिति आवश्यक मात्रा में प्रकाश संश्लेषण के कारण ही संभव है।

एसिडोवोरैक्स बैक्टीरिया हरे जंग - आयरन हाइड्रॉक्साइड के निर्माण को उत्तेजित करता है।

जीवन लोहे के "प्रसंस्करण" और अंधेरे, ऑक्सीजन से वंचित गहराई में करने में सक्षम है। इस धातु के परमाणु, पानी के नीचे के स्रोतों से दूर ले जाते हैं, फेरस आयरन को ऑक्सीकरण करने में सक्षम बैक्टीरिया द्वारा फेरिक आयरन बनाने में सक्षम होते हैं, जो हरे जंग के साथ नीचे तक बस जाता है।

कुछ अरब साल पहले, जब ग्रह पर अभी भी बहुत कम ऑक्सीजन थी, यह हर जगह होता था, और आज इन जीवाणुओं की गतिविधि कुछ ऑक्सीजन-गरीब जल निकायों में देखी जा सकती है।

कीमती रोगाणुओं

यह संभव है कि सोने के बड़े भंडार अवायवीय जीवाणुओं की भागीदारी के बिना प्रकट नहीं होते जिन्हें ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। कीमती धातु के मुख्य भंडार (दक्षिणी अफ्रीका में विटवाटरसैंड सहित, जहां खोजे गए भंडार लगभग 81 हजार टन हैं) 3, 8-2, 5 अरब साल पहले बनाए गए थे।

परंपरागत रूप से, यह माना जाता था कि स्थानीय स्वर्ण अयस्कों का निर्माण नदियों द्वारा सोने के कणों के स्थानांतरण और धुलाई द्वारा किया गया था। हालांकि, विटवाटरसैंड गोल्ड के अध्ययन से एक पूरी तरह से अलग तस्वीर का पता चलता है: धातु को प्राचीन बैक्टीरिया द्वारा "खनन" किया गया था।

डाइटर हलबाउर ने 1978 में शुद्ध सोने के कणों द्वारा बनाए गए अजीब कार्बन स्तंभों का वर्णन किया। लंबे समय तक, उनकी खोज ने तब तक अधिक ध्यान आकर्षित नहीं किया जब तक कि अयस्क के नमूनों के सूक्ष्म और समस्थानिक विश्लेषण, आधुनिक रोगाणुओं के उपनिवेशों द्वारा अयस्क के निर्माण की मॉडलिंग और अन्य गणनाओं ने भूवैज्ञानिक की शुद्धता की पुष्टि नहीं की।

जाहिरा तौर पर, लगभग 2.6 अरब साल पहले, जब ज्वालामुखियों ने हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फ्यूरिक एसिड और सल्फर डाइऑक्साइड के साथ जल वाष्प के साथ वातावरण को संतृप्त किया, एसिड बारिश ने बिखरे हुए सोने से युक्त चट्टानों को धो दिया और उथले पानी के समाधान ले गए। हालांकि, कीमती धातु ही साइनाइड जैसे किसी भी जीवित प्राणी के लिए सबसे खतरनाक यौगिकों के रूप में वहां आई थी।

खतरे को टालते हुए, रोगाणुओं ने पानी को "कीटाणुरहित" कर दिया, जहरीले सोने के लवण को ऑर्गेनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स या यहां तक कि शुद्ध धातु तक कम कर दिया। बहुकोशिकीय जंजीरों का निर्माण करते हुए, चमचमाते कण जीवाणु उपनिवेशों पर बस गए, जिन्हें अब एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ देखा जा सकता है। सूक्ष्मजीव अब भी सोना जारी रखते हैं - यह प्रक्रिया देखी जाती है, उदाहरण के लिए, न्यूजीलैंड में गर्म झरनों में, हालांकि बहुत मामूली पैमाने पर।

विटवाटरसैंड और, शायद, एक ही उम्र के अन्य जमा, दोनों ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में जीवाणु समुदायों की महत्वपूर्ण गतिविधि का परिणाम थे। ऑक्सीजन युग की शुरुआत में कुर्स्क चुंबकीय विसंगति और संबंधित लौह अयस्क जमा का गठन किया गया था। हालांकि, इस पैमाने के अधिक जमा प्रकट नहीं हुए और फिर से आकार लेने की संभावना नहीं है: तब से वातावरण, चट्टानों और समुद्र के पानी की संरचना कई बार बदल गई है।

लेकिन इस समय के दौरान, जीवों की अनगिनत पीढ़ियां भी बदल गईं, और उनमें से प्रत्येक पृथ्वी के वैश्विक विकास में भाग लेने में सफल रही। समुद्री स्पंज और भूमि के पेड़ के समान घोड़े की पूंछ गायब हो गई है, यहां तक कि मैमथ के झुंड भी अतीत की बात है, भूविज्ञान में एक निशान छोड़ रहे हैं। हमारे ग्रह के सभी गोले - जल, वायु और पत्थर में अन्य प्राणियों और नए परिवर्तनों का समय आ गया है।