Агуу хувиралтын түүх 2; Дэлхийн бүрэн хэмжээний мөстлөг ~ robomec

Далайн бүрэн ууршилтын дараа амьдралыг мөхлийн ирмэгт аваачсан хоёр дахь төрлийн үзэгдэл нь 600 сая жилийн өмнө тохиосон дэлхийн бүрэн мөстлөг юм. Энэ үед дэлхийн бүхий л хуурай газар зузаан мөсөөр хучигдаж, далайн ус түвшнээсээ доош 1000 м хүртлээ хөлдсөн байв. Агаарын температур -50 хэмээс ч багассан дэлхийн бүрэн мөстлөг хэдэн сая жил үргэлжилж, амьдрал мөхлийн аюултай нүүр тулжээ. Тэгвэл бүрэн мөстлөг дуусах үед агаарын хэм +50-д хүрч, 300 м/с хурдтай аварга хар салхи үүсэх болов. Агуу хувирлыг тэсэн гарсан бидний өвөг дээдэс агуу хувьслын босгыг алхав. Бүрэн мөстлөгийн дараа том хэмжээний биетэй болон хувьссан амьтадын диваажин үргэлжлэв. Үнэндээ 3.5 тэрбум жилийн туршид бичил биетэн төдий байсан амьтадын бие томроход бүрэн мөстлөг чухал үүрэгтэй байсан бөгөөд энэ нь хүн үүсэх анхны алхам болсон төдийгүй тойрохын аргагүй чухал үйл явдал байсан юм.

Нью-Иоркийн Сэнтрал паркад хаа сайгүй байх чулуунууд магадгүй олон хүнд танил байж болох ч хэн бүхний үл мэдэх нууцыг агуулж байдаг. Эдгээр чулуунуудын бүтэц тухайн газар нутгийн хөрсний бүтцээс тэс өөр бөгөөд хаа нэгтээгээс төөрөлдөн ирсэн мэт тул төөрсөн чулуу хэмээн нэрлэжээ. Чулуунуудыг Библэд дурдагдсан Ноагийн үер тээвэрлэсэн хэмээн домогт өгүүлдэг боловч үнэн чанартаа энэ бүс нутагт хамгийн сүүлд тохиолдсон мөсөн голын "үер"-ээр зөөвөрлөгдөн иржээ. Мөсөн гол ийм том чулуунуудыг хэрхэн алс хол зайд зөөвөрлөв?

Нью-Иоркоос хойд зүгт, 3000 км зайтай Грийнландад яг одоо зөөгдөж, төөрч буй чулууг харах боломжтой юм. Мөсөн голын мөс жилд хэдхэн метр зайд "урсаж", ойр орчны уулнаас хагаран унасан чулуунуудыг зөөдөг. Чулуунууд голын мөсний хамт алс хол тээгдэх бөгөөд мөстлөг дуусч, мөс хайлах үед төөрсөн чулуу болон үлддэг ажээ. Нөгөө талаас төөрсөн чулуу нь мөсөн гол урсаж байсны баталгаа болно. Эрдэмтэд уг чулууны бүтцийг судлаж, мөсөн гол аль хүртэл үргэлжилж байсныг судлажээ. 20 мянган жилийн өмнө арслан заан оршин байх үеийн мөсний хязгаар европ, ази, хойд америкийн төвөөс урагш байрлаж байв. Бага мөстлөг хэмээн нэрлэгдсэн үйл явдлын үед мөсөн бүрхүүл хуурай газрын багахан хэсгийг хамарч, мөсгүй хэсгийн амьтадын амьдралд ноцтой нөлөө үзүүлэхээргүй байв.

Гэвч 600 сая жилийн өмнө тохиосон мөстлөг тэс өөр дүр төрхийг үзүүлжээ. Африкийн эх газар эрт галавын үед үүсэн бий болсон. Элсэн цөлийн орон Намибийн нутагт голын ус олон олон жилийн туршид газрын хөрсийг ухаж, 600 сая жилийн өмнөх газрын давхаргыг ил гаргасан бий. Аль хэдийн усгүй болсон голын хөндийгөөс эрдэмтэд 600 сая жилийн өмнөх төөрсөн чулууг олжээ. Тухайн үед энэ нутаг дэлхийн экваторын бүст хамаарч байв. Өөрөөр хэлбэл 1м хэмжээ бүхий энэхүү төөрсөн чулуу дэлхийн хамгийн халуун цэгт ч мөсөөр бүрхэгдсэн байсны баталгаа болжээ. Ийнхүү экватор орчмын төөрсөн чулууг дэлхийн олон газраас илрүүлсэн профессор Жозеп Каршивинк хамгийн шинэ, хамгийн магадлал өндөртэй мөстлөгийн таамаглалыг дэвшүүлсэн байна. Энэ бол бидний ойлгож ирсэн их, бага мөстлөг бус, дэлхийн бүхий л хэсгийг хамарсан бүрэн хэмжээний мөстлөг байсан юм. Хэрэв бүрэн мөстлөгийн үед дэлхийг сансраас харвал аварга том цасан бөмбөлөг мэт харагдах байсан биз ээ.

Энэ таамаглалд тулгуурлан Харвардын их сургуулийн профессор Пол Хаупманы хийсэн судалгаагаар дэлхийн амьдралд үзүүлэх бүрэн мөстлөгийн нөлөө хэтэрхий ноцтой байсныг харуулжээ. Үр нөлөөг нь ойлгомжтой болгох үүднээс өнөөгийн дэлхийд бүрэн мөстлөг тохиолдох үйл явцыг супер компьютерийн симуляцийн тусламжтайгаар судалжээ. Хамгийн сүүлд тохиосон бага мөстлөгийн үе дэлхийн бөмбөрцгийн хойд өргөргийн 37 хэмд байрлах Токио хотод нөлөөлөөгүй гэдэг. Тэгвэл бүрэн мөстлөгийн үед тус хотын тэнгэр баганадсан өндөр барилгууд хүртэл цас мөсөөр хучигдаж үзэгдэхгүй болсон байв. Симуляцийн үр дүн Токио хот орчимд 1000 м зузаан бүхий мөсөөр бүрхэгдэхийг харуулжээ. Бүрэн мөстлөг дэлхийн хоёр туйлаас эхлэн аажим хурдаар явагдана. Энэ үед амьтны төрөл зүйлүүд экваторыг чиглэсэн их нүүдэл хийх нь мэдээж. Гэхдээ мөстлөгийн хурд экватор руу ойртох тусам ихэсч, эцэст нь дэлхийн хамгийн халуун бүс нутаг -50 хэмийн хүйтэн бүхий цас мөсний орон болон хувирна. Ургамал үгүй болж, түүгээр хооллох өвсөн тэжээлт амьтад, улмаар махан тэжээлт амьтад ч харангадаж үхэхэд хүрнэ. Далайн усны түвшнээс дооших 1000 м хүртэл хэсэг хөлдөнө. Энэхүү зузаан мөсний доорхи ус дэлхийн амьдралын сүүлчийн хоргодох газар байх боловч тэнд нарны гэрэл хүрэхгүй. Фотосинтез явуулах далайн ургамал, планктон устаж, түүгээр хооллох загас, далайн амьтны төрөл зүйлд мөхлөөс өөр зам үлдэхгүй. Хэдэн сая жил үргэлжлэх дэлхийн бүрэн мөстлөг фотосинтезийг зогсоож, ургамал амьтны хоол тэжээлийн гинжин хэлхээг устгаж, дэлхийг үхмэл гариг болгон хувиргах аймшигт үзэгдэл юм.

Гэхдээ 600 сая жилийн өмнө тохиосон бүрэн мөстлөгийн үеийн нөхцөл байдал арай өөр байжээ. Эх газарт ургах ургамал ч, хөдлөх амьтан ч үл үзэгдэж, дэлхий зөвхөн бичил биетний ертөнц байв. Тухайн үеийн амьдралын хэлбэр болсон бичил биетнүүд далайн усанд амьдарч байжээ. Тэдгээрээс голлох гурван төлөөлөгч нь бүрэн мөстлөгийн түүхийн гол баатрууд юм. Эхнийх нь бидний өвөг дээдэс болох чоанофлагеллат (choanoflagellate) юм. Хоёрдахь нь тэдний чухал хамтрагч болох фотосинтетик организм (photosynthetic organism) бөгөөд нарны гэрлийг ашиглан хүчилтөрөгч болон тэжээлийн бодисыг үүсгэдэг. Чоанофлагеллат нь энэхүү хүчилтөрөгчөөр амьсгалж, тэжээллэг бодисоор хооллож амьдарч байжээ. Тэгвэл 3 дахь бичил биетэн нь одоогоор бүрэн тодорхой болоогүй байгаа дэлхийн бүрэн мөстлөгийн шалтгаан болсон байх магадлал тун өндөр байна.

Харин энэхүү гуравдах бичил биетэн өнөөгийн дэлхийд ч амьдарсаар байна. Америкийн зүүн өмнөд хэсэгт орших Окофинокий дархан цаазат газрын урт өргөнөөрөө 40-60 км үргэлжлэх намгархаг нутаг 1м орчим гүн бүхий усаар бүрхэгджээ. Хэрэв усны ёроолын хөрсийг хутгавал хөөсний хамт шавар мэт зүйл усны гадарга дээр хөвөн гарч ирдэг. Усны ёроолд хуралдсан навч зэрэг органик бодисыг задлаж хооллох бичил биетнүүдийн бөөгнөрөл шавар мэт харагдах бөгөөд тэдний үүсгэсэн метан хий хөөс болон ялгардаг байна. Метан хий нь бидний гал тогоонд хэрэглэдэг шатах хийтэй адилхан юм. 600 сая жилийн өмнө амьдарч байсан гуравдагч бичил биетэн метанийн бактери (methane bacteria)-ийн үүсгэсэн метанийн хий дэлхийн агаар мандлын дулааныг тогтвортой хадгалахад голлох үүрэг гүйцэтгэж байв.

Метан нь хүлэмжийн нөлөөгөөр өнөөгийн бидэнд тулгамдаж буй нүүстөрөгчөөс 20 дахин илүү. Метаний бактери дэлхийн дулааныг тогтвортой хадгалж, бидний өвөг дээдсийн амьдрах нэгэн чухал нөхцлийг хангаж байв. Гэвч голлох гурван төрлийн бичил биетний тэнцвэр алдагдсанаас эмгэнэлт сүйрэлд хүргэх үйл явдал эхэлжээ. Фенсилваний их сургуулийн профессор Жим Кастинг фотосинтетик организмийн үйл ажиллагаа метаний хийг устгахад хүргэсэн гэж үзэж байна. Метан нь хүчилтөрөгчтэй урвалд орохдоо амархан. Хэрэв тэр үед хүчилтөрөгч их хэмжээгээр ялгарсан бол дэлхийг дулаарлыг хадгалж байсан метаны хийтэй урвалд орж, түүнийг үндсэндээ устгана. Метанаа алдсан дэлхийн агаар мандал нарны илчтэй хамт ирсэн дулааныг сансарт буцаан алдах болсноор огцом хөрч, бүрэн мөстлөг болоход хүргэв. Бичил биетнүүдийн үйл ажиллагаа агаар мандлын дулааныг амьдрах нөхцлийн хамт хадгалж байсан бол бүрэн мөстлөгийг үүсгэж, амьдралыг устгахад хүргэсэн буруутан нь мөн адил бичил биетнүүд өөрсдөө байв. Идэвхжин амьдарч, үржиж олшрох гэсэн амьдралын төрөлхийн мөн чанар өөрсдийнх нь эмгэнэлт төгсгөлийг урин дууджээ.

Гэхдээ бичил биетнүүд бүрэн мөстлөгийг хэрхэн тэсэн гарч, амьд үлдэж чадав. Асуултын хариуг олоход бичил биетний ангууч доктор Биго Марчинсоны аялал туслана. Тэрээр эмийн судалгаанд нэмэр болох ховор гени бүхий бичил биетнүүдийг эрж, -20 хэмийн хүйтнийг ч үл ажран, их мөстлөгийг санагдуулах Исландын нутгаар тэнүүчилдэг нэгэн юм. Нэг ч амьтангүй үхмэл мэт санагдах энэ нутаг түүний хувьд эрдэнэсийн уул мэт гэх. Аялал эхэлснээс хойш 3 хоногийн дараа Биго цас мөсөн дундаас оргилох цагаан ууранд хүрчээ. Ойртон очвол газрын гүнээс урсан гарч ирэх халуун рашаан байв. Рашааны урсах хэсэгт ногоон замаг мэт зүйлс тунаж янз бүрийн бичил биетнүүдийг их хэмжээгээр агуулж байв. Хамгийн олон байх нь фотосинтетик организм бөгөөд түүний үүсгэсэн фотосинтезийн нөлөөгөөр ногоон өнгийг үүсгэжээ. Тэгвэл түүний эргэн тойронд үүсгэсэн тэжээллэг бодисоор нь хооллох бусад төрлийн бичил биетнүүд амьдарч байв. Дэлхийн бүрэн мөстлөг газрын гүний болон галт уулын идэвхжилд үл нөлөөлөх учир дэлхийн дотоод дулаан бичил биетнүүдийг хоргодон амь гарахад туслажээ.

Харин бүрэн мөстлөг дуусах үед тэсч үлдсэн бичил биетнүүдийг үсрэлтийн чанартай гайхамшигт хувьсал хүлээж байв. Үүний баталгаа Намиби улсын нутаг дахь чулуулгийн дундаас олдсон байна. Чулууны гадаргад үлдэж, навч эсвэл загасыг санагдуулах хээ мэт зүйл 30 см урттай том биет амьтны үлдэгдэл юм. Амьд амьтад бичил биетэн байхаа аль хэдийн больж, том оврын бие махбодыг олсон байв. Дэлхийд үүссэн хамгийн анхны том оврын биет амьтанд тооцогдон Птеридин (Pteridinium) хэмээн нэрлэгдсэн энэ амьтан навч ч загас ч биш бөгөөд хүний уруул мэт хэлбэр дүрстэй гайхалтай амьтан юм. Далайн ёроолын элсэнд хагас булагдсан байдлаар амьдарч байсан хэмээн эрдэмтэд төсөөлж байна. Тэгвэл Сибирээс илүү нарийн төвөгтэй бүтэц бүхий амьтны үлдэгдэл олджээ. Чулуун дээр тамгалсан мэт 5 ширхэг ор үлдээсэн амьтан бол 30 см орчим урттай Ёргия (Yorgia) юм. Тэрээр далайн ёроолоор мөлхөн, тэжээллэг бодисоор хооллон амьдарч байжээ. Мөн Сибирээс олдсон Кимберелла (Kimberella) хэмээх амьтан яст мэлхийтэй төстэй биеэсээ хүзүү мэт эрхтнээ сунгаж, хооллодог байжээ. Ийнхүү нэгэн зэрэг үүсэн бий болсон том оворт амьтадын дунд бидний шинэ өвөг дээдэс ч бас том хэмжээний бие махбодиор өөрийн байр суурийг эзлэх болсон байв.

Тэдний дунд саяхан нээгдээд, нэр өгч амжаагүй амьтан ч бас бий. Шанаган хорхой мэт хэлбэрийн уг амьтныг бидний өвөг дээдэс гэдэгт Өмнөд Австралийн Музеин профессор Жэймс Кэринг итгэж байна. 6 см хэмжээтэй бие бүхий энэ амьтан бичил биетнээс 100 мянга дахин томорч, хувьслын хувьд аварга том үсрэлт хийжээ. Энэ цаг үед нэгэн үүссэн том оврын амьтны төрөл 100-аас давж, Эдиокарийн аймаг (Ediacara biota) хэмээн нэрлэгдэх болсон юм. Бичил биетнүүд хэрхэн том оврын биетэй болсны учрыг бидний хажууханд байх өнөөгийн нэгэн амьтан хэлж өгчээ. Эртний амьтадын амьд үлдэгдлүүдийн нэг, ургамал хэлбэрийн зөөлөн биет далайн перь (sea pen) юм. Эдиокарийн аймгийн амьтадын үлдэгдэл гэгдэх далайн перь нурууны ясгүй боловч түүний биеийг тогтоон барих үүргийг нэгэн төрлийн уураг гүйцэтгэдэг байна. Энэ нь гоо сайхны түүхий эд гэдгээрээ алдартай коллаген юм. Коллаген нь хагас тунгалаг цэлцэгнүүр мэт бодис бөгөөд түүнийг эстэй хольж өсгөвөрлөхөд жинхэнэ хүч чадлыг нь мэдрэнэ. Эсүүд коллагений үүсгэсэн торлог бүтцийн гадна дотно талаар байрлаж, идэвхтэй өсөн үрждэг. Харин дангаар нь өсгөвөрлөсөн эсүүдийн үржил хэд дахин бага байдаг байна. Эдиокарын аймгийн амьтад том биетэй болон хувирахад коллаген чухал үүрэг гүйцэтгэж, биеийх нь хэлбэрийг хадгалан тогтоон барихад туслажээ.

3 тэрбум 500 сая жилийн туршид бичил биетэн байсан бидний өвөг дээдэс юуны учир гэв гэнэт коллаген ихээр үйлдвэрлэж, асар богино хугацаанд том оврын биетэй болсны нууц бүрэн мөстлөгийн төгсгөл хэсэгтэй холбогдожээ. Дэлхий хэдэн сая жилийн турш цас мөсөөр бүрхэгдэж байсан ч галт уулын идэвхжил тогтвортой үргэжилж байв. Иймд галт уулын дэлбэрэлтээр ялгарсан нүүрсхүчлийн хий агаар мандлыг эрс дулааруулахад хүргэжээ. Өнөөгийн дэлхийд адил гарал үүсэл бүхий нүүрсхүчлийн хий далайн усанд бараг бүрэн шингэдэг. Тэгвэл далай зузаан мөсөөр бүрхэгдэж байсан тухайн үед нүүрсхүчлийн хий зөвхөн агаарт л хуримтлагдаж байв. Хэдэн сая жилийн турш хуралдсан нүүрсхүчлийн хийн агууламж өнөөгийн дэлхийнхээс 300 дахин их хэмжээнд хүрэх үед хүчтэй хүлэмжийн үзэгдлийн нөлөөгөөр мөс хайлж эхэлжээ. Ийнхүү бүрэн мөстлөг дууссаны дараа агаар дахь хүчилтөрөгчийн хэмжээ огцом нэмэгдсэн хэмээн бүрэн мөстлөгийн таамаглалыг дэвшүүлсэн Каршивинк үзэж байна. Бүрэн мөстлөгийн өмнө хэдийгээр фотосинтетик организмууд их хэмжээний хүчилтөрөгч ялгаруулж байсан ч түүнийг нь бусад бичил биетнүүд бараг бүрэн хэрэглэж байсан тул агаарт хуримтлагдахгүй байв. Тухайн үед агаар дахь хүчилтөрөгчийн агууламж одоогийнхоос 20 дахин бага байсан хэмээн эрдэмтэд тооцоолж буй.

Гэвч бүрэн мөстлөгийн төгсгөл үе агаар дахь хүчилтөрөгчийг огцом нэмэгдүүлэхүйц нөлөө үзүүлжээ. Мөсийг хайлуулсан агаар дахь нүүрстөрөгчийн нөлөөгөөр -50 хэм байсан дэлхийн агаарын дундаж хэм +50 болтлоо нэмэгдэв. Хэт халуунаас үүдэн далайн ус их хэмжээгээр ууршиж, төв хэсгийн даралт 300 Гекта Па, 300 м/с хурд бүхий аварга хар салхийг үүсгэх болжээ. Өнөөгийн үед төсөөлөхийн аргагүй аварга хар салхи далайн эрэг орчимд 100м өндөр давалгаа үүсгэв. Бүрэн мөстлөгийн үед далайн ёроолын галт уулнаас ялгарсан тэжээллэг бодисууд их хэмжээгээр хуримтлагджээ. Гэхдээ амьд амьтад бараг мөхөөд байсан тул түүнийг хэрэглэж задлах нөхцөл үгүй байв. Аварга хар салхи далайн усыг хольж хутгаснаар гүнд хуримтлагдсан тэжээллэг бодисыг усны гүехэн хэсэгт гаргаж иржээ. Амьтад ч энэ боломжийг чадварлаг ашиглав.

Тэжээллэг бодисоор элбэг далайн усанд нарны гэрэл тусам үед халуун рашаан зэрэгт хоргодон бүрэн мөстлөгийг тэсэн гарсан фотосинтетик организм тэсрэх мэт үржиж эхэлжээ. Тэдний нөлөөгөөр фотосинтез идэвхтэй явагдаж, их хэмжээний хүчилтөрөгчийг нэгэн зэрэг ялгаруулав. Нарны гэрэлд татагдан усны өнгөн хэсэгт их хэмжээгээр цугларсан фотосинтетик организм тухайн үеийн далайг ногоон өнгөөр туяаруулж байв. Ийнхүү дэлхий хүчилтөрөгчөөр баялаг гариг болон хувирчээ. Харин агаар дахь нүүрстөрөгчийн ихэнх хэсэг мөснөөс ангижирсан далайн усанд шингэв. Өнөөдөр агаар дахь агууламж нь 20%-д хүрээд байгаа хүчилтөрөгч бүрэн мөстлөгийг тэсэн гарсан амьдралын хүчээр бий болсон зүйл юм. Тэр үед бидний өвөг дээдэс хүчилтөрөгчийг их хэмжээгээр сорж, түүнд агуулагдах их хэмжээний энергийн тусламжтайгаар бие дотроо коллаген үүсгэх болжээ. Үнэндээ коллаген үүсэх анхны нөхцөл нь их хэмжээний хүчилтөрөгч юм. Ийнхүү 3 тэрбум 500 сая жилийн хугацаанд бичил биетэн байсан амьдрал хэдхэн зуун сая жилийн дотор нүдэнд үзэгдэхүйц том биетэй болон хувирчээ. Хэрэв дэлхийд бүрэн мөстлөг тохиогоогүй байсан бол бид өнөөдөр ч бактериэс илүү том биетэй болон хувирч чадахгүй байсан биз ээ.

Бүрэн мөстлөгийг давсан бидний өвөг дээдэс ч бас их хэмжээний хүчилтөрөгчийг хэрэглэн, бие дотроо коллагенийг үүсгэж, бидэнтэй төстэй том овор бүхий биеийн бүтцийг олж эхэлжээ. Бидний буюу сээр нуруутны өвөг гэгдэх амьтны нуруунд үзэгдэх хар судал коллагенаас бүрдэх нурууны ясны эртний хэлбэр ажээ. Мөн толгойд нь ямар нэгэн мэдрэхүйн эрхтэн - нүдний эртний хэлбэр байх магадлал өндөр. Коллаген ашиглан биеэ томсгосон эртний амьтад хүнд хүртэл үргэлжлэх хувьслын анхны босгыг бүрэн мөстлөгийн дараа алхжээ. Түүнээс хойш бидний дээд төрөлтөнгүүд коллагенаар янз бүрийн эрхтэн бүтээж, үргэлжлэн хувьсав. Хүний биеийг тулах тулгуур - ясны 90% нь коллагенаас бүрддэг. Яс нь үнэндээ калци зэрэг бусад бодисыг агуулсан коллагений бөөгнөрөл юм. Хүний арьсны 70 хувийг коллаген бүрдүүлдэг. Хүний нүдний эвэрлэг бүрхэвчийг коллагенаар урласан урлагийн бүтээл гэхэд хилсдэхгүй. Судасны хэлбэрийг бүрдүүлэгч нь мөн л коллаген юм. Бүрэн мөстлөгийг давсан бичил биетнүүд эх дэлхийгээ хүчилтөрөгчөөр баялаг болгон хувиргаж, биднийг өнөөгийн дүр төрхийг олох найдвартай замыг засч өгчээ. Амьдрал нүдэнд үзэгдэх хэмжээнд хүрснээс хойш 600 сая жил өнгөрч, өнөөдөр тэр амьдралын гэрэл гэгээг сансраас ч харах боломжтой болов.