Hledáme ve vesmíru planety podobné Zemi. Měly by jich být miliardy. Jenomže – to je jen optimistický odhad. V okrajových částech galaxií je málo těžkých prvků, blíže k jádru pak příliš mnoho hvězd. Hvězdy zanikají často výbuchem spojeným se šířením smrtelného záření. Smrt jedné hvězdy však může znamenat vznik jiných a v důsledku toho i vznik života.

            Začalo to výbuchem supernovy, asi před 5 miliardami let. Při výbuchu došlo k syntéze jader těžkých prvků. Zároveň se vytvořilo horké plynné mračno. To postupně chladlo, prachové částice se shlukovaly do větších celků. Kolem hlavního centra (budoucího Slunce) se vytvořila menší jádra – zárodky budoucích planet. Odlišné podmínky kondenzace vedly k tomu, že planety bližší Slunci obsahují více těžko tavitelných složek, naopak planety vzdálenější mají více složek těkavých.

            Vytváření Země asi před 4,5 miliardami let probíhalo postupně – nejdříve převažovaly Sluncem zmagnetované částice s obsahem železa a niklu, pak převládla gravitace vznikající planety a přibývalo i částic s nemagnetickými prvky. Energií z dopadajících úlomků, gravitací a radioaktivním teplem došlo k natavení celého tělesa nové planety, tím se jeho vrstevnatá stavba ještě zvýraznila.

1.67656E_43.44532S.jpg
 
 Povrch Země byl podobný povrchu Měsíce  

            Krátce po svém vzniku byla Země velmi horkou planetou s částečně nataveným povrchem. V té době také vznikl Měsíc, který od té doby stabilizuje sklon zemské osy, čímž udržuje střídání ročních období a pohyby vody v oceánech. Na Zemi stále dopadaly meteority, včetně těles o velikosti velkých planetek. Kapalná voda na povrchu se po každém dalším dopadu vypařovala. V atmosféře převládal metan, amoniak a vodní páry. Ultrafialové záření, které dnes používáme pro sterilizaci předmětů, pronikalo do 15 m  pod vodní hladinu. Život v podobě, jak ho známe dnes, na takovém tělese nemohl existovat.

            Teplota na Zemi (kolem 800 C) se po ukončení bombardování z vesmíru před 3,9 miliardami let postupně snižovala. Oceán mohl být až 3 km hluboký, diferenciací hornin vznikly zárodky pevninských bloků. V horkém redukčním prostředí vznikl život. Pro tuto úvahu není podstatné, jestli byly organické látky přineseny z vesmíru nebo se vytvořily přímo na Zemi. Obě možnosti byly experimentálně napodobeny. Od organických látek k živému organizmu je sice daleko, ale byly k dispozici šablony v podobě jílovitých minerálů a hlavně ohromný prostor a dostatek času. Nevíme, jestli život nebyl několikrát zničen, ale důkazy jeho existence jsou z doby starší než 3,5 miliardy let. První organizmy byly bakterie, později se k nim přidružily sinice, které už využívají fotosyntézu a tedy produkují kyslík. Ten byl z počátku spotřebováván na oxidaci – především šlo o oxidaci železa.

Archaeosphaeroides.jpg Eosphaera.jpg Kakabekia.jpg rasa1.jpg
 Nejstarší nalezené zbytky organizmů jsou jednoduché, pozorovatelné pouze mikroskopem
stromatolity1.jpg stromatolity2.jpg
 Stromatolity, Gunflint Chert, Hořejšíjezero  Dnešní stromatolity, Žraločí zátoka
 (Převzato z David Attenborough Život na Zemi, Panorama 1985)

            Před 3 miliardami let už činností bakterií a sinic vznikaly vrstevnaté útvary – stromatolity. Teplota byla jen 400 C. Před 2,3 miliardami let a znovu před 700 – 600 miliony let celá planeta zmrzla tak, že se proměnila v ledovou kouli. Život i tehdy přežil – snad u hlubokomořských vývěrů horké vody. Slunce však postupně vydávalo víc a víc energie a naše planeta opět roztála. Ale bylo to doslova o fous.

-----------------
Ediacara.jpg
 
  Předkambrická fauna - zkameněliny pérovníků a kroužkovců (Ediacara, Austrálie)
(Převzato z David Attenborough Život na Zemi, Panorama 1985)

 

          Od svého počátku život ovlivňuje prostředí kolem sebe. Uvolňování kyslíku vedlo před začátkem prvohor (více než před 550 miliony let) k dosažení jednoho procenta dnešní koncentrace. To stačilo k tomu, aby se ultrafialové záření dostalo jen několik mm pod vodní hladinu, živočichové si mohli vytvářet pevné schránky a kostry. Právě takové, které se mohou zachovat jako zkameněliny. Na počátku prvohor, v kambriu (před 544 miliony let), se objevují ve velkém množství. V takovém, že geologové mluví o „kambrické explozi“.   

-----------------
kambrium.jpg
 
   Nejznámějšími zkamenělinami prvohor jsou trilobiti
(Převzato z David Attenborough Život na Zemi, Panorama 1985)
 

 

trilo.jpg

   Ocasní štít trilobita, ordovik, Králův Dvůr u Berouna
 

hlavonozci.jpg

   Schránky hlavonožců, silur, Radotín
 

lilijice.jpg

   Články lilijic, devon, Koněprusy
 

korali.jpg

   Korálový vápenec, devon, Býčí skála

            Život a Země spolupracují. Rostliny odebírají z atmosféry oxid uhličitý, vytvářejí organické látky a kyslík. Živočichové tyto organické látky opět rozkládají a oxidují na oxid uhličitý. Část uhlíku se ve formě uhličitanu dostává do sedimentů, část je uložena jako ropa, zemní plyn nebo uhlí. Díky deskové tektonice se uhlík v místech podsouvání jednotlivých desek zase dostává zpět do atmosféry - jako CO2.

CO2 je skleníkový plyn, který spolu s dalšími (nejdůležitější je asi vodní pára) vytváří skleníkový efekt a zvyšuje teplotu na Zemi. Docela pěkný koloběh, který navíc odebíráním CO2 z atmosféry vyrovnává pomalé zvyšování teploty, které způsobuje Slunce. Navíc se zdánlivě pěknou zpětnou vazbou – když se ochladí, zmenší se množství rostlin a živočichů, tím přibude CO2, zvýší se účinnost skleníkového efektu a teplota se opět zvýší.

Život měl tedy zdánlivě krásnou perspektivu na miliardy let, do té doby, než dojde k takovému zvýšení teploty Slunce, že život na Zemi už nebude možný.

Svoji příležitost ovšem život dokonale využil. Rychle se objevily téměř všechny hlavní skupiny bezobratlých. Ne vždy bylo vše jednoduché. Několikrát došlo k vymírání druhů. Před 430 miliony let a znovu před 365 miliony let došlo k vymření řady druhů. Podmínky na Zemi přece jen nebyly tak ideální, jak to z počátku vypadalo. Za příčiny vymírání se považují chladná období, kolísání mořské hladiny, sopečná činnost – a jako vždy, i mnoho dalších. Přesto - kyslíku přibývalo, a když bylo možné osídlit souš, vydal se život i tam. Stačilo k tomu 10x méně kyslíku v atmosféře, než je nyní. Ozónová vrstva spolehlivě odfiltrovala ultrafialové záření. Stalo se to v siluru. Rozhodně není náhodou, že právě tehdy se objevily první suchozemské rostliny.  

panorama.jpg

 Devonské vápence, Český kras, Mořina

asterophyllites_grandis3.jpg

calamostachys.jpg
 Olistěná větévka přesličkovité rostliny- karbon, Otvovice
 Výtrusná šištice přesličkovité rostliny- karbon, Kladno

pecopteris.jpg

lepidodendron_aculeatum.jpg

 List stromovité kapradiny- karbon, Otvovice  Otisk kmene stromovité plavuňovité rostliny - karbon, Kladno

jepice.jpg

calamites.jpg
 Jepice, rozpětí křídel 45 cm - - karbon, Kladno  Výlitek dřeňové dutiny přesličkovité rostliny - karbon, Radnice

Souš si život rychle přebudoval ke svým potřebám. Prvních několik průkopníků – převážně řas na to nestačilo. Již v devonu se objevily první rostliny, které se rozmnožovaly semeny. Rostlinách té doby často mají mohutnou dřeň nebo velmi tlustou kůru, velké buňky, ale nejnápadnější je menší množství průduchů ve srovnání s dnešními rostlinami. Oxidu uhličitého byl nadbytek. Rychle stoupal i obsah kyslíku v atmosféře.

Život oxidem uhličitým doslova plýtval. Kořeny rostlin pomohly ke zvětrávání hornin nejen na povrchu, ale do hloubky několika metrů. V mořích se zvýšilo ukládání vápence. Na pevninách vznikly sloje uhlí. Přestože jich během dalších většina zvětrala, dnes 22% uhlí pochází z karbonu a téměř 17% z permu. Spolu s konfigurací pevnin a moří snižující obsah CO2 umožnil v permu i zalednění, podobné tomu, jaké známe z nedávné (a vlastně i současné) doby.

Celkový objem biomasy (hmoty všech živých organizmů) dosáhl v prvohorách maxima. V dalších dobách se už pouze postupně snižoval.

lubna.jpg

 Uhelná sloj, Lubná u Rakovníka. Světlé polohy obsahují přeplavený sopečný popel

            Na konci prvohor už existovalo mnoho skupin plazů, některé z nich dokonce s nespornými savčími znaky. Země však přehodila výhybku. V místech dnešní západní Sibiře došlo k ohromným sopečným výbuchům. Sopečné plyny prudce změnily klima. Pravděpodobně se uvolnil i metan z mořských sedimentů. Velmi rychle klesl obsah kyslíku v atmosféře. Následky byly strašlivé – došlo k největšímu vymírání (lepší termín by byl vybíjení) v dějinách planety. Vymřelo 95% všech druhů (podle různých autorů se tento údaj liší – od 80% do 98%).

            Z obratlovců tuto katastrofu zvládli nejlépe plazi. Stali se vládci pevniny na celé období druhohor. Savci existovali spolu s nimi, ale nijak významně se nedokázali prosadit.

2.jpg  
Populární dinosauři (malba Z. Buriana)
(Převzato z B. Záruba Cesta do pravěku, Granit 1995)
 

           Na konci druhohor (před 65 miliony let) postihla život další velká katastrofa. Do oblasti dnešního Mexického zálivu dopadl ohromný meteorit. Jeho průměr je odhadován na 10 km, ale poslední výsledky geofyzikálních měření okazují, že kráter, který vytvořil, měl průměr asi 300 km. To by ovšem odpovídalo mnohem většímu tělesu. Mračno prachu zaclonilo Slunce, několik let byla omezena fotosyntéza. Dokonce došlo ke slučování dusíku a kyslíku v atmosféře s následkem kyselých dešťů – z nebe pršela naředěná kyselina dusičná. Celosvětové požáry ničily zbytky rostlinstva. Cunami dosáhly výšek několika kilometrů. V místě dopadu meteoritu jsou mohutné vrstvy vápenců. Dopadem se uvolnilo velké množství oxidu uhličitého.

            Energie dopadu byla více než 10 000x větší, než je v současném celosvětovém arsenálu atomových zbraní. Vlastně je s podivem, že život tuhle katastrofu vůbec přežil. Dokonce lépe, než katastrofu na hranici prvohor a druhohor. Ta umožnila rozvoj plazů, po konci druhohor nastal rozvoj savců a ptáků.

            Rostliny už s předstihem dosáhly úrovně krytosemenných, kvetoucích rostlin. Stále plýtvaly oxidem uhličitým, uhlík se nadále ukládal ve vápencích, ropě, zemním plynu a uhlí. Třetihorního stáří je téměř 55% zásob uhlí. Teplé celoplanetární klima,  přibývání dalších druhů savců naznačovalo klidný rozvoj života. Před 55 miliony let se však uvolnil metan z hlubokomořských sedimentů. Spouštěcím mechanizmem byla nejspíše sopečná činnost. Obsah CO2 v atmosféře se zdvojnásobil – a krátkodobě se planeta oteplila asi o 50 C. Na pevnině došlo k rozvoji deštných pralesů, zato v oceánech vyhynula řada druhů.

            Celkově však během třetihor obsah CO2 v atmosféře postupně klesal. Klesala i teplota. Planeta se vysušovala, rozsáhlé deštné pralesy postupně mizely. Došlo k rozvoji trav, které dokáží lépe využívat CO2 z atmosféry. Ještě důležitější však je, že svými kořínky zadržují půdu a omezují zvětrávání. Život prostě začal šetřit. Koncentrace 0,015 objemových procent v atmosféře je už pro některé rostliny kritická (připomínám, že dnes máme v atmosféře více než dvojnásobné množství). Přesto celkem v nedávné době byla koncentrace 0,016 objemových procent. Celkové množství biomasy na Zemi stále klesá.

 

tercier1.jpg
Listy třetihorních stromů - Bílina

            Současné doby ledové a meziledové jsou způsobeny řadou příčin. Rozhodující je rozložení pevnin a oceánů. Pak se uplatní astronomické příčiny – změna úhlu osy Země ke Slunci, změna tvaru oběžné dráhy a pomalá rotace oběžné dráhy. K tomu se mění i záření samotného Slunce. Zvýšení teploty následuje se zpožděním i zvyšování obsahu skleníkotvorných plynů.

            Budoucnost života není příliš radostná. Možná již za několik stovek let dojde k dalšímu velkému zalednění. Postupné snížení CO2 bude mít za následek podstatné snížení množství biomasy. Doby ledové skončí teprve tehdy, až se pevniny posunou dále od pólů. Nízký obsah CO2 a následně snižující se obsah kyslíku v atmosféře povede postupnému vymírání vyšších forem života. Vzdálená budoucnost patří bakteriím. Stále vyšší teplota způsobená zvyšováním záření Slunce vyhubí život dříve, než zanikne samotná planeta. To je však perspektiva stovek milionů let. Stále hrozí v dlouhodobé pespektivě sopečné výbuchy a dopady kosmických těles.

             Současné vypouštění oxidu uhličitého možná může o něco oddálit nástup dalšího chladného období. Možná pomůže i ke zvýšení zemědělských výnosů. Na dlouhodobou regulaci klimatu je ho však v zásobách fosilních paliv málo. Dříve, než dojde k podstatným změnám, paliva budou vyčerpaná. V podstatě je jedno, jestli je budeme spalovat v časové úrovni desítek nebo stovek let.

            PhDr. Karel Sklenář napsal: Člověk je ta největší pohroma, kterou příroda vymyslela sama na sebe. S tím je možné souhlasit. Lidská činnost  je spíše rabování, než rozumné hospodaření. Jedinou nadějí je paradoxně ubývání přírodních zdrojů a následná nutnost s nimi opatrně hospodařit. 


O posunu zemských ker je více v článku Cesta z jihu na sever

Poznámky k diskuzi:
  1. Když mám na věc svůj názor, neznamená to, že nutně mám také pravdu
  2. Pokud neodpovím, je to proto, že jsem Váš příspěvek přehlédl nebo jsem mimo připojení. Klidně mi napište.
  3. Bod 1 platí pro autora, nikoliv pro diskutující.