Скорость эволюции и факторы её определяющие

[stuuvi]

http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/  вот тут можно последствия посчитать импакта

[AlexAV]

100 км (типа ??)  и
1000 км (типа ??) 

Скорее всего после периода поздней тяжёлой бомбардировки таких не было вообще.

10 км (типа Чиксулубского); 

Крупнейший кратер фанерозоя. Уже отсюда ясно, что такие события чрезвычайно редки. Видимо не чаще, чем раз за миллиард лет. Но даже для него связь с вымиранием - дискуссионный вопрос. Вымирание началось до момента столкновения, параллельно имели места трамповые извержения Декана и где здесь причина, где следствие, а где просто фоновое событие не вполне ясно.

0.01 км (типа Челябинского) 
0.1 км (типа Тунгусского; 
1 км (типа Аризонского);

Это всё уже локальные катастрофы без глобальных последствий.

[Павел Васильев]

http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/  вот тут можно последствия посчитать импакта

Спасибо, хорошая программа, по ней как раз и получается, что для размеров 1-10км при падении в воду размер кратера и его конечная глубина будут в 2-3 раза меньше, чем при попадании в сушу. Однако никак не учитываются долговременные последствия удара и возможность попадания в зоны супервулканизма или даже на границы тектонических плит. Последствия при этом будут на порядок более разрушительными и гибельными для биосферы.

[Arton]

Глобальные биосферные катастрофы потрясают нашу планету с периодичностью в 21,4 млн. лет. Потому, вряд ли, разумно полагать, что именно гигантские астероиды сваливаются на Землю столь регулярно.

[AlexAV]

Однако никак не учитываются долговременные последствия удара и возможность попадания в зоны супервулканизма или даже на границы тектонических плит. Последствия при этом будут на порядок более разрушительными и гибельными для биосферы.

Здесь лучше смотреть на палеонтологические данные. Всё же "'экспериментальная проверка" куда достовернее любой теории.

В фанерозое сколько-нибудь достоверной корреляции между метеоритными кратерами диаметром менее 100 км и вымираниями нет. Т.е. астероиды размером менее 5 км достоверно не вызывают сколько-нибудь значимых глобальных последствий для биосферы Земли.

Единственное исключение крупнейший кратер фанерозоя - Чиксулуб, образованный телом около 10 км. Он коррелирует с мел-палеогеновым вымиранием и кроме того есть свидетельства глобальных последствий такого удара (следы сажи в пласте на большей части планеты, "папоротниковый пик", некоторые геохимические аномалии соотношения изотопов углерода и т.д.). Было ли это основной причиной вымирания, "последней соломинкой" для системы находящейся в кризисе по другим причинам или просто несущественным фоновым событием - вопрос пока дискуссионный.

В любом случае минимальная граница опасного астероида лежит не ниже этих 10 км. А такие столкновения чрезвычайно редки.

[незлой]

а по какому принципу считались "амплитуды" вымираний? почему меловое вымирание больше пермского? 

[Скеп-тик]

Крупнейший кратер фанерозоя.

  Кратер Шива. Примерно того же времени и существенно крупнее.
  http://ru.wikipedia.org/wiki/Шива_(кратер)

[AlexAV]

  Кратер Шива. Примерно того же времени и существенно крупнее.
  http://ru.wikipedia.org/wiki/Шива_(кратер)

Его импактное происхождение пока не доказано. По возрасту практически ровесник Чиксулубского. Даже если окажется импактным (пока гипотеза вулканического выглядит не менее вероятной), то оба вероятно будут образованы осколками одного тела.

Кстати если будет подтверждено всё же его астероидное происхождение, то это вообще сделает "астероидную опасность" абсолютно эфемерной. Придётся признать, что даже 40 км тело способно вызвать только сравнительно небольшие изменения в биосфере (вымирание затронуло лишь отдельные группы, которые впрочем начали вымирать задолго до этого события, успешные же формы вроде цветковых растений его вообще не заметили, т.е. фитоценозы маастрихта и дания фактически идентичны). Т.е. если это и причина вымирания, то по самой нижней грани. Всё что меньше придётся признать вообще безопасным с точки зрения глобальных последствий.

Сколько-нибудь близкий к этому значению астероид присутствует среди современных околоземных только в одном экземпляре -  (1036) Ганимед и вероятность столкновения с ним около нулевая.

[Павел Васильев]

Кратер Шива. Примерно того же времени и существенно крупнее.
  http://ru.wikipedia.org/wiki/Шива_(кратер)

Ну и? Это как раз свидетельствует о том, что два импакта произошли либо одномоментно, либо с небольшим интервалом во времени. В результате увеличился эффект глобального воздействия на биосферу, в частности поражения самых крупных животных - динозавров. 

[Arton]

по какому принципу считались "амплитуды" вымираний? почему меловое вымирание больше пермского?

В основу циклической шкалы биосферных катаклизмов клался полный период солнечной активности, включающий в себя два цикла активности дневного светила, с учетом смены магнитной полярности пятен на Солнце. Длительность этого периода составляет с высокой степенью стабильности двадцать один с половиной земного года. С такой периодичностью биосфера нашей планеты переживает самые слабые (одно-балльные) катаклизмы – перевороты, которые и катастрофами-то назвать язык никак не поворачивается. Однако, на этом, довольно спокойном, фоне малоприметных катаклизмов, резко выделяется каждый двадцать четвертый. И, “каждому двадцать четвертому” биосферному катаклизму соответствует уровень мощности уже в не в один, но в три балла. В свою очередь, каждый “двадцать четвертый из двадцать четвертых” оказывается еще на два балла мощнее. И так далее… Таким образом формируется целая система “вложенных” циклов, каждый из которых разбивается на двадцать четыре более слабых цикла, но зато происходящих ровно в 24 раза чаще основного (на два балла более мощного). В эту систему циклов нечетной балльности встраиваются “четные” циклические катаклизмы, объединяющие три (всего на один балл) более слабых цикла. Так, длительность спокойной жизни от одной катастрофы силой в два балла до другой ей аналогичной составляет 64,5 года (21,5 • 3). Нетрудно убедиться, что десятибалльные биосферные катастрофы сотрясают нашу Землю с периодичностью в 21´399´552 года, или приблизительно каждые 21,4 млн. лет. Тот самый срок, что вытекает из откровений Орбиньи. Разумеется, каждый двадцать четвертый десятибалльный переворот является уже двенадцатибалльным. И случился он пока единственный раз за всю фанерозойскую эпоху, стерев с лица Земли ужасных ящеров – динозавров 66 млн. лет тому назад.

[незлой]

Разумеется, каждый двадцать четвертый десятибалльный переворот является уже двенадцатибалльным. И случился он пока единственный раз за всю фанерозойскую эпоху, стерев с лица Земли ужасных ящеров – динозавров 66 млн. лет тому назад.

но ведь в пермское вымирание исчезло больше видов? ваша оценка мощности както это учитывает?

[Arton]

Конкретно такой задачи не было.
Я просто взял схему вложенных циклов и наложил ее на геологическую шкалу.
Оказалось, что биосферные катаклизмы силой в 10 и более баллов (совпавших в количестве, указанном Орбиньи) не всегда приводили к смене геологических периодов. Пришлось использовать более позднее дополнение расчета силы биосферных катаклизмов, с учетом фактора их полубального усиления. Сам Орбиньи, вроде бы, никогда не говорил о различии в силе его катаклизмов.
Так вот, для смены геологических периодов на Земле необходимы биосферные потрясения с силой никак не ниже 10,5 баллов, а для смены геологических эр – не ниже 11,5. Что относится к обоим (девонскому и меловому) вымираниям живых организмов.
При этом расчетные даты смены геологических периодов хорошо коррелируют с данными радиоуглеродного анализа.

[SY]

При этом расчетные даты смены геологических периодов хорошо коррелируют с данными радиоуглеродного анализа.

Здесь где-то ошибка. Радиоуглеродный метод действует на протяжении последних десятков тысяч лет. Более ранний радиоуглерод не дожил до наших дней. Его период полураспада 5,7·10³ лет

[Arton]

Да, действительно, Вы где-то ошибаетесь.
Если период полураспада составляет 5,7•10³ лет, то это вовсе не означает что метод действует на протяжении последних десятков тысяч лет.
Поскольку более ранний радиоуглерод дожил до наших дней в меньшем количестве.

[Arton]

Исходной датой (n = 0) формулы, определяется собственно дата начала самой эпохи Фанерозоя – 579,6 млн. лет до к. э., в лице ее первого, кембрийского геологического периода.
Второй период, Ордовик начался с четвертым переворотом (n = 4), т. е. 494 млн. лет тому назад (свинцово-изотопный метод дает оценку 490±15).
Ордовик уступил место Силуру с седьмым катаклизмом Орбиньи (расчетное время: Т₇ = - 429,8 при 435±10 по изотопному методу).
В свой черед Силур был сменен Девоном уже в следующий, восьмой по счету катаклизм (Т₈ = - 408,4 при 400±10).
Продолжая поиск соответствия теории Кювье с современной геохронологической шкалой Фанерозоя (рис. 21-1) необходимо признать временем начала каменоугольного периода (Карбона) одиннадцатый катаклизм (Т₁₁ = - 344,2 при 345±10).
Далее, для Перьми Т₁₄ = - 280,0 (280±10);
Триаса Т₁₆ = - 237,2 (235±10);
Мела Т₂₁ = - 130,2 (132±5);
Неогена Т₂₆ = - 23,2 (25±2) миллиона лет тому назад

[Vulpecula Polaris]

У вас какие то совсем уж древние оценки абсолютного времени начала периодов. Современные выглядят уже совсем не так.
Вот хотя бы в википедии что ли
Геохронологическая шкала

[Arton]

Вы правы, хронология обновления земной биосферы выглядит намного сложнее, чем это представлялось Орбиньи.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/06/Extinction_intensity.svg/320px-Extinction_intensity.svg.png



Но обратите внимание на продолжительность «спокойной жизни» между мел-палеоген и пермским вымиранием, между пермским и ордовикско-силурийским…
•   мел-палеогеновое вымирание — 65,5 млн лет назад.
•   триасовое вымирание — 199,6 млн лет назад;
•   массовое пермское вымирание — 251,4 млн лет назад;
•   девонское вымирание — 364 млн лет назад;
•   ордовикско-силурийское вымирание — 440 млн лет назад;

Полагаю, что общая схема регулярности биосферных катастроф, все-таки, верна.
Беру тайм-аут.

[Arton]

Выношу на обсуждение такую мысль:
Цикличный характер вымирания жизни на Земле имеет две «волны». Период первой волны составляет 187 млн. лет, период второй немного короче – 164. Обе волны вымирания (биосферные катаклизмы) должны брать свое начало в некой «нулевой точке» Т₀, за которую необходимо принять дату в 2496 млн. лет тому назад (время наступления Протерозоя). В этом случае биосферные катаклизмы могут быть описаны следующими формулами:

Т_n = 187 • n – Т₀ (время n-ой биосферной катастрофы первой волны)
 T_m = 164 • m – Т₀ (время m-ой биосферной катастрофы второй волны)

Таким образом, 13-я катастрофа первой волны (n = 13) должна, согласно расчетам, иметь место 65 млн. лет тому назад, что соответствует мел-палеогеновому вымиранию. А 14-я катастрофа второй волны вымирания (m = 14) должна была произойти 200 млн. лет тому назад, что соответствует триасовому вымиранию.
И эти катастрофы соответствовали 26-му и 27-му биосферным катаклизмам Орбиньи.
Что касается более ранних биосферных катаклизмов, то здесь картина следующая:

№25, n = 12,  Т₁₂ = -252 млн. лет (пермское вымирание)
№24, m = 13, Т₁₃ = -364 млн. лет (девонское вымирание)
№23, n = 11,  Т₁₁ = -439 млн. лет (ордовикско-силурийское вымирание)

Легкое недоумение вызывает биосферный катаклизм №28, который, почему-то, не принимался во внимание Орбиньи.

№28, m = 15,  Т₁₅ = -36 млн. лет?

[OratorFree]

Пишу этот топик, наступая на горло собственной песни Miodnikerstva. Но почему-то пришла такая мысль в голову, решил поделиться. Вдруг кому-то это будет полезно узнать.

Я рассмотрел процесс эволюции и нашёл параметр, который может быть определяющим скорость эволюции. Фанерозой я отсек из рассмотрения (~550 млн.) ибо тут трудно что-то анализировать из-за сложности и неоднозначности процесса эволюции в этот период. Так же исключил катархей - надо дать время планете остыть. Рассмотрению подвергся докембрий без катархея это округлённо - 3,5 млрд. лет. Моё внимание привлекло то, что именно в этот период произошло накопления кислорода, в результате которого затем начался кембрийский взрыв и далее эволюция многоклеточных.

Дальнейшие рассуждения основываются на двух постулатах. Первое - накопление кислорода было невозможно пока не завершились процессы окисления на планете, в основном железа. И постулат два - эволюционная изменчивость имеет гораздо более высокие потенциал, чем наблюдаемые изменения в процессе эволюции. При появлении соответствующих изменений в условиях для жизни - реакция в палеонтологическим смысле обычно "мгновенна" - в течении единиц миллионов лет.

Окисление железа это химический процесс хотя с участием жизни многоступенчатый. А для скорости химических реакций есть известные закономерности в частности при всех прочих условиях зависимость от температуры. В первом приближении влияние температуры на скорость реакций определяется правилом Вант-Гоффа : В интервале температур от 0оС до 100оС при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза.

Жизнь существует примерно в этом диапазоне. На Земле средняя температура +15° С* . Возьмем в качестве нижнего предела для жизни +5° С , это еще жидкая вода и есть небольшой промежуток до её замерзания. Это на 10° ниже, исходя из консервативной оценки скорость химических реакция будет в два раза меньше, докембрий без катархея 7 млрд. лет. Добавляя катархей и фанерозой  получаем общий срок эволюции до разумного вида ~8,2 млрд. лет. С учетом того, что через пару миллиардов лет Земле покинет "зону жизни" - окажись такая скорость развития на Земле, разумный вид появиться бы не успел.

В качестве верхнего предела средней температуры возьмём +55° С это на 15° ниже температуры пастеризации. Поскольку наша цель оценка эволюции до разумного вида, о планетах с микроорганизмами экстремофилами, мы не будем рассуждать.
Тогда скорость химических реакций будет в 2^((55°-15°)/10°)=16. Т.е. скорость химических реакций возрастёт в 16 раз и докебрий начиная с архея "просвистит" за ~200 млн. лет. "Возвращая" катархей и фанерозой получает срок эволюции до разумного вида 1,6 млрд. лет. Это вполне приемлемо для звезд класса F, в том числе для известной звезды Табби (KIC 8462852).

Краткое резюме.
Если исходить из возможной вариабельности эволюции в докембрии, то из-за широкого диапазона срока эволюции до разумной жизни от ~1,6 млрд. лет до  ~8,2 млрд. лет  разумная жизнь может появится и на звездах класса F, а может не успеть появиться на звездах класса G.

Такая вот диспозиция.

P.S.
Окажись Венера чуть дальше от Солнца, там вполне могла появиться разумная жизнь и колонизировать раннюю Землю и нас бы тогда не было.

*Примечание. Да я знаю, что в докембрии была другая средняя температура, но поскольку речь идет об относительном отклонении средней температуры от Земной (хоть сейчас, хоть в прошлом), то это несущественно для данной оценки.
 

[Ксавье]

Насчет Венеры абсолютно ничего не ясно как и какие процессы происходили на той планете. Эта планета вне нашего понимания