Происхождение жизни
Шрифт:
В то время, когда впервые был установлен факт нахождения углеводородов в метеоритах, еще существовало ложное убеждение, что органические вещества (а следовательно, и углеводороды) в естественных условиях могут образовываться только живыми организмами. Поэтому многие ученые высказывали тогда предположение, что углеводороды метеоритов образовались вторично, путем разложения организмов, живших когда-то на этих небесных телах. Однако позднейшие весьма тщательные исследования полностью опровергли это предположение, и мы в настоящее время знаем, что углеводороды метеоритов, так же как и углеводороды звездных атмосфер, возникли неорганическим путем, т. е. вне какой-либо
Подводя итог всему сказанному, мы видим, что абиогенное, независимое от жизни, образование углеводородов в природных условиях не только вполне возможно, но и является весьма распространенным процессом во Вселенной. Углеводороды обнаружены повсюду, на всех доступных нашему исследованию объектах: в атмосферах различных звезд, в том числе и в атмосфере Солнца, в холодных газопылевых облаках межзвездного пространства, на поверхности больших планет и их спутников, в веществе комет и, наконец, в упавших на Землю метеоритах. Неужели же наша планета является каким-то абсолютным исключением из этого общего правила и на ней никогда не могли образоваться простейшие органические вещества абиогенным путем? Не правильнее ли думать, что этот процесс имел место в прошлые эпохи существования Земли, предшествовавшие возникновению жизни, а может быть, происходит и сейчас, только мы его не замечаем.
История возникновения нашей планеты — Земли, к сожалению, еще и до сих пор остается во многих отношениях не совсем ясной. Поэтому и сейчас в научной литературе по вопросу о происхождении Земли конкурируют между собой несколько теорий или гипотез, которые в отдельных своих положениях противоречат друг другу. Однако все они сходятся на том, что материалом для образования Земли, как и других планет нашей солнечной системы, послужило одно из тех газопылевых облаков межзвездного вещества, о которых упоминалось нами выше.
Споры вызывает лишь вопрос о происхождении этого облака. Так, например, согласно теории О. Шмидта оно было захвачено сформировавшимся до этого Солнцем, когда Солнце, двигаясь по круговой орбите вокруг центра нашего звездного мира (Галактики), вошло в скопление газопылевой материи и вовлекло часть этой материи в сферу своего притяжения. Напротив, В. Фесенков и многие другие астрономы считают, что Солнце образовалось почти одновременно с окружающими его планетами из одного общего для всех них газопылевого облака.
Несколько лет тому назад среди очень крупных скоплений газопылевой материи удалось обнаружить относительно небольшие, но вместе с тем сравнительно плотные образования, которые вследствие своей сильной светонепроницаемости хорошо видны на фоне светлых туманностей в форме круглых или почти круглых пятнышек. Они получили название глобул. Масса некоторых из них в несколько раз меньше, чем масса Солнца, но другие глобулы включают в себя такое количество вещества, что его хватило бы для образования не одной, а нескольких солнечных систем.
В современной астрономии довольно широкой популярностью пользуется мнение, что одна из таких глобул и послужила исходной системой для образования как Солнца, так и окружающих его планет. При этом на какой-то стадии развития глобулы в ней сперва возникло центральное тело. Когда масса этого тела достигла значительной величины, в нем создались подходящие условия для образования углеродного цикла. Благодаря этому стали освобождаться гигантские количества внутриатомной энергии и тело превратилось в само- светящуюся звезду, в наше Солнце. Остаток вещества глобулы, не вошедшего в состав Солнца, послужил материалом для образования планет.
Движение частиц в первоначальном протопла- нетном облаке было довольно хаотичным. Частицы, самостоятельно обращаясь вокруг центрального тела, как его мельчайшие спутники, могли двигаться в разных направлениях и в разных плоскостях. При этом они неизбежно сталкивались между собой, в результате чего облако постепенно уплощалось, приобретало форму диска, а входящие в состав его частицы объединялись между собой сначала в сравнительно мелкие тела (планетозималии), а затем и в более крупные образования, являвшиеся центрами собирания вещества и в конечном итоге превратившиеся в планеты, обращающиеся вокруг Солнца по правильным (почти круговым) орбитам, все в одном направлении и в одной плоскости.
О составе исходного вещества, послужившего материалом для образования планет, мы можем судить на основании изучения современных газопылевых скоплений. Как мы уже говорили, преобладающим элементом здесь является водород. В значительно меньших количествах содержится гелий и другие элементы.
Первоначальная температура газопылевой глобулы была очень низкой (ниже —200° С), поэтому в газообразном состоянии здесь находились только водород, гелий и метан. Кислород входил в состав окислов металлов (в частности, железа) и воды, азот — в состав аммиака. Все эти соединения присутствовали в глобуле в твердом состоянии в виде частичек пыли, куда, кроме того, входили силикаты, металлическое и сернистое железо и т. д.
После возникновения Солнца как самосветя- щейся звезды и формирования дискообразного прото планетного облака в отдельных районах этого облака стали складываться различные температурные условия. В результате солнечного излучения температура облака возрастала, приближаясь на разных расстояниях от Солнца к тем температурам, которые существуют здесь и сейчас.
В состав формировавшихся в районе будущей Земли планетозималий в основном вошли все нелетучие вещества первичного пылевого облака. Но эта часть облака теряла значительное количество газов и летучих веществ, рассеивающихся в мировое пространство. В частности, таким образом из более нагретых районов облака улетучилась не только значительная часть водорода и гелия, но даже и кремния. Это же можно сказать и о первичном метане, который в основном был потерян формирующейся Землей и сконцентрировался в более холодных, отдаленных от Солнца районах, где мы его и обнаруживаем сейчас в составе атмосферы больших планет.
Таким образом, наша планета формировалась в основном из планетозималий, представлявших собою тела, подобные современным каменным и железным метеоритам.
Сформировавшаяся в конечном итоге Земля обладала все же некоторой атмосферой, однако сильно отличавшейся от современной. В ней не было ни кислорода, ни азота, т. е. не было тех газов, которые окружают нас сейчас. Вместо этого в ней содержались небольшие остатки первичного водорода и метана, пары воды, аммиак и сероводород. Водород и гелий беспрерывно улетали с поверхности уже сформировавшейся Земли в межпланетное пространство. Остальные газы при царивших тогда сравнительно низкой температуре и уже значительной силе тяжести почти полностью удерживались земным притяжением. В частности, удерживался в атмосфере первичной Земли и метан, но его количество было очень невелико, так как главная масса этого газа должна была, как мы видели выше, улететь в течение предшествующих эпох образования нашей планеты. Углерод сохранился в составе Земли главным образом или в самородном виде (в форме графита), или в виде соединения с металлами — карбидов металлов.