Происхождение жизни - Опарин Александр Иванович - Страница 7

Образец железного метеорита

Таким образом, на всех больших планетах и даже на их спутниках можно обнаружить наличие углеводородов, которые могли возникнуть только абиогенным путем.

Можно обнаружить присутствие углеводородов и в атмосфере комет. Но особый интерес представляет с указанной точки зрения изучение метеоритов — тех «небесных камней», которые время от времени залетают к нам в атмосферу из межпланетных пространств и падают на поверхность Земли.

Упавшие на Землю метеориты могут быть подвергнуты непосредственному химическому анализу и даже минералогическому исследованию. Это единственные «неземные» тела, состав которых может быть установлен с исключительной полнотой и надежностью. Вместе с тем изучение метеоритов все более и более убеждает нас в том, что по своему химическому составу они очень близки к составу Земли в целом и являются образованиями, родственными по своему происхождению нашей планете. Отсюда ясно, какое большое значение имеет изучение метеоритов для познания начальной истории Земли.

Обычно различают две главнейшие группы метеоритов: железные (металлические) и каменные. Первые в основном состоят из железа (90%), никеля (8%) и кобальта (0,5%). В каменных метеоритах процент железа значительно меньше (около 25%). В них содержится большое количество окисей различных металлов: магния, алюминия, кальция, натрия, марганца и др.

Углерод в том или ином количестве находится во всех метеоритах. Он присутствует здесь прежде всего в самородном виде, в форме угля, графита или алмаза. Но особенно характерными для метеоритов являются соединения углерода с металлами, так называемые карбиды. Именно в метеоритах впервые был открыт весьма распространенный в них минерал — когенит, который представляет собой карбид железа, никеля и кобальта.

Из других соединений, в которых углерод встречается в метеоритах, нужно указать на углеводороды. Еще в 1857 году из каменистого метеорита, упавшего в Венгрии, близ Кабы, удалось выделить некоторое количество органического вещества, похожего на горный воск. Анализ этого вещества показал, что оно действительно представляет собой высокомолекулярный углеводород. Подобного же рода соединения, содержащие в своих молекулах многие атомы углерода и водорода, а иной раз кислорода и серы, были выделены и из ряда других разнообразных метеоритов.

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 связи с жизнью.

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.