Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
3. РАЗЛИЧИЯ В СОСТАВЕ МЕЖДУ ПЕРВИЧНОЙ И ВТОРИЧНОЙ АТМОСФЕРАМИ ЗЕМЛИ
Один из главных аргументов, свидетельствующих о потере первичной атмосферы, — то, что на Земле благородные газы горазд»' менее распространены, чем в космосе (см. табл. 5 и 7). Когда молодая Земля теряла свои летучие компоненты, легче удерживались те из них, которые могли вступить в соединение с другими элементами, образуя более тяжелые стабильные молекулы. Напротив, благородные газы, с большим трудом реагирующие с другими веществами и не образующие более тяжелых молекул с ними, терялись в первую очередь. Сейчас их на Земле очень мало.
Более того, есть и другое глубокое различие в составе первичной и вторичной атмосфер. Состав первичной атмосферы определялся главным образом составом межзвездного вещества и нагреванием при аккреции. Состав же вторичной атмосферы (точнее, первичной бескислородной атмосферы) зависел от других обстоятельств. Из них главное то, 1) какие летучие компоненты остались на Земле, потерявшей первичную атмосферу, в виде тяжелых соединений; 2) как эти соединения разлагались в период обезгажи-вания, в результате чего постепенно формировалась вторичная атмосфера; 3) каковы были термодинамические отношения между выделившимися газами на примитивной стадии вторичной атмосферы.
Ясно, что установить состав вторичной атмосферы на ее примитивной, бескислородной стадии нелегко. Пример такой попытки — расчеты Эйбелсона [1] — ясно показывает, как много неизвестных в решаемом уравнении. Прежде всего используются гло-
1 Сольфатары — струи горячих (100—200° С) вулканических газов, выделяющиеся из трещин в вулканическом конусе. — Прим. перев.
Таблица 7
Нехватка некоторых элементов в веществе Земли1 [7]
Элемент Число атомов на 10 000 атомов S1 Коэффициент нехват
Земля в целом Солнечная система
(а) (Ь)
н 250 2,6¦10® 6,0
Не 3,5-10-7 2,1-10’ 13,8
С 14 135 000 4,0
N 0,21 24 400 5,1
О 35 000 236 000 0,8
Ne 1,2-Ю"4 23 000 10,3
Na 460 632 ~0
Mg 8 900 10 500 ~0
А1 940 851 -0
Si 10 000 10000 0
38 а г 5,9-10~4 2 280 6,6
Кг 6-10'8 0,69 7,1
Хе 5-10-9 0,07 7,1
1 Нехватка водорода и (частично) сильная нехватка гелия могут объясняться обез-гаживанием. Остальная часть дефицита гелия, как и других благородных газов — Ne, :,8Аг (но не 40Аг. который представляет собой радиогенный изотоп, продукт рас ада *°К) Кг и Хе, — обглсняегся потерей первичной атмосферы.
бальные данные геохимии, а они, как мы увидим в гл. XIV (разд. 4 и 5), не особенно достоверны. Все же для нашей проблемы эти подробности тоже не так уж важны. Например, неважно, чего было больше в примитивной атмосфере — СО или СОг, СЩ или HCN. Ведь, как мы узнаем из следующей главы, неорганический синтез «органических» соединений с равным успехом идет в атмосфере, содержащей, скажем, СОг, СО, H20, N и Н2, и в атмосфере, состоящей из Н20, СН4, NH3 и Нг. Если в среде присутствуют соединения Н, С, О и N вместе с Р, S и некоторыми другими элементами, то материал для неорганического синтеза «органических» веществ обеспечен. Пока в атмосфере нет кислорода, энергию для синтезов доставляют кванты жесткого солнечного ультрафиолетового излучения.
Итак, хотя состав вторичной атмосферы Земли (вернее первичной бескислородной) представляет весьма интересный объект исследования (см. работы [6, 7, 8]), он не имеет прямого отношения к происхождению жизни. Главное условие — чтобы атмосфера была бескислородной. В остальном ее состав может варьировать без ущерба для неорганического синтеза «органических» соединений.
Подведем итог. Во-первых, нас интересует только та земная атмосфера, которую астрономы называют вторичной. Во-вторых,
состав этой атмосферы на ее первичной стадии определялся составом Земли, а не межзвездного вещества. Главное различие между примитивной стадией вторичной атмосферы и ее современным состоянием заключается в том, что примитивная атмосфера была бескислородной. Об этом мы еще поговорим в гл. XV.
Список литературы
1. Abelson Ph. Н., Chemical events on the primitive earth, Proc. Natl. Acad-Sci. U. S., 55, 1365—1372 (1966).
2. Bernal J. D., Origin of life on the shores of the ocean. In: M. Sears (Editor),. Oceanography, Am. Assoc. Advan. Sci., Washington, D. C., pp. 95—118, 1961.
3. Cameron A. G. W., Planetary atmospheres and the origin of the moon. In. B. G. Marsden and A. G. W. Cameron (Editors), The Earth-Moon System, Plenum, New York, N. Y., pp. 234—237, 1966.
