Глава V. Точка зрения астронома

1. Данные астрономии

После вводных глав, в которых обсуждаются общие аспекты геологии и биологии, важные в связи с проблемой происхождения жизни, логично поместить главу, в которой следует кратко рассмотреть некоторые аспекты астрономии, имеющие отношение к нашему предмету. Сюда можно включить и некоторые сведения о событиях, происходивших на Земле в эпоху, переходную между астрономической и геологической историей нашей планеты. Это время, прошедшее от формирования Земли как астрономического тела до образования твердой коры, в которой могут храниться данные геологической летописи. Эта глава будет короткой, так как, хотя основные результаты современной астрономии оказали большое и благотворное влияние на развитие наших взглядов относительно возможности возникновения жизни естественным путем, все же подробности, касающиеся, скажем, состава планетных атмосфер или межзвездного газа, не слишком нас интересуют.

Как сказано уже в гл. I, признание биологами того, что абиогенное возникновение жизни, т. е. ее появление без помощи предсуществовавшей жизни, возможно лишь в восстановительной среде, более или менее совпало с развитием взглядов астрономов, которые поняли, что если не вся Вселенная, то, во всяком случае, газы, входящие в состав комет, и планетные атмосферы обычно обладают восстановительными свойствами.

Наши знания о составе планетных атмосфер и межзвездного газа основаны главным образом на данных спектроскопии, расшифровывающей линии испускания и поглощения, характерные для атомов и молекул. Уже в начале двадцатых годов нашего века спектроскоп позволил обнаружить в газовых оболочках планет и комет различные соединения водорода и углерода. Но лишь после классических работ Г. Юри [12, 13] стало ясно, что все эти внеземные газы фундаментально отличаются от нашей земной атмосферы. Юри, химик по образованию, был первым астрономом, попытавшимся сопоставить данные спектрального анализа и термодинамические уравнения, которые описывают совместное существование атомов и молекул, обнаруженных с помощью спектрального анализа в газах. Целью этой попытки было приблизиться к пониманию происхождения Солнечной системы.

В табл. 4 перечислены соединения, входящие или могущие входить в состав планетных атмосфер. Как мы видим, чаще всего обнаруживаются С, Н и N в виде элементов или простых соединений. Кислород встречается только в соединениях; наиболее обычны из них вода (Н₂О) и двуокись углерода (СО₂). Свободного кислорода в атмосферах планет, видимо, нет, в противоположность земной атмосфере, где он составляет около 21% (табл. 5).

Таблица 4. Атмосферы планет [13]

Таблица 5. Постоянные компоненты современной атмосферы Земли [13]

Хотя это не имеет прямого отношения к проблеме происхождения жизни на Земле, напомню, что существуют известные различия между так называемыми планетами земной группы и большими планетами (табл. 6). Первые ближе к Солнцу; они, кроме того, меньше и плотнее планет-гигантов. Считается, что их высокая

плотность непосредственно связана с близостью к Солнцу: здесь первоначальное пылевое облако было горячее и наиболее летучие его компоненты, такие, как Н₂, CH₄, NH₃ и Н₂О, оставались главным образом в газообразном состоянии; поэтому планеты земной группы сформировались в основном из окислов металлов, содержавшихся в первичной пыли. По мере аккреции эти окислы восстанавливались. Планеты-гиганты по составу больше похожи на Солнце, в них присутствуют в основном перечисленные выше летучие компоненты. Впрочем, различия между планетами не так уж велики: как мы знаем, этих летучих веществ немало и в составе Земли. Во время конденсации планет земной группы часть летучих веществ могла находиться в жидком состоянии и таким образом вошла в состав планет.

Таблица 6. Физические свойства планет Солнечной системы [9]

¹ (Масса Земли = 5,975·10²⁷ г; средний радиус = 6371,2 км.)