2020-06-08
133
На конференции в Москве в 1957 г. по происхождению жизни на Земле приводились интересные мнения относительно состава вторичной атмосферы, собственной атмосферы нашей планеты. Большинство ученых считают ее главными компонентами Н2, СO2, N2, H2S, в меньшей степени ‑ СН4, NH3. Обращалось внимание на избыток в верхней зоне атмосферы Н2O, СO2, СO2 и других компонентов; все эти газы рассматривались как "равновесная смесь". Предполагалось, что, если не учитывать паров воды, то основными компонентами вторичной атмосферы Земли были СO2 (около 91%) и N2 (около 6,4%). В первую фазу существования вторичной атмосферы в ней находилось много водорода, в частности образовавшегося при разложении воды под влиянием космических излучений. Но большая часть его улетучивалась в космическое пространство. Вследствие активности газов Н2, СО, СO2, SO2, SO3, NO, N2O, NO2 они входили в присутствии воды в соединения, задерживаясь в породах и в водах, тогда как СO2 и СО в значительной части поступали в атмосферу.
Таким образом, складывается представление, что собственная атмосфера Земли состояла тогда из Н2, NH3, CH4, СO2, H2S при малом содержании других компонентов, в том числе и O2, что в общем создавало восстановительную обстановку.
В новой атмосфере, быстро разросшейся под влиянием активных радиохимических и вулканических процессов, стала преобладать углекислота с парами воды. Такая атмосфера, вероятно, хорошо удерживала тепло геохимических реакций. Огромная мощность и обилие паров воды делало ее малопроницаемой для солнечных и отчасти космических лучей.
Возникали и угасали разнообразные воздушные потоки. Движение воздушных масс, вызываемое разностью давления за счет притяжения Солнца и Луны, рождало ветры и бури. Сильные ураганы и сейчас приносят огромные непоправимые бедствия, особенно в приморских странах. Но, вероятно, они ‑ ничто перед бурями и ураганами далекой геологической древности.
При конденсации паров воды в атмосфере образуются капельки с электрическими зарядами. Каждая капелька имеет положительный заряд в центре и отрицательный ‑ на поверхности. Потоки воздуха дробят эти капельки на мелкие части, которые соответственно знаку своих зарядов способны группироваться. Отрицательно заряженные капельки поднимаются вверх, а более крупные положительно заряженные опускаются вниз. При этом верхняя часть облака или тучи получает более или менее мощный заряд отрицательного электричества, а нижняя ‑ положительного.
Так возникает электрический заряд между облаками или же между облаком и землей.
Большая интенсивность атмосферных процессов в период образования Земли приводила к тому, что над поверхностью земной коры непрерывно сверкали и грохотали мощные электрические разряды. Электрические разряды в атмосфере имели, вероятно, большое значение для природного образования сложных углеродных соединений. На то, как происходило связывание всех весьма активных химических компонентов вторичной атмосферы Земли в разнообразные соединения, в том числе и в сложные органические, проливают свет замечательные опыты Стэнли Г. Миллера.
Миллер пропускал электрический разряд через смесь метана, аммиака, воды и водорода. В результате действительно удалось получить аминокислоты ‑ исходный материал для создания белков ‑ и другие сложные органические вещества. Тогда же Т. Е. Равловской и А. Г. Пасынским были получены аминокислоты при действии ультрафиолетовых лучей на раствор смеси формальдегида и хлористого или азотнокислого аммония.
Эти эксперименты подтверждают положение теории А. И. Опарина о том, что в первородном океане ультрафиолетовое излучение Солнца и электрические разряды атмосферы могли приводить к накоплению аминокислот, необходимых для образования белковых соединений.
Интересны сравнительные данные о составе атмосфер планет Солнечной системы. На Венере атмосфера в основном состоит из углекислого газа (97%). Есть также азот, кислород не обнаружен. Можно полагать, что современное состояние атмосферы Венеры соответствует состоянию атмосферы Земли в один из ранних этапов ее добиосферного периода, когда в результате накопления гравитационного тепла, ядерных и электронных процессов, происходящих в толще атмосферы, богатой углекислым газом, температура литосферы была в то время особенно высокой.
Марс больше других планет похож на Землю. О нем много пишут ученые и не меньше ‑ писатели‑фантасты. Его атмосфера на 90% состоит из углекислого газа. Есть вода и кислород.
Атмосферы планет‑гигантов состоят в основном из легких газов. В атмосферах Юпитера и Сатурна преобладают водород и гелий, углекислый газ отсутствует. Газообразный С02 при наличии водорода полностью превращается в метан и воду. В верхних слоях атмосферы вода переходит в лед. Облака на Юпитере состоят из аммиачного льда. В атмосферах Урана и Нептуна преобладает метан, аммиак и вода.
В наше время исследования планет, которые проводятся не только наземными методами, но и при помощи космических аппаратов, приносят множество новых фактических данных о Солнечной системе. Сравнительное изучение химического состава планет очень важно для понимания химической эволюции допланетного облака, а следовательно, и для выработки правильных представлений о строении и эволюции Земли.
