Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
заключению, что первичные атмосферы планет земного типа также содержали
метан, аммиак и Н2, т. е. имели восстановительный характер [17]. В
дальнейшем из-за высокой температуры молекулярный водород рассеивался в
межпланетное пространство со скоростью, намного превышавшей скорость
этого процесса на планетах-гигантах. Потеря молекулярного водорода
послужила, по-видимому, главным фактором, способствовавшим переходу
примитивной восстановительной атмосферы в атмосферу, имеющую
окислительный характер, каковой она остается и в настоящее время [21,
28].
В этом разделе мы рассмотрели важнейшие доказательства и предположения в
пользу точки зрения, согласно которой примитивная атмосфера Земли имела
сильно выраженный восстановительный характер и состояла главным образом
из метана и в мень-щей степени из аммиака, молекулярного водорода и паров
воды. Сторонники этой точки зрения утверждают, что такая атмосфера
ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИИ. СУЩЕСТВОВАВШИХ НА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ 123
могла существовать на протяжении значительного периода со времени
окончательного затвердевания земной массы, вероятно до возникновения
первой популяции примитивных клеток [171. Читателю теперь ясно, что эта
гипотеза основывается на большом числе различного рода фактов и
соображений — от прямых наблюдений образования метана на Кольском
полуострове до предположения о сходстве примитивной атмосферы Земли с
существующими в настоящее время атмосферами планет-гигантов. Несмотря на
всю сложность доказательств, метан-аммиачной гипотезе присуща внутренняя
гармония, и этим, по-видимому, объясняется ее привлекательность и широкое
распространение. Положение, однако, значительно осложнилось в связи с
появлением весьма веских геохимических данных, свидетельствующих о том,
что в примитивной атмосфере преобладали двуокись углерода и молекулярный
азот, а не метан и аммиак.
Двуокись углерода и молекулярный азот
Большое количество углерода в земной коре находится в настоящее время в
составе осадочных пород, например в отложениях известняков [11. Гораздо
меньше углерода и биосфере, гидросфере и атмосфере. Руби [9, 36] (чьим
идеям и посвящен в основном этот раздел) оценивает общее содержание
углерода (в пересчете на С02) в древних осадочных породах в 9,2-1022 г,
тогда как его количество в трех «сферах» составляет всего около 1,5* 1020
г. Аналогичные расчеты для НаО дают значение 14,6-1023 г для гидросферы,
биосферы и атмосферы и 2,1 • 1023 г для осадочных пород. Руби произвел
такие же расчеты и для других летучих элементов— Cl, N и S. Анализируя
эти данные, Руби задается, в частности, следующим вопросом: можно ли
полностью объяснить происхождение всех этих летучих веществ процессами
выветривания кристаллических пород, происходившими на протяжении
геологического времени? Учитывая известные скорости накопления таких
летучих продуктов в осадочных породах в настоящее время и исходя из
допущения о неизменности этих скоростей в прошлом, Руби приходит к
выводу, что выветривание могло обусловить наличие в составе атмосферы
лишь очень небольшого количества летучих веществ. В табл. 8 представлены
данные, характеризующие избыточные количества летучих, присутствие
которых в современной атмосфере невозможно объяснить процессами
выветривания. С точки зрения проблемы происхождения жизни большой интерес
представляло бы геологическое объяснение происхождения избытка летучего
углерода, находящегося в настоящее время в составе известняков и
доломитов, поскольку значительная часть этого углерода, вероятно, входила
когда-то в состав живых организмов [9].
124
ГЛАВА III
Таблица 8
Избыток летучих в современной атмосфере, гидросфере и осадочных породах
[9]
Вещество Содержи ние, 1020 г
Н20 16 000
Углерод в виде С02 910
С1 300
N 42
S 22
н 10
В, Вг, Аг, F и т. д. 4
Руби рассматривает два альтернативных предположения, касающихся
возможного источника избытка летучих. Согласно первому предположению,
весь избыток летучих первоначально был распределен между плотной
примитивной атмосферой (давление С02 в ней составляло тысячи атмосфер) и
примитивной гидросферой, которая включала в себя значительную часть
избытка воды. Следствием этого, по мнению Руби, был огромный избыток С02
и N2 по сравнению с СН4 и NHL, на самых ранних стадиях существования
земной атмосферы. Однако эта возможность означает также, что первобытная
гидросфера должна была иметь сильно кислую реакцию (рН< 1) и,
следовательно, выветривание в ранний период истории Земли должно было
быть значительно более интенсивным, чем это вообще возможно даже в
пределах всего геологического времени. Поэтому Руби отвергает такую
экстремальную концепцию происхождения избытка летучих веществ.
Но если не весь избыток летучих находился первоначально в плотной
первобытной атмосфере, то логично предположить, что их накопление на
поверхности шло постепенно, в результате поступления газов из глубин
Земли. В пользу этой точки зрения говорит тот факт, что современные
