Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
атмосферы на ранних этапах ее развития после окончательного формирования
Земли более не противопоставляются друг другу как некая альтернатива;
считается, что на протяжении эволюции атмосферы один тип состава
предшествовал другому. Во-вторых, принимается, что аммиак на стадии 1 и
двуокись углерода на стадии 2 служат минорными, а не основными
компонентами атмосфе-
ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ, СУЩЕСТВОВАВШИХ НА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ 131
ры. И наконец, постулируется большая скорость утечки Н2, но длительность
первой стадии, характеризующейся высоким содержанием метана, принимается
гораздо большей по сравнению с оценкой Руби (105 лет) из-за
предполагаемого наличия в вулканических расплавах восстановленного (т. е.
элементарного) железа.
4. ИСТОЧНИКИ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ НА ПЕРВОБЫТНОЙ ЗЕМЛЕ
Ультрафиолетовое излучение Солнца
Итак, рассмотренные данные указывают на то, что в примитивной атмосфере
Земли молекулярный кислород фактически отсутствовал. Поэтому вполне
вероятно, что не существовало также и озонового экрана. Как мы уже знаем,
озоновый экран современной атмосферы сильно поглощает коротковолновую
часть (?.< 3000 А) ультрафиолетового излучения Солнца. Можно
предполагать, что значительная часть коротковолнового ультрафиолетового
излучения проникала через тропосферу и достигала поверхности Земли [4].
Пытаясь оценить абсолютную интенсивность ультрафиолетового излучения,
которое могло достигать поверхности, необходимо учитывать возможность
того, что в первобытной атмосфере, не содержавшей озона, содержались в
небольших количествах какие-то другие вещества, сильно поглощающие
ультрафиолетовое излучение. Необходимо, кроме того, представлять себе
интенсивность ультрафиолетового излучения древнего Солнца; ведь
поскольку, как принято считать, все звезды претерпевают, по-видимому,
эволюционные изменения, нельзя утверждать,что распределение
интенсивностей солнечного ультрафиолетового излучения, падавшего на
верхние слои атмосферы первобытной Земли, было таким же, как и в
настоящее время [4, 161.
Саган [4, 161 детально рассмотрел проблему первичного ультрафиолетового
излучения, и многие наши положения основаны на его аргументах. Прежде
всего рассмотрим вероятный процесс эволюции Солнца, используя для этого
так называемую диаграмму Герцшпрунга — Рессела, которая устанавливает
связь между светимостями и цветом (а следовательно, и температурой
поверхности) звезд [381. Диаграмма, изображающая эволюцию Солнца,
представлена на фиг. 26.
Можно видеть, что приблизительно 5 млрд. лет назад точка, изображающая
Солнце, перемещалась вертикально вниз, из чего следует, что температура
солнечной поверхности оставалась примерно постоянной. В это время
происходило сжатие формирующегося Солнца из межзвездного пылевогб облака
[16]. Поскольку доля ультрафиолетового излучения в спектре излучения
Солнца зависит от температуры его поверхности, мы прихб-
S*
132
ГЛАВА III
Фиг. 26. Теоретически рассчитанный эволюционный трек звезды с солнечной
массой на пути к главной последовательности.
Эволюционный путь представлен в виде прерывистой линии, начиняя от очень
высокой светимости; эта линия нисходит к наклонной сплошной линии,
которая представляет с®-бой главную последовательность. Точка,
соответствующая времени 1,5* 10* лег, представляет современное положение
Солнца; L - светимость, L0 — светимость в настоящее
время ! 16?.
дим к заключению, что поток ультрафиолетовых лучей первобытного Солнца не
отличался существенно от современного. Приняв допущение, согласно
которому расстояние между Солнцем и Землей в настоящее время примерно то
же, что и 4—5 млрд. лет назад, а значения некоторых фундаментальных
физических констант, таких, как скорость света, постоянные Больцмана и
Планка, также остались неизменными, Саган [41 вычислил интенсивность
ультрафиолетового излучения с длиной волны меньше некоторой
характеристической длины волны ^.0 (для древнего Солнца). В табл. 10
кратко суммированы его результаты, выраженные
ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИИ, СУЩЕСТВОВАВШИХ НА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ 13S
числом фотонов, падающих на 1 см2 примитивной атмосферы в 1 с.
Количество ультрафиолетового излучения, проникавшего через первобытную
атмосферу и достигавшего поверхности Земли, зависит от того, в какой
степени ультрафиолетовые лучи по-
Таблица 10
Интенсивность ультрафиолетового излучения,
падавшего на верхние слои атмосферы первобытной Земли [4]
Ао, А <?1)
2900 7 • 1014
2600 4 • 1014
2400 9-Ю13
2000 2-1013
1) Суммарный поток фотонов, падающих на фотонов, выраженный числом см2 в
1 с при А<^Ац-
глощались компонентами атмосферы. Как мы уже видели,'современная
атмосфера, если не считать озонового экрана, по существу прозрачна для
ультрафиолетовых лучей с длиной волны до 1850 А. Точно так же
молекулярные компоненты гипотетической первобытной атмосферы Холленда
(табл. 9, стадия 1) прозрачны для света с длиной волны выше 2000 А. Если,
однако, в первобытной восстановительной атмосфере в действительности
