Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
конечно, что значительный вклад энергии в химическую эволюцию могли дать
локальные зоны с повышенной температурой — вулканы и фумаролы [45]. ?Аы
вернемся к обсуждению этого вопроса в разделе о специфических
микроусловиях. Сейчас мы рассмотрим факты, касающиеся общей тепловой
истории Земли.
В свое время была широко распространена точка- зрения, что в ранний
период истории солнечной системы вся Земля представляла собой
расплавленную массу. Действительно, до недавнего времени многие астрономы
и астрофизики придерживались мнения, согласно которому Земля и другие
планеты первоначально составляли одну массу с раскаленным Солнцем и
оторвались от него в результате близкого прохождения другой звезды [26].
Однако, обсуждая состав первобытной атмосферы, мы уже приводили весьма
многочисленные данные, свидетельствующие о том, что Солнце и планеты
образовались одновременно из холодного сильно разреженного космического
облака пыли. Конечно, поверхность Солнца (равно как и его внутренние
области) в конце концов сильно разогрелась. Это произошло, по-видимому,
вследствие высвобождения в ходе сжатия протосолнца гигантских количеств
гравитационной энергии в виде тепла, так что температура внутренних
областей поднялась достаточно высоко для под-
136
ГЛАВА III
держания термоядерных реакций [46]. Предполагается, что такое же
высвобождение гравитационной энергии, хотя и в гораздо меньших масштабах,
привело к разогреванию и даже расплавлению внутренних областей
формирующейся Земли. В таком случае перед нами встают следующие вопросы.
Распространялся ли когда-либо процесс расплавления глубинных зон Земли в
значительных масштабах также на поверхностные слои? Если нет, то какой
могла быть максимальная температура поверхности Земли? Очевидно, даже
если отказаться от теории горячего возникновения солнечной системы,
предполагающей близкое прохождение звезды, возможность того, что
поверхность сформировавшейся Земли в самом начале имела высокую
температуру, нельзя попросту отбросить без тщательного рассмотрения.
Наши представления о ранней тепловой истории земной поверхности весьма
неопределенны. На этот счет высказывается много противоречивых идей и
суждений. Большинство, однако, сходится па том, что значительная часть
земных недр находилась когда-то в расплавленном состоянии, иначе трудно
объяснить возникновение железного ядра (как полагают, этот процесс
сопровождался удалением металлического железа из мантии) 11, 11].
Некоторые исследователи считают, что дифференциация на ядро, мантию и
кору могла происходить только в том случае, если первоначально вся масса
Земли находилась в расплавленном состоянии 147], причем при постепенном
охлаждении мантии прежде всего происходило затвердевание основания и лишь
затем этот процесс захватывал вышележащие слои, достигнув в конце концов
поверхности [48]. Вопрос о времени, необходимом для затвердевания коры,
представляет, вероятно, наибольшую трудность. По этому поводу бытуют
самые различные предположения, начиная от весьма спекулятивных моделей
постепенной кристаллизации и кончая положением, согласно которому земная
кора не только никогда не находилась в расплавленном состоянии, но и
вообще всегда имела ту же температуру, что и в настоящее время [1].
Прямые геохимические данные, имеющие отношение к вопросу о вероятной
температуре древней коры Земли, очень скудны. Юри 149] указывает, однако,
что здесь можно воспользоваться данными по относительной
распространенности некоторых летучих компонентов в различных породах,
входящих в состав современной коры. В качестве иллюстрации такого рода
подхода (по Юри) можно привести следующий пример. Известно, что в
осадочных породах и в океанах содержание хлора и брома значительно выше,
чем в изверженных породах и метеоритах. В то же время для фтора такая
тенденция к преимущественному накоплению в осадках не наблюдается. Как же
объяснить это различие в распределении С1 и Вг, с одной стороны, и F — с
другой? Юри рас-
ВОССОЗДАНИЕ УСЛОВИЙ, СУЩЕСТВОВАВШИХ НА ДРЕВНЕЙ ЗЕМЛЕ 137
суждает следующим образом: если бы накопление галогенов в осадочных
породах и в океанах происходило в результате испарения в условиях высокой
температуры, то параллельно должно было бы происходить также накопление
F, ибо давление паров HF при повышенных температурах (7’> 500°С) сравнимо
с давлениями паров НС1 и НВг. Однако при более низких температурах
давление паров НС1 и НВг выше, чем для HF. Заметную тенденцию к
накоплению в осадочных породах и в океанах проявляет также бор, но этот
элемент может находиться в летучем состоянии (в виде Н3В03) только при
относительно низких температурах (Т аэ 100—200 °С). При более высоких
температурах (1000—1500 °С) образуется В203 — сравнительно мало летучее
соединение. Далее, при температурах порядка 100—150 °С С1, Вт и В
отличаются высокой растворимостью (в виде анионов солей Na, К, Са и Mg).
В этом отношении они стоят особняком среди всех других элементов, за
