Происхождение жизни - Поннамперума С.
Скачать (прямая ссылка):
52
Выброс раскаленного водорода из недр Солнца, имеющий форму дуги и простирающийся на миллионы километров, символизирует неисчерпаемость запасов солнечной энергии. Можно считать, что за 4,5 млрд. лет существования Солнца они остались неизменными.
более длинноволновое излучение, что приводило к началу цепной реакции. В настоящее время показано, что молекулы порфирина в живых организмах способны поглощать длинноволновое излучение. Если такие молекулы существовали еще до возникновения жизни, то в этом случае с большой вероятностью можно было бы говорить
од
энергии,эВ
дтна волны, см
I кислород СО» ШШ озон
_I_/ 10 100 1 10 100 1 10 100 1000
I I I I I
пар
1 I I I г
поглощение
Л_1_1_1_
1 I 1
J—1_I_ь
J_I_I_ь
УКВ(микроволньд
10~2 ЛГ* 10'6 Ю~8 Ю~1а 10~1г
радиоволны
гамма-лучи
жрракрас-Ц ноя одластьщ^ 1фиолет
ультра- рентгеновские луш
Спектр электромагнитного излучения Солнца простирается от ультракоротковолнового гамма-излучения до наиболее длинных радиоволн. В зависимости от длины волны электромагнитное излучение по-разному поглощается различными веществами. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение, которое поглощалось первичной атмосферой, несло достаточно* энергии для начала цепных реакций ионизации, рекомбинации и синтеза все больших и больших молекул.
о том, что длинноволновое излучение использовалось на ранних стадиях добиологической эволюции.
Другим источником энергии на первых этапах развития могли быть электрические разряды. Различные формы молний, будь то ветвящиеся или стреловидные, часто можно наблюдать в атмосфере и в наше время. Эти проявления электрической активности, по-видимому, были характерны и для первичной Земли. Грозовой разряд в облаке, состоящем из аммиака и метана, создавал, вероятно, значительное количество органического вещества. Хотя молнии безусловно несли значительно меньше энергии, чем солнечное излучение, электрические разряды, возможно, оказывались более эффективными при образовании органических молекул. Ультрафиолетовое излучение Солнца проникало лишь в верхние слои атмосферы, и синтезированные там органические соединения скорее всего не достигали поверхности первичного океана. Они разрушались под действием солнечного излучения, прежде чем могли скрыться от Солнца под защиту верхних слоев воды. Электрические же разряды возникали в области, прилежащей к земной поверхности, и образованные при их участии органические вещества могли быстрее попадать в океан.
Ядерные процессы, происходившие в земной коре, также служили очень мощным источником энергии. В настоящее время на Земле основным источником радиоактивности являются радиоактивные калий и уран: ка-лий-40, уран-238 и уран-235. Калий-40 распространен наиболее широко. Возможно, что он и наиболее эффективен, так как растворим в воде, а это значит, что радиоактивные процессы могли происходить в Мировом океане. Радиоактивный калий является мощным источником бета-и гамма-излучений, последнее способно глубоко проникать через толщу воды и земной коры. Уран же излучает преимущественно альфа-частицы, обладающие сравнительно слабой проникающей способностью. Учитывая распространенность калия в настоящее время и период его полураспада, легко установить, что около двух с половиной миллиардов лет назад в процессах радиоактивного распада, происходивших в земной коре, выделялось примерно 12ХЮ19 калорий. И хотя это приблизительно всего лишь 7зо часть того количества энергии, которую Земля получала за счет коротковолнового ультрафиоле-
63
Исландские горячие источники. На первичной Земле они могли служить громадным резервуаром легко доступной тепловой энергии.
тового излучения, значение радиоактивных процессов, по-видимому, было весьма велико, поскольку они происходили непосредствено вблизи земной поверхности.
Тепловая энергия, по всей видимости, также играла определенную роль на первичной Земле. В ходе формирования Земли в течение долгого времени вулканическая активность была, вероятно, широко распространенным явлением. Проходя через расплавленную лаву, магматические газы взаимодействовали с водой океана, при этом образовывались различные органические вещества. Существующие по сей день (наряду с вулканической активностью) горячие источники, по-видимому, также «поставляли» энергию на ранних этапах формирования Земли.
Не следует забывать и о тепловой энергии Солнца. Хотя синтез органических соединений происходил под действием ультрафиолетового излучения, электрических разрядов или ионизирующих излучений, а образовавшие-
56
Метеоритные тела, создающие ударные волны в атмосфере, обеспечивали энергию, необходимую для диссоциации и рекомбинации молекул. На гравюре викторианской эпохи изображен метеор, пролетевший вблизи Лондона в 1850 г.
Знаменитый кратер в штате Аризона, возникший в результате падения метеорита. Метеоритные тела подобного размера могли вызвать образование миллионов тонн органических соединений вдоль
всей траектории полета.
ся молекулы накапливались в прибрежных водах первичного океана, солнечное тепло могло быть фактором, влияющим на дальнейшие процессы. Можно себе представить, как некоторые мелководные океанские заливы в результате испарения полностью исчезали, а растворенные в воде органические вещества оказывались под непосредственным воздействием солнечного тепла.
