Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Хотя оценки количеств восстановленной и окисленной серы, участвующих в ее круговороте, хорошо обоснованы, сравнивая эти оценки с величинами для свободного кислорода и двуокиси углерода. мы замечаем некое несоответствие. В сульфидах содержится в общей сложности 9,7-1015 т серы (9,7• 1021 г), что приблизительно соответствует 30 ООО -1018 г-атомов. В сульфатах содержится 6,3-10'5 т серы (В,3-1021 г); это примерно 20ООО• 1018 г-атомов. Если считать, что первично вся сера была в восстановленной форме и что в окислении участвовал лишь биогенный атмосферный кислород, то только за счет этого окисления в земной коре должно быть отложено 20 ООО-Ю’8 г-атомов углерода. Это плохо согласуется с величиной 2000• 1018 г-атомов углерода (см. предыдущий раздел).
Очевидно, здесь есть какая-то ошибка, а может быть и не одна. Во-первых, я думаю, что оценка общего количества углерода в коре сильно занижена, ведь учтены только запасы горючих ископаемых, но не рассеянный в породах углерод. Однако общее количество этого рассеянного углерода в осадочных породах типа черных сланцев или полосчатых кремнистых сланцев докембрия оценить трудно. Во-вторых (и здесь количественная оценка, по-видимому, совсем невозможна), не исключено, что часть серы была уже окислена в самые ранние периоды геологической истории. Как мы узнаем из следующих глав, в те времена кислород поступал в атмосферу в результате неорганического фотолиза воды, а углерод при этом, разумеется, не откладывался. Хотя содержание кислорода в атмосфере оставалось ниже «уровня Юри» (0,001 его современного содержания; см. фиг. 99), окисление, как упорно подчеркивают Беркнер и Маршалл [5, 6], должно было идти весьма активно, так как озон мог возникать на самой поверхности Земли или вблизи нее.
Возможны и другие объяснения. Я не буду их здесь рассматривать; надеюсь, читатель теперь видит, с какими трудностями связана интерпретация данных геохимии.
6. РОЛЬ ГЛИН
Глина — одна из самых распространенных пород, часто встре-
чающаяся и на поверхности Земли, и в осадочных толщах. Насколько можно судить по древнейшим осадочным породам, отложенным
в раннем докембрии, глины были так же широко распространены и тогда. Глины —крайне тонкозернистые породы. Входящие в их состав минералы объединяются в группу так называемых глинистых минералов, изучние которых стало возможным лишь после разработки методов рентгеноструктурного анализа. Глинистые минералы сходны между собой по строению и составу. Они состоят
© он О 0
о Мд,Д16 • Si , Д14
Фиг. 82. Схематическое сечение кристаллической решетки монтмориллонита, одного из глинистых минералов наиболее простого строения [9].
Силикатные слои разделены непрочно связанными с минералом молекулами воды. Из-за изменения числа молекул воды глины набухают при намокании и уменьшаются в объеме, высыхая. Максимальное расстояние между силикатными слоями — около 1,4 нм. Глины, вероятно, играли важную роль в процессе возникновения жияни. Отдельные кристаллы очень малы и обладают пластинчатой структурой, вследствие чего у них очень велико отношение поверхности к массе. Поэтому они могли адсорбировать большие количества различных соединений «первичного бульона», что отмечено еще в 1951 году Берналим. Другое важное свойство глин — это способность обмениваться катионами с окружающей пресной или морской водой, способствуя сохранению постоянства состава воды.
из силикатов алюминия и других катионов и содержат много воды. Глинистые минералы обладают ярко выраженной пластинчатой структурой, напоминающей строение слюд, но здесь отдельные кристаллы гораздо мельче, а химический состав гораздо более изменчив.
Кристаллическая решетка глинистых минералов состоит из правильных, тонких, параллельных, лежащих стопкой слоев прочно связанных ионов. В промежутках между слоями располагаются катионы и гидроксильные группы. Расстояние между параллельными слоями может изменяться в зависимости от количества катионов и гидроксильных групп. В случае монтмориллонита (фиг 82) в промежутки между отдельными пластинками могут включаться молекулы воды. Поэтому глины при намокании набухают, а высыхая, уменьшаются в объеме.
7. СОСТАВ МОРСКИХ ВОД
Мы так много говорим о «первичном бульоне», который в умах очень многих авторов тесно связан с океаном, что было бы уместно рассмотреть здесь свойства морской воды. В наши дни общий объем океанов составляет 1,37 -109 км3, или 1,37 -102' л. Каков был их объем раньше, неизвестно. Если не принимать во внимание местные отклонения, обусловленные испарением или поступлением пресной речной воды, состав морской воды во всем мире поразительно постоянен. Основные ее компоненты перечислены в табл. 21. Соленость моря равна 3,5%, pH 8,2 ±0,2, а окислительно-восстановительный потенциал 12,5 ±0,2.
Таблица 21
Концентрации основных компонентов нормальной морской
воды [19]
Компоненты Концентрация, Компоненты Концентрация,
