А. Н. Баха АН СССР решили положить результаты эксперимента.
Принцип работы установки довольно прост — «вулканическая» газовая смесь поступает в реактор с пеплом снизу вверх. Пепел вскипает, и в этом бурлящем слое при температуре около 500 градусов начинаются химические реакции. К тому же между платиновыми электродами непрерывно пропускаются электрические разряды — своего рода подобие молний, сверкающих в тучах над вулканами. В результате ученые получают аминокислоты, пуриновые и пирамидиновые основания — «кирпичики» жизни. А из них можно построить более сложные органические соединения; белки и нуклеиновые кислоты. Но для этого нужно опуститься из облачных высей в глубь Земли.
Оказывается, наиболее благоприятным местом для небиологического синтеза сложной органики ученые считают не поверхность, планеты и даже не жерла вулканов, а глубины литосферы, земной коры.
Некоторые исследователи считают, что миллиарды лет назад ультрафиолетовое излучение Солнца было в сотни тысяч раз сильнее, чем предполагалось раньше. Значит, уже тогда на Земле мог существовать кислород, образующийся под воздействием радиации из воды и углекислого газа. Какой уж тут синтез органики — в атмосфере идут сильные окислительные процессы, да и радиация губительно действует на живое. Появилось сомнение в корректности прежних модельных экспериментов, которые проводились в бескислородных условиях.
И все же ни кислород, ни радиация не могли помешать синтезу органики в пеплово-газовых тучах над вулканом. Они действовали бы только на их периферии, не оказывая существенного влияния внутри. Конечно, «кирпичики» жизни могли через некоторое время рассыпаться, останься они в атмосфере или на поверхности планеты. Но,
сачиваясь с дождями на землю, они становились неуязвимыми для радиации и кислорода. К тому же органические соединения могут образовываться и непосредственно на больших глубинах — не исключено, что при участии минеральных катализаторов там образуются сложные биополимеры.
Для моделирования этих процессов в институте создали новую установку, воспроизводящую условия, аналогичные существующим в земных недрах. На ней получены пептидоподобные соединения — вещества, обладающие некоторыми свойствами белков.
Моделирование позволяет предположить, что в литосфере действительно могут образовываться биополимеры. Более того, не исключено, что такой процесс идет на планете постоянно — даже в наши дни. Условия там благоприятные — отсутствие кислорода, высокие давления и температуры, миграция водных растворов, наличие катализаторов.
Сейчас известны микроорганизмы, которые живут при температуре 250 градусов и давлении 265 атмосфер. Вполне возможно, что подобные существа образуются в глубинах Земли очень давно. За геологические эпохи эти организмы могли достичь определенной сложности. Не исключено, что первичная живая материя появилась именно в литосфере, а может быть, ее простейшие формы существуют там и на современном этапе эволюции.
ВДОХНУВ жизнь
В науке существует немало спорящих друг с другом гипотез о зарождении и эволюции жизни на Земле.
Но все они сходятся в одном: чтобы из неживой материи возникли сложные органические соединения, а затем и простейшие организмы, нужна была энергия в достаточных количествах. Кто был ее поставщиком? Солнце? Космические излучения? Вулканы? "Нет _ считают ученые. — Вдохнуть в неживую материю жизнь могли лишь… ядерные реакторы".
В результате совместных исследований югославские и мексиканские ученые пришли к выводу, что 2–3 миллиарда лет назад на Земле протекали ядерные реакции, подобные тем, что сегодня работают в реакторах атомных электростанций. В частности, один из таких природных «реакторов» находился в Африке на территории нынешнего Габона. Изучив соотношение изотопов урана-235 и урана-238 в породах, исследователи установили, что первого здесь значительно меньше, чем положено. А это свидетельствует о том, что он «сгорел» в ходе цепной реакции. И «реактор» постепенно перестал действовать. Но 3 миллиарда лет назад его тепло и жесткое гаммаизлучение вполне могли подтолкнуть эволюцию.
ЧИСЛА И ГЕОЛОГИЯ
Еще в школе мы привыкли с уважением относиться к числам. И это понятно: числа — важнейшее математическое понятие, без него невозможно что-либо количественно описать или исследовать. Было время, когда число вообще принимали за основу всего существующего. Пифагорейцы в ДРев' ней Греции считали, что и космос это число, и все вещи — числа, и ДУша
человеческая — число… И сегодня, когда новейшие математические выводы используются в исследованиях конкретных объектов, порою оказывается, что их арифметически-геометрическая структура играет не последнюю роль.
Вот, скажем, четные и нечетные числа. Какая между ними может быть принципиальная разница? Вроде бы никакой. Между тем если расположить в ряд все химические элементы в порядке возрастания их атомных номеров, то окажется, что элементы с четными порядковыми номерами слагают 87 процентов массы земной коры, а с нечетными-только 13 процентов…
Еще более удивительная закономерность проявляется, если выстроить "по рангу" ряд рудных месторождений, то есть в порядке убывания в них запасов полезного ископаемого, будь то ртуть, медь, алюминий или другой металл. Оказывается, произведение запасов месторождения на его номер в ранговом ряду — величина постоянная для данного ряда. Но ведь тогда, зная закон убывания, можно по известным залежам руды предположить о существовании еще не открытых? Этой научной проблемой занялись ученые Всесоюзного научно-исследовательского геологического института имени А. П. Карпинского. Проведя математический анализ, они, в частности, установили, что по наиболее крупному месторождению региона (геологической провинции) можно судить обо всех месторождениях в его пределах и даже обо всех ресурсах данного вида сырья в изучаемом районе. Причем если уже известные запасы провинции заметно превышают прогнозируемые на основе полученных уравнений, то геологи могут смело приниматься за поиски более крупного месторождения — оно обязательно должно быть в этом районе.
Почему же природа так «математизировала» процесс накопления полезных ископаемых, в частности металлических руд? Ответа пока нет.
ЗАГАДКИ "ЖИВОГО СЕРЕБРА"
Писатель-фантаст Иван Антонович Ефремов был выдающимся геологом участником многих экспедиций, работавших в Сибири, в Средней Азии, на Алтае. В одной из его алтайских экспедиций было открыто месторождение ртутной руды.
В рассказе "Озеро Горных Духов" И. Ефремов научно обоснованно описал, как над месторождениями ртути возникали «духи». Они появлялись, когда солнечные лучи освещали озеро и его берега, сложенные ртутной рудой киноварью. Ведь ртуть — летучее вещество, она быстро испаряется при повышении температуры. «Призраки» — сгущающиеся пары ртути. Ни один другой металл не испаряется так легко в лучах солнца.
Серебристо-белая, блестящая ртуть — единственный из всех металлов, который плавится не в калильном жару, а на довольно сильном морозе почти при минус 39 градусов Цельсия. При обычной (как мы говорим, комнатной) температуре ртуть существует в жидкой фазе. М. В. Ломоносов вместе с другим российским академиком И. А. Брандтом впервые получил в один из очень морозных дней декабря 1759 года твердую, кристаллическую ртуть. Ломоносов исследовал ее и обнаружил, что по механическим свойствам она удивительно похожа на свинец (так же хорошо куется).
На внешнее сходство ртути с серебром обратили внимание еще средневековые алхимики, назвавшие ее "живым серебром" за необычайную подвижность. Они же нарекли ее за это)
свойство «меркурием». Еще одно название ртути — "мать металлов". Она удостоилась его за странную способность создавать почти со всеми металлами своеобразные растворы-сплавы — амальгамы. Даже в золоте находили ртуть. Алхимики думали, что все металлы произошли из ртути. И хотя их попытки получить из ртути золото не увенчались успехом, им мы во многом обязаны пониманием различных физических и химических свойств ртути.