ГОМЕОСТАЗ

Со времен К. Бернара центральная идея физиологии состоит в признании положения, что постоянство внутренней среды служит основой свободной жизни (Харди, 1986). Протоклетка могла существовать в стабилизированных физико-химических условиях внешней среды, касающихся осмоляльности, концентрации ионов калия, магния, рН. Эти параметры практически не должны были, а вернее не могли отличаться от внутриклеточного содержимого, поскольку это было основным условием реализации функций клетки. По мере эволюции Земли живые особи стремились распространиться по все более разнообразным ареалам, средам с разной соленостью, осуществили выход на сушу. Среди этапных событий в становления жизни было возникновение протоклетки и ее оболочки, появление плазматической мембраны, формирование клетки эукариот, затем появление многоклеточных животных. Физиологическая эволюция сопровождалась появлением системы внеклеточных жидкостей, которые создали предпосылки для стабилизации физико-химических параметров среды около плазматических мембран. Это достижение эволюции многоклеточных животных следует особенно подчеркнуть, так как оно определило саму возможность последующей стабилизации условий во внутренней среде для животных. Чем выше на эволюционной лестнице находится организм, тем более развита система стабилизации физико-химических параметров внутренней среды особей, а тем самым среды около плазматической мембраны у всех клеток организма. Проведенные нами исследования позволили выявить наиболее жестко стабилизированные физико-химические параметры сыворотки крови позвоночных, достигших наиболее высокого уровня совершенства у человека (Natochin, Chernigovskaya, 1997). К этим показателям относится осмоляльность, концентрация ионов натрия и ионизированного кальция. Объяснение очевидно — от осмоляльности крови, концентрации в ней ионов натрия зависит объем каждой клетки, биоэлектрические процессы на плазматической мембране. Ионы кальция определяют регуляцию многих процессов в клетке.

Особое значение в сохранении и поддержании постоянства состава внутренней среды принадлежит выделительным органам. К их числу относятся не только почки, но и солевые железы, жабры, клетки которых способны к секреции ионов во внешнюю среду, удалению углекислоты и ряда иных веществ. Ниже дан перечень этих органов у представителей разных классов позвоночных:

— круглоротые (почки, жабры),

— рыбы (жабры, почки, мочевой пузырь, ректальная железа),

— амфибии (почки, кожа, мочевой пузырь, легкие),

— рептилии (почки, солевые железы, легкие),

— птицы (почки, солевые железы, легкие),

— млекопитающие (почки, потовые железы, легкие).

В большинстве случаев функция выделительных органов основана на двухэтапном принципе — в просвет канальца происходит ультрафильтрация плазмы крови или гемолимфы, а затем ионы Na’ и многие другие вещества при участии №⁺— зависимых механизмов возвращаются в нужном количестве в жидкости внутренней среды. Двухэтапная схема опреснения действует и в целом организме — животные пьют морскую воду, всасывают в кишечнике ионы и воду, а соли натрия секретируют солевыми железами, что приводит к опреснению крови.

В XIX в. и особенно в первой половине XX в. внимание физиологов занимали проблемы происхождения жизни в связи с выяснением развития основных физиологических систем. После того, как было сформулировано понятие о физико-химических параметрах внутренней среды по отношению к среде внешней, понятие о гомеостазе, можно представить ряд этапов эволюции живого в следующей последовательности:

— протобионт,

— протоклетка,

— плазматическая мембрана,

— клетка эукариот,

— дифференцировка клеток,

— организм животного, внутренняя среда.

Особого внимания заслуживает вопрос о способах стабилизации околоклеточной среды. Поддержание Na/K градиента требует создания системы жидкостей внутренней среды, регуляции баланса натрия, осмоляльности внеклеточной жидкости. В этом участвует несколько регуляторных систем:

— нервная система,

— эндокринная система,

— аутакоиды.

Чем выше стоит организм в эволюционном ряду, тем более совершенна система регуляции, тем меньше отклонения от стандартного значения. Сравнение концентрации натрия в сыворотке крови у представителей различных классов позвоночных показало, что вариабельность этого параметра у миног, лягушек, кур составляет от 1.9 до 4.8 %, у человека она наименьшая — 0.6 %. Дело не в отличиях абсолютного значения концентрации ионов, эти величины имеют видовую принадлежность, а речь о величинах отклонений, они зависят от эффективности деятельности систем регуляции:

Следует объяснить значение этих измерений, расчетов, исследований применительно к теме доклада. Возникновение мембраны, в частности, обеспечило стабилизацию концентрации ионов, физико-химических условий для всей совокупности процессов внутриклеточного метаболизма. Создание системы жидкостей внутренней среды, стабилизации их состава легли в основу прогресса царства животных. Ниже будут перечислены некоторые параметры, поддержание которых на постоянном уровне обеспечивает эффективность условий в околоклеточной среде, в среде окружения мембраны каждой клетки:

— стабилизация осмоляльности,

— волюморегуляция,

— стабилизация ионного состава,

— стабилизация рН,

— регуляция артериального давления,

— регуляция эритропоэза.

Одним из кажущихся простым, но не решенным остается вопрос о том, почему у большинства животных концентрация ионов калия в клетках и ионов натрия во внеклеточной жидкости находится в пределах 0.1-0.5 М. Это объясняли в ряде работ тем, что древний океан имел меньшую соленость, чем современный, и кровь позвоночных сохранила те же значения концентрации натрия и ряда других ионов, ту же соленость (Гинецинский, 1963). Недавно было показано, что для клеток существенно и вещество, вызывающее гиперосмо-ляльность. Если повышение осмоляльности обусловлено NaCl выше критического значения, то отмечается повреждение молекул ДНК, в той же концентрации мочевина не оказывает этого эффекта (Kultz, Chakravarty, 2001). Из этого следует, что существует зона концентраций натрия в околоклеточной среде, в которой возможно осуществление физиологических функций без дополнительных адаптаций. У многоклеточных существ появились на одном из этапов эволюции жидкостные фазы тела, возникли физиологические системы стабилизации объема и состава этих жидкостей.

Развитие исходных форм протоклеток с калиевой цитоплазмой в связи с появлением натриевых водоемов только тогда имело перспективы адаптации к среде в новых условиях, если они обретали плазматическую мембрану. Эта структура с наличием в ней натриевых насосов и натриевых каналов создавала предпосылки для приспособления к новым ареалам, включая пресные, солоноватые воды и океан. Выживание клеток в «натриевой» внешней среде, объединение однотипных клеток привело к появлению колониальных форм, стало новым этапом развития. Естественно, что у таких организмов следующим шагом могла быть морфо-функциональная дифференцировка клеток, она давала преимущества этим организмам в поиске пищи, выживании.

Строите дом, тогда Вам нужно знать, что Металлочерепица — разновидность профилированного стального листа, которая как ни что другое подходит для покрытия крыши. Приобрести металлочерепицу по выгодной для Вас цене, Вы сможете на сайте www.alga-profil.ru.

Дискуссия по пленарному докладу А.Ю. Розанова «УСЛОВИЯ ЖИЗНИ НА РАННЕЙ ЗЕМЛЕ — 4.0 МЛРД. ЛЕТ НАЗАД»

Председательствующий Г.А. Заварзин

М.А. Федонкин: Вы показали архейские остатки возрастом три миллиарда лет. Этолопий, метаморфическая порода, там пластические деформации, растяжение и так далее. А трубочки эти выглядят как новенькие. Этот момент настораживает. В древних толщах архея в Норвегии и Швеции в гранитах обнаружили зерна плагиоклаза, пронизанные туннелями — несколько дециметров этих туннелей в одном зерне. Это делают современные литотрофные бактерии.

А.Ю.Р.: У них очень маленький диаметр, нанометровый. Те же, которые я называл -по меньшей мере, на порядок больше, два-три микрона и чуть больше, в диаметре.

М.А. Федонкин: Но есть всякие игольчатые, волосовидные минералы и так далее. Вот дается такая картинка с трубочками, тут бы и дать к ней анализ, что-то еще, кроме морфологии.

А.Ю.Р.: Анализы на микрозонде делаются всегда. Если Вы предложите, что сделать еще, я сделаю, но тут пока нечего предложить.

М.А. Федонкин: В таких случаях, когда «экстраординарные заявления требуют экстраординарных аргументов» — по выражению Карла Сагана — все-таки приходится раскошеливаться и на время, и на средства, в таких случаях начинают мерить все, что угодно, биомаркеры, отличия от матрицы, используют рамановский микроскоп и так далее. Это слишком сильное заявление (эукариоты в очень древних породах или марсианских метеоритах), и одной морфологии здесь недостаточно.

А.Ю.Р.: Но что еще нужно? Есть двойная стенка, оболочка с порами, этого вполне достаточно.

М.А. Федонкин: Например, наши коллеги, Весталл и другие, при исследовании в первую очередь органостенных, но и минерализованных тоже, архейских объектов пытаются искать реликты органических соединений. Или Энди Ноэл — он берет одну микрофоссилию и сканирует ее лучом, лазерным или электронным, и делает карту концентрации равных элементов. Этих карт может быть несколько по разным элементам. Потом они накладываются, и вдруг выявляются внутренние субклеточные структуры, идет картирование одной клетки по разным элементам. Тогда их аргументы обретают новую дополнительную силу.

А.Ю.Р.: Такие «карты» мы с Ричардом Хувером делали неоднократно, и это опубликовано. У меня только один вопрос — Вы ставите под сомнение печенгию?

М.А. Федонкин: Не знаю, честно говоря.

А.Ю.Р.: Если ставите под сомнение именно Pechengia, то наш разговор непродуктивен.

Ю.В. Наточин: Можно комментарий? Элементы не помогут, потому что все уже вымыто.

М.А. Федонкин: Некоторые вещи минерализуются, остаются металлоорганические соединения. Они, конечно, искажены, потеряли первичную структуру, но именно по этим обрывкам подчас восстанавливают биохимические компоненты.

М.Я. Маров: Говорит ли все это об эволюционном тренде в развитии биосферы, об архейской древности сложноорганизованных форм? Каков главный вывод?

А.ЮР: Главный вывод состоит в том, что появление сложноорганизованных форм произошло значительно раньше, чем мы считали. И это означает, что количество кислорода в атмосфере Земли стало достаточно большим значительно раньше, чем мы предполагали (раньше, чем 2.5 миллиарда лет назад). И это говорит о том, что средние температуры поверхности не могли быть такими чудовищными, как это обычно представляется. Следствий еще очень много.

М.Я. Маров: Это говорит еще и о том, что Земля потрясающе организованная природная система, в ней задействованы такие фантастически глубокие механизмы обратных связей, которые поддерживают вполне определенную стабильность. Это очень интересно и это может быть одним из главных выводов.

ГА. Заварзин: С этим можно сразу согласиться. Работают столь мощные обратные связи, что система не выходит из коридора.

А.Ю.Р.: Да, и за четыре миллиарда лет никаким событиям не удалось прервать развития биосферы. А сбой у нас в мышлении бывает, когда мы пытаемся рассуждать, что будет с биосферой, применительно к нашим — человеческим — целям и интересам.

СВ. Шестаков: Алексей Юрьевич, можно согласиться с Вашими доводами относительно палеомикробиологии. Но с моей точки зрения, «крамолой» в Ваших представлениях является уверенность в том, что к трем с половиной миллиардов лет назад можно отнести появление эукариот. Дело в том, что даже у современных микроорганизмов мы можем найти примеры очень сложных клеточных организаций, которые могут давать картины, схожие с теми, которые Вы трактуете как эукариоты.

А.Ю.Р.: Три с половиной миллиарда я не называл в отношении эукариот, но 2.9-3.0 — да.

СВ. Шестаков: Около двух — да, я согласен.

А.Ю.Р.: Два — это бесспорно, против печенгии спорить бессмысленно. Относительно трех миллиардов свидетельствуют тимофеевские данные, которые мы перепроверили.

СВ. Шестаков: Хорошо, дело даже не в датировках. Просто нужна уверенность в том, что описываемые вами формы могут быть отнесены к эукариотам. Для этого нужно хорошо представлять организацию не только современных, но и вымерших прокариот и эукариот, а эти знания еще очень не полны.

A. Ю.Р.: Сергей Васильевич, если Вы сможете мне привести пример прокариота, который имеет двойную стенку, пронизанную порами, да еще имеет размер в 130 микронов — я Вам буду благодарен. Я такого не знаю.

СВ. Шестаков: Я берусь показать…

B. Н. Снытников: Алексей Юрьевич, если мы попытаемся фоссилизировать современные аналоги изображенных Вами организмов, за какое время они дадут приблизительно такой же элементный состав?

A. Ю.Р.: Фоссилизировать что-нибудь живое можно почти мгновенно, любой состав можно получить в течение нескольких часов. Многочисленные эксперименты были проделаны Людмилой Михайловной Герасименко и Галиной Тихоновной Ушатинской, а ранее -Крыловым, Заварзиным и другими.

B. Н. Снытников: И этот образец не будет отличаться от древнего?

A. Ю.Р.: Будет морфологически отличаться, потому что он современный.

B. Н. Снытников: Я имею в виду химический состав. В химии существует понятие «встречного синтеза», когда нужно подтвердить какое-то вещество, это вещество синтезируется и сравнивается с получаемым. Нельзя ли применить аналогичный прием здесь?

А.Ю.Р.: Если я возьму современный празинофит, его фоссилизирую, доведу до такого состояния, чтобы получился такой же спектр, что Вы мне скажете — «Ну и что?» И больше ничего. Это не будет доказательством чего-либо.

М.А. Федонкин: Алексей Юрьевич, а это массовый материал?

А.Ю.Р.: Да, массовый. Вы видели снимки на томографе.

ГА. Заварзин: Что я хотел бы сказать. Пункт первый. Видим ли мы то, что видим на экране? Видим. Второй пункт — как мы эти изображения интерпретируем? Мы можем говорить, что это ветвистые минеральные образования по кавернам, по трещинам. Но уйти от самого факта существования такого объекта мы не можем — это не подделка, не имитация. Мы можем говорить, что это образовалось на породе из лопия позже, что это контаминант, который так же фоссилизировался — но так можно сказать о единичном образце, о массовом материале так сказать гораздо труднее (однородное загрязнение более сомнительно). В этом случае будет смещена интерпретация по времени. Следующий аргумент относится к требованию получить какой-то дополнительный материал к одной показанной картинке. Он может дать что-то дополнительное. Но есть очень старое правило логики, восходящее к Платону: для того, чтобы потерять истину, достаточно говорить на эту тему слишком долго и много. Это одно из первых правил софистики. Поэтому дополнительный материал может сработать, а может и увести в сторону. Конечно, эти дополнительные материалы могут быть ценны, важны, их, естественно, надо получать, но не нужно забывать, что это так называемые сопутствующие доказательства, а не первичные. Теперь еще относительно изображений. Я морфолог тоже, и я, вообще говоря, верю тому, что я вижу, хотя догматические предпосылки у нас очень разные. Далее история с кислородом. Сергеев из Геологического института по своим образцам не согласится с цианобактериями древнее 2.5 или 2.7 миллиардов лет. Кислород в стопроцентной концентрации появляется с первого момента существования цианобактерий. И кислорода возле цианобактериальных сообществ будет много. И придется объяснять, как анаэробы справятся с этим стопроцентным окислительным стрессом. Сколько времени понадобилось, чтобы из пузырька кислорода произвелось воздействие на всю атмосферу? Это не короткий период. Поэтому отсутствие кислорода в атмосфере не является ограничением для времени появления цианобактерий и для появления довольно крупных аэробных организмов, которые могли бы жить в непосредственной близости от скопления цианобактерий (но только днем, так как ночью они будут находиться в среде сероводорода). Поместить сравнительно крупные существа — доли миллиметра, до миллиметра — в цианобактериальный мат, по-моему, можно. Мат отрывается от грунта, слегка всплывает, а под ним пузыри кислорода — образуется такая прослойка — несколько миллиметров, даже до сантиметра, в котором можно дышать и жить. Но это не целоматный уровень, конечно. Так что этот пункт не так критичен. Поверить всем тем интерпретациям, которые дает Алексей Юрьевич, я смогу только после очень большой паузы, после долгого «переваривания» и осознания. С ходу поверить не получится. Еще об эукариотах. Игорь Николаевич Крылов в свое время дал мне шлифы, на которых была видна отличная эукариотная структура. Все получалось. Потом оказалось, что это оболочки чехлов цианобактерий. Так что над этими картинками я немножко подумаю… И относительно минимальных размеров, которые могут иметь прокариоты и цианобактерий, в частности. Есть такой организм — носток Рябушинского, колония цианобактерий размером с мелкую сливу, которая перекатывается в пресных озерах (я наблюдал ее в вулканических озерах на Камчатке), если ее раздавить, фоссилизировать, такая колония может имитировать очень многое. Так что природа предоставляет нам очень много возможностей ложных интерпретаций. Но я повторяю — отрицать то, что мы видим, нельзя, надо объяснять.

Хотите быстро и за разумные деньги справки для водителей купить, тогда Добро Пожаловать на сайт «Медицинские Справки», который Вы найдете по адресу www.clickuk.org.

УСЛОВИЯ ЖИЗНИ НА РАННЕЙ ЗЕМЛЕ — 4.0 МЛРД. ЛЕТ НАЗАД

© 2009 г. А.Ю. Розанов

Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН

Уровень организации ископаемых организмов, находимых в докембрии -наиболее достоверный индикатор состояния биосферы и показатель ее параметров, таких как состав атмосферы, средние температуры поверхности Земли и т. д. Предполагается, что появление цианобактерий, одноклеточных и многоклеточных эвкариот и целомат наблюдается в геологической истории Земли значительно раньше, чем считалось прежде.

При обсуждении проблем происхождения жизни огромное значение имеют наши знания и представления об условиях на ранней Земле. В этой самой древней истории, вероятно, принципиальный рубеж пролегает около 4 млрд. лет назад (Ga) — рубеж геологически документированной и недокументированной истории Земли. Об истории Земли и возможных условиях на ее поверхности до 4 Ga сказано в этом сборнике в статьях Л.М. Мухина, А.В. Ви-тязева и Г.В. Печерниковой, частично Л.В. Ксанфомалити.

Об условиях на Земле после 4 Ga существует огромная литература. Модели эволюции Земли после 4 Ga многочисленны, частично это показано Н.А. Добрецовым (2003, 2005; Dobretsov et al., 2006).

Основные построения, особенно для начального этапа от 4 Ga до рифея (1.6 Ga), в основном базируются на геохимических, петрологических и тектоно-геофизических данных. В меньшей степени учитываются общегеологические, в том числе литологические, точнее, седиментологические данные.

Несколько огрубляя, к настоящему времени у основной массы исследователей сложилось впечатление о том, что история атмосферы состоит из двух этапов: этап восстановительной атмосферы (бескислородной) и этап кислородной атмосферы, который начинается около 2.6 Ga. Кроме того, существует устойчивое убеждение в достаточно высоких температурах на Земле (100 и более градусов Цельсия). Это совершенно невероятное представление, особенно, если говорить о средней температуре поверхности Земли (напоминаем, что сейчас она 15 °С).

Верхний предел рассмотрения интересующего нас интервала зафиксирован известными хорошо описанными событиями, вошедшими во все учебники: экспансией бесскелетной эдиакарской фауны (0.6 Ga), обнаруженной на всех континентах, появлением кембрийской скелетной фауны, когда многие организмы приобрели возможность строить разнообразный по составу скелет (так называемый «кембрийский взрыв») примерно 530-540 млн. лет назад и появлением около 400 млн. лет назад растений на суше (рис. 1).

Рис. 1. Некоторые биотические и абиотические события на Земле после 4 млрд. лет.

Архейско-протерозойская история земли документирована значительно менее достоверно. В то же время условия на нашей планете последние 400 млн. лет принципиально не отличаются от современных, если не считать изменения конфигурации суши и моря и климатических флуктуаций.

Если не считать цирконы с возрастом более 4 млрд. лет, о чем я скажу ниже, достоверные древнейшие метаосадочные породы имеют возраст 3.7-3.85 млрд. лет. Таким образом, вся геологически документированная история Земли начинается пока именно с этого времени. Оно совпадает с окончанием последней интенсивной метеоритной бомбардировки.

Обобщения по характеру древнейших пород (De Wit, Ashwal, 1997; Розен и др., 2006) показывают наличие среди пород зеленокаменных поясов, которых на Земле было много десятков, высокого процента метаосадочных образований (рис. 2). Это с очевидностью свидетельствует о присутствии в это время на всей поверхности Земли бассейнов седиментации, то есть достаточно большого количества воды. Значительное увеличение объема осадочных пород к 3-3.5 Ga говорит, вероятнее всего, о стремительном увеличении ее количества в это время, как схематично показано на рис. 3.

Таким образом, складывается впечатление, что до 4.0 Ga на поверхности Земли не было значительных масс воды, которая могла бы способствовать образованию осадочных пород и серьезной колонизации поверхности Земли микроорганизмами. Остается вопрос о возможности образования и существования в это время мира РНК¹.

—————-

См. парадоксы А.С. Спирина (2007). 186

—————-

Рис. 2. Диаграмма, отражающая мощность отложений зеленокаменных поясов и долю осадочных отложений в них (Розен и др., 2006): а — суммарная мощность отложений в зеленокаменных поясах (представительная оценка по стратиграфическим разрезам и геофизическим данным De Wit, Ashwal, 1997); б-доля осадочных пород от суммы всех пород (магматических и осадочных) в разрезах зеленокаменных поясов (для 44 поясов, составленных по данным De Wit, Ashwal, 1997).

Можно думать, что интенсивные метеоритные бомбардировки убирали поступавшую тем или иным способом на поверхность Земли воду.

Зеленокаменные пояса архея содержат набор осадочных и вулканических пород, который, как пишут О.М. Розен с соавторами (2006): «не обнаруживает заметных систематических отличий от соответствующих фанерозойских аналогов». В этом наборе пород присутствуют все их типы, включая карбонаты, эвапориты и др.

Отличительной чертой древних толщ является достаточно широкое присутствие железистых кварцитов. Однако следует помнить о их присутствии даже в верхнем рифее Канады, Бразилии и Намибии (Windley, 1999).

Таким образом, с точки зрения сравнения породных ассоциаций нет оснований говорить о существенной разнице в условиях атмосферы и гидросферы позднего архея и более поздних времен.

Рис. 3. Схема возможного увеличения объема воды.

Представления о существенной разнице состава атмосферы базируются на ряде фактов, достоверность которых вызывает сомнения.

Присутствие воды, точнее, ее поступление на поверхность Земли в интервале времени 4.6-4.0 Ga неоднократно обсуждалось. Мне представляются весьма вероятными представления М.А. Марова (Marov, Ipatov, 2001; Маров, Ипатов, 2005) о поступлении на Землю воды с кометами в количестве, соизмеримом с объемом современного океана. Однако единовременно такого количества воды, вероятно, никогда до 4 Ga, а скорее, до 1.3 Ga¹, не было. И максимум, на что можно рассчитывать, это вода в небольших лужах-озерцах и трещинах под поверхностью. Вопрос о том, куда девается такая большая масса воды, следует обсуждать отдельно.

Несколько слов о самых древних цирконах, возраст которых определяется до 4.2 Ga — даже 4.4 Ga.

Изотопические исследования кислорода не могут свидетельствовать об обломочном характере зерен циркона и его окатанности в воде. Остроугольная форма и размеры (до 300 мк) изображенных зерен тем более не допускают такого толкования. Гораздо более вероятным является вулканическое (пепловое) или эоловое их происхождение.

Теперь о восстановительной атмосфере архея и об уранинитах. Описанные и изображенные образования уранинита интерпретируются как окатанные обломки и сравниваются с окатанными моноцитами (рис. 4, а, б; Schopf, 1983). Изображения зерен уранинита, имеющих размер менее 0.15 мм, говорят о любом ином характере их образования, но не окатанности, поскольку их размер меньше размера окатывания обломков. Для сравнения привожу фотографии современного пляжного осадка из того же района, что и окатанные моноциты. Все зерна остроугольные, а округлые образования — это фораминиферы (рис. 4, в). Зерна уранинита в этом случае могут быть нераскристаллизованными аморфными коллоидными образованими или даже скорее фоссилизированными бактериальными сгустками. Необходимо проведение дополнительных исследований на электронном микроскопе при больших увеличениях.

Оценка различных признаков восстановительной атмосферы весьма неоднозначна. К
примеру, очень показателен график, приведенный в книге под редакцией В. Шопфа (Schopf, 1983, с. 284, рис. 11, 12), в котором сведены известные на то время точки с геологическими и геохимическими данными — показателями, как полагали авторы, восстановительных или окислительных обстановок. Противоречивость приведенных материалов привела к тому, что одни и те же районы (местонахождения) по разным признакам оказываются в разных полях. Если же из этого рисунка убрать ураниниты, то подтверждения восстановительных условий не останется вовсе.

Традиционные представления о восстановительной атмосфере отражаются, естественно, и на интерпретации уровня организованности находимых в архее и нижнем протерозое ископаемых остатков организмов. Они же порождают фантастические (Brasier et al., 2002) обсуждения характера ископаемых остатков возрастом предположительно 3.5 Ga из архея Австралии, описанные в свое время В. Шопфом и другими исследователями.

Мы полагаем, что для оценки параметров биосферы, таких как содержание кислорода, температура поверхности, крайне важно исходить, прежде всего, из уровня организации организмов, найденных в архейско-протерозойских толщах.

Так, например, наличие цианобактерий предопределяет принципиальное присутствие атмосферного кислорода, а присутствие, например, Metazoa и тем более целомат говорит о наличии кислорода в количествах, соизмеримых с современными.

—————-

¹М.А. Жарков (2005), вероятно, справедливо полагает на основании распределения эвапоритов во времени, что солевой режим океана и соответственно объем воды мирового океана начал стабилизироваться около 1.3 Ga.

—————-

Хотите побаловать своих домашних вкуснейшими блюдами, но совершенно не умеете готовить? Не отчаивайтесь! Рецепты, кулинария, советы и прочие кухонные премудрости Вы найдете на сайте 5000-recipe.ru, который станет незаменимым помощником на вашем кулинарном поприще.

СТАНДАРТНЫЙ СЦЕНАРИЙ ФОРМИРОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

В 1970-1980 гг. была построена так называемая «стандартная модель происхождения Солнечной системы» (СМПСС). Учитывая характер сборника, мы даем лишь сжатое описание модели, опуская почти всю математическую часть, уравнения, формулы и т. д. Кроме того, заметим, что мы предпочитаем называть это не моделью, а сценарием происхождения Солнечной системы.

Рис. 5. Стандартная модель эволюции газопылевого допланетного диска около молодого Солнца. Слева сверху вниз (1-4) — опускание пыли к центральной плоскости и образование пылевого субдиска, уплощение пылевого субдиска, гравитационная неустойчивость в нем и его распад на пылевые сгущения, сжатие пылевых сгущений и образование роя плотных тел астероидных размеров. Справа (5-8) — объединение планетезималей в планеты: появление крупных тел, ударный нагрев, сильный метаморфизм, плавление и испарение вещества, реконденсация, диссипация газа из СС и аккреция его на Юпитер и Сатурн, образование облака Оорта и пояса Койпера, завершение процесса формирования планет и спутниковых систем (Левин, 1964; Витязев и др., 1990).

Понятие сценария шире понятия модели, так как в сценарии используются десятки моделей для определенных стадий формирования и эволюции Солнца и его планетной системы, находящиеся в разной степени разработки. С другой стороны, в сценарии предполагается, что некоторые второстепенные «герои» могут стать с развитием теории и наблюдений главными, а концовка может существенно измениться.

На рис. 5 показаны основные стадии эволюции околосолнечного допланетного диска и приведены оценки времен продолжительности отдельных стадий.

Рис. 6. Блок-схема грави-магнито-гидродинамических моделей протопланетных дисков около молодых звезд солнечного типа.

Длительность стадий — это исходно динамические оценки, подтвержденные позже космохронометрией:

На рис. 6 показаны ключевые моменты строящейся теории. Каждый блок в схеме — это, по сути, отдельное направление теоретических и/или экспериментальных исследований для объяснения наблюдаемых данных. Обычно это десятки и сотни работ различных международных исследовательских коллективов. На схеме показаны также связи между отдельными направлениями и зависимость решения одних задач и проблем от других. Блоки 7-11 в свое время являлись проблемами классической космогонии. Их принципиальное решение было получено в рамках упомянутой «стандартной модели» (Витязев и др., 1990). Надо сказать, что некоторые современные компьютерные анимации пока не могут дать ответы на классические вопросы о том, почему планетная система такая, какой мы ее видим. Отметим, что по блокам 3-7, 13-17 дискуссия продолжается, ведутся компьютерные расчеты по все усложняющимся моделям. Блоки 1 и 2 представляют последнюю модификацию сценария, который обсуждается ниже. Блок 18 — это наше предложение астрофизикам искать вспышки, вызванные макроимпактами в формирующихся планетных системах около современных молодых звезд.

Если на днях Ваш молодой человек огорошил Вас, сделав предложение соединить ваши судьбы узами брака, то не спешите с ответом, а обратитесь за советом за советом к звездам – проверьте совместимость знаков Зодиака. Существует вероятность того, что Вам с этим человеком просто противопоказано находиться рядом и тогда Ваш брак превратиться в настоящую пытку, поэтому без промедления перейдите на сайт www.mageia.ru и проверьте ваши знаки зодиака на совместимость!

Дискуссия по пленарному докладу Л.М. Мухина «УСЛОВИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ 4.6-4.0 МЛРД. ЛЕТ НАЗАД:

ПЕРВИЧНЫЕ СИНТЕЗЫ»

Председательствующий А.С. Спирин

М.Я. Маров: Откуда следует, что океан был уже четыре с половиной миллиарда лет назад? Согласно известным мне геологическим данным и моделям, он появился где-то 3.8, может быть, 3.9 млрд. лет назад. Действительно, в этой зоне аккреционного диска изначально была высокая температура (около тысячи градусов, как показывают наши термодинамические расчеты), и, следовательно, происходило обеднение летучими. К этому же времени относится, вероятно, появление первых гидросиликатов. Другой вопрос — почему у Вас только отдельные очаги на первичной Земле горячие? Вы полагаете, что изначально Земля была холодной и горячие области обусловливались только очень крупными импактами?

Л.М.М.: Заключение о том, что гидросфера возникла достаточно рано, сделано на основе анализа изотопов кислорода в цирконах. Дельта ¹⁸0 оказалась между 7 и 9 (а не 5, как в магме), сделан вывод, что это были какие-то гранитные расплавы, которые получались от взаимодействия магмы с водой. Нет другого решения этой проблемы.

М.Я. Маров: Но циркон — не летучий элемент, и такая связка могла быть, скажем, в межпланетном пылевом веществе, так же, как и в корунде. Поэтому, с моей точки зрения, это не является доказательством.

Л.М.М.: На мой взгляд, с цирконами все в порядке, они не могли быть привнесены, они очень древние. В сочетании с возрастом, данные по изотопии кислорода и другие данные коррелируют.

М.Я. Маров: Теперь о проблеме фосфора. На Землю летучие могли быть привнесены не только кометами, но и астероидами, в частности, достаточно большой фракцией астероидов, содержащих гидратированные минералы. Поэтому фосфор может быть найден.

Л.М.М.: Согласен. Но проблема существует.

А. Б. Рубин: Поясните по поводу содержания кислорода и окисления железа.

Л.М.М.: Соотношение двухвалентного и трехвалентного железа показывает, что был молекулярный кислород.

М.Я. Маров: Возможно, изначально было много FeO, который, переходя в ядро, обеспечивал приток тяжелого элемента для роста ядра. Кислород высвобождался и параллельно связывался в Fe₂O₃.

Л.М.М.: Он очень быстро связывался.

А.В. Витязев: В кометах отношение D/H очень не подходит для земного океана. В кометах плохо с фосфором. Слабая надежда на неисследованные кометы семейства Юпитера. В общем, идея, что большая часть воды была принесена кометами, сейчас выглядит слабее.

Л.М.М.: Да, абсолютно правильно.

А.В. Тутуков: Я специально занимался температурой Земли на стадии ее формирования. На этапе 300 миллионов лет средняя поверхностная температура была бы только 100 градусов Кельвина. Для того, чтобы повысить температуру до 1 000 градусов, нужно, чтобы время аккреции сократилось до 30 миллионов лет. Если Земля образовывалась из пыли, ее температура была низкой, но от ударов крупных тел локально повышалась и до одной тысячи и до нескольких тысяч градусов.

Л.М.М.: Я согласен с Вами. Критическим параметром здесь является время аккреции.

Л.Ю. Розанов: Куда исчезли геологические породы древнее четырех миллиардов лет?

Л.М.М.: Есть цирконы, им 4.4 миллиарда лет.

А.Ю. Розанов: Это несколько десятков зерен. Где сами породы?

Л.М.М.: У меня нет ответа.

Н.Г. Бочкарёв: Как Вы относитесь к работам Георгия Георгиевича Манагадзе по импактному образованию сложных соединений, в том числе воды — происходит атомизация ударного объекта, потом заново образование молекул. Им было показано, что все океаны могли образоваться импактным образом.

Л.М.М.: Георгий Георгиевич — блистательный инженер, но то, что он пишет в своих статьях, по меньшей мере, сомнительно…

М.Я. Маров: Отношение D/H в кометах действительно вдвое выше, чем в земных океанах, но это результаты относятся только к долгопериодическим кометам, а что касается короткопериодических, в частности, семейств Юпитера, Нептуна, об этом мы пока ничего не знаем.

Л.М.М.: Да, это существенно.

Решили отправиться в путешествие по юго-восточному побережью Чёрного моря, тогда первое, что Вам нужно узнать – это то, что находиться Абхазия на карте России.
В этом путешествии вашим незаменимым помощником и гидом по живописным местам черноморского побережья станет сайт virtune.ru, который поможет Вам не только сориентироваться на местности, но и узнать расположение городов и курортов.

Дискуссия по пленарному докладу В.Н. Снытникова «АСТРОКАТАЛИЗ — АБИОГЕННЫЙ СИНТЕЗ И ХИМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ НА ДОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЭТАПАХ ФОРМИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ»

Председательствующий А.Ю. Розанов

В.А. Царёв: Мне кажется очень привлекательной идея космического происхождения жизни. Вы в качестве исходного объекта принимаете газово-пылевое облако, в котором есть гранулы и прочее.

В.Н.С.: Исходным считается протопланетный аккреционный диск на стадии примерно от полумиллиона до миллиона лет, когда протозвезда еще набирает массу.

В.А. Царёв: Мое замечание сводится к следующему. Надо начинать с облака, оно обладает гравитационной устойчивостью, чтобы оно превратилось в диск, его надо встряхнуть. Такая встряска достигается при взрыве сверхновой в относительной близости. Мне кажется, стоит привлечь эту стадию в Вашу модель, потому что Вы одновременно получите еще одну вещь — при взрыве сверхновой испускается большое число нейтронов, нейтроны распадаются, возникает поток поляризованных электронов, которые облучают протосолнечное облако, действуя вместе с ударной волной, тем самым можно получить хиральную асимметрию первичной органики.

В.Н.С.: Вот что здесь мне не совсем нравится. Характерные времена в наших моделях связаны с временами протекания химических реакций, это очень короткие времена (от нескольких часов!) по сравнению с теми интервалами, которыми оперируют большинство астрофизиков. Это времена нескольких десятков оборотов. За это время проходится стадия от размеров частиц порядка сантиметра до тел величиной несколько километров и более. Времена у нас очень маленькие.

В.А. Царёв: Но радиационный фактор действует практически мгновенно, электроны летят со скоростью света.

В.Н.С.: Да, но времени-то прошло уже почти миллион лет с момента взрыва сверхновой, который дал толчок для формирования Солнечной системы.

В.А. Царёв: Тогда есть вторая возможность — это облако, в котором уже есть органика, и оно готово распасться на глыбы, оно еще облучается взрывом другой сверхновой — они же происходят время от времени в Галактике. Иначе не решается вопрос с хиральностью.

В.И.С: Может быть…

Н.Л. Добрецов: Вашу модель нужно верифицировать. Верификация всех таких моделей проводится на материале метеоритов. Пытались ли Вы как-то это сделать? По метеоритам получается, что в центре облака был чистый газ, по периферии — только пыль, в пограничной области — смесь пыли и газа. Ваша модель должна соответствовать данным по метеоритам. Ничего другого, кроме метеоритов, у нас нет.

В.Н.С.: То, о чем Вы говорите — это одна из более поздних стадий существования протопланетного диска. Стадия, которую мы рассматриваем — примерно от первого полумиллиона лет до одного миллиона лет. В это время есть еще и газ, и твердое вещество, они вместе, газ является носителем, который несет твердое вещество в центр. Это все — еще до метеоритов.

Н.Л. Добрецов: Бомбардировка космическими телами древней Земли продолжалась около 600 миллионов лет, Луна образовалась от удара гигантского метеорита, часть Земли была уничтожена, там ничего первичного не осталось. Вот когда бомбардировка кончилась четыре миллиарда лет назад, тогда и жизнь зародилась. Затем, Вы не объясняете возникновение полинуклеотидов, а более примитивная органика не так существенна. Поэтому Ваша модель мне кажется настолько упрощенной, что ее трудно куда-либо применить.

В.Н.С.: Я все время подчеркиваю, что ее можно применить только там, где она применима — на стадии, когда происходит накопление органического вещества.

Н.Л. Добрецов: Но как ее можно верифицировать, где найти остатки того, что в это время образовалось? Вы говорите, метеориты не подходят. Между тем, 99.9 процентов метеоритов имеет один возраст — 4.56 миллиарда лет.

В.Н.С.: Правильно, он более поздний. Что касается верификации этой модели. Есть огромное количество астрофизических данных — исследование облаков, зарождающихся протозвезд с их дисками, на основе которых можно верифицировать эти модели. Главное — все синтезы произошли в первый миллион лет.

Н.Л. Добрецов: Но почему удлинились нуклеотидные цепочки? Кирпичики — добио-логический синтез — могли возникнуть, а синтез длинных цепочек стал возможен лишь на более поздней стадии, когда появилась вода.

В.Н.С.: Мое утверждение таково — все синтезы произошли быстро.

A. С. Спирин: Без воды не могло быть РНК и ее структур. Никаких молекул нуклеиновых кислот без воды нельзя сделать. Мир РНК в Вашей модели оказался до воды.

B. Н.С.: Я не утверждал, что не было воды до мира РНК. Я сказал, что переход от мира РНК к планете бактерий произошел не тогда, когда появилось немного воды (сухо/чуть влажно), а тогда, когда ее стало огромное количество.

A. С. Спирин: Для мира РНК нужно столько же воды, сколько и для бактерий, а то и больше.

B. Н.С: Можно полагать, что вода была.

A. С. Спирин: Есть еще один момент. Когда Вы рисуете свой «химический завод», это никакого отношения к периоду мира РНК не имеет, потому что там выходы — не одна сотая процента, а девяносто процентов, начиная с появления рибозимов и так далее. Отходов таких нет. Когда начинается биологический синтез, выход повышается до девяноста процентов.

B. Н.С: Поэтому я поставил там вопросы. Я обязательно внесу коррективы.

А.Б. Макалкин: Соотношение углерода в кометах к таковому даже в самых богатых углистых хондритах — пять-десять к одному, то есть метеориты действительно недополучили углерод. Если бы роль органики была так велика, это было бы очень важно для космогонических моделей образования планет, так как там существует проблема быстрого перехода от сантиметровых размеров частиц к размерам планетезималей. В этом переходном интервале размеров уже не работает механизм физического слипания и еще не работает самогравитация планетезималей. Добавление значительного количества органики было бы большим подспорьем для теории образования планет в преодолении этого барьера из-за повышенной адгезионной способности ряда природных органических соединений. Но имеются сомнения в связи с относительно малым содержанием органики в метеоритах по сравнению с кометами.

А.Ю. Розанов (председательствующий): С углистыми хондритами не все так просто.

A. Б. Макалкин: Да, летучая органика в метеоритах могла быть потеряна на более поздних стадиях, во времена ударов крупных тел.

B. Н.С: Это совсем другие времена и совершенно другие процессы.

A. В. Витязев: Какая часть газа собралась в звезды? Должно быть менее одного процента.

B. Н.С: Согласен.

Обратившись в Медицинский Центр Вы сможете продлить медицинскую книжку или, при отсутствии оной, получить ее всего за один день. За более подробной информацией о продлении медицинской книжки обращайтесь на сайт sandoctor.info или по телефону (495) 543-57-06.

Итак — наша основная гипотеза астрокатализа, идея которой возникла довольно давно, в начале 1990-х гг. Первое сообщение о ней на конференции было сделано в 1996 г. (Snytnikov et al., 1996), а основательные публикации вышли в 2007 г. (Снытников, 2007а, б). Гипотеза состоит в том, что абиогенный каталитический синтез органических соединений проходил непосредственно при формировании первичных тел и протопланет при развитии гравитационной коллективной неустойчивости с одновременным объединением многих малых тел. Или, кратко, катализ сформировал планеты. И основные выводы по нашей работе. Если по гипотезе Опарина-Холдейна синтез органических соединений произошел на поверхности Земли, то сейчас стало ясно, что химическая предбиологическая эволюция прошла в допланетной околозвездной среде в первый миллион лет. Эта та цифра, которую хотел услышать от меня А.Ю. Розанов. Зародыши планет формировались в местах каталитического синтеза органических соединений благодаря гравитационным неустойчивостям.

В последовательности этапов возникновения жизни неорганическое вещество с активными каталитическими центрами увеличилось в своих размерах от наночастиц до тел в тысячи километров. Но при этом каталитические неорганические материалы последовательно уступали свое место катализаторам из органических соединений, вплоть до белков и ферментов.

Рис. 11. Тепловая энергия укрупняющихся тел в зависимости от их массы для трех моментов времени. Увеличенное ядро коагуляции в интеграле столкновений.

Неорганическое вещество меняло свою роль и влияние. Место и роль конкретных элементов, формировавших активные каталитические центры, в возникновении жизни, по-видимому, могут быть определены в настоящее время по их воздействию на внутриклеточные реакции в прокариотах и по способности ряда микроорганизмов избирательно концентрировать многие элементы.

Здесь мне необходимо отметить высказанное ранее предположение (Войткевич, 1979, с. 125), что «жизнь на Земле существует столько, сколько существует и сама Земля». Идея, что «химическая эволюция на предпланетной стадии в Космосе и протопланетном облаке заходит так далеко, что жизнь возникает практически сразу после сформирования земноподобной планеты», была отмечена как «наиболее радикальная точка зрения» (Цицин, 1980).

Рис. 12. Происхождение жизни как процесс самоорганизации.

Она почти 30 лет оставалась вне основного внимания исследователей, по-видимому, из-за недостаточного объема естественнонаучных данных, в частности, астрофизических и космохимических, по процессам в «протопланетных облаках».

Итак, происхождение жизни может быть представлено следующими основными этапами (рис. 12). Плотное молекулярное облако с его туннельными реакциями «холодной предыстории жизни» (Гольданский, 1997) предоставляет исходные вещества для образования звезд вместе с их протопланетными дисками. Это первый, физический этап. На втором этапе в околозвездных дисках из высокоактивных веществ синтезировались органические соединения с участием всевозможных по своим свойствам наночастиц. Подчеркну еще раз, что именно в наночастицах состава космической распространенности элементов было представлено все наше земное вещество, вещество планет и тяжелые элементы Солнца. Синтез проходил с преимущественным сохранением в диске высокомолекулярных соединений. Но только если они формировали крупные первичные тела. Обратно, отбор происходил и среди катализаторов по способности синтезировать именно высокомолекулярные соединения. Все низкомолекулярное и легкое вещество потоком водорода и гелия уносилось на протосолнце в термоядерную топку, источник энергии для «химического завода». На этом этапе, по-видимому, появились нуклеотиды, сахара, липиды, белки, тяжелые углеводороды, азотистые основания. Здесь было представлено все, что могло быть синтезировано абиогенным путем. На этом промежутке времени был сформирован первичный «допланетный хемоценоз». Его состав менялся во времени и в зависимости от расстояния от протозвезды. Большое влияние на состав оказывали температуры плавления, испарения и тому подобные свойства соединений. Общую эффективность синтезов на стадии допланетного хемоценоза по отношению к выходу сложных соединений из первичной органики, скорее всего, следует оставить в 0.01 %. Первичная масса вместе с водородом и гелием — масса Солнца. Характерные времена существования этих синтезов — сотни тысяч лет. По-видимому, кометы могут нести нам информацию об этапе «допланетного хемоценоза» на своих расстояниях от Солнца.

Следующий этап — формирование из первичных крупных тел зародышей планет. Это происходит при высоких давлениях в сгустках, в этих обнаруженных нами реакторах с кипящими метровыми зернами катализатора. На этом этапе среди всех возникающих реакторов есть такие, в которых происходит переход от «допланетного хемоценоза» к «миру РНК».

«Мир РНК» может появиться в умеренных по температурам условиях и, следовательно, на вполне определенных удалениях от протозвезды. Умеренные температуры — это диапазон от замерзания воды до ее испарения. И в этих условиях периодические увлажнение и высыхание поверхности тел становятся просто неизбежными. Отбор среди реакторов по температурным условиям, по активности катализаторов для дальнейшего усложнения органических молекул (по способности их полимеризовать), образовать километровые планетезимали и зародыши планет, а вместе с тем и перейти к «миру РНК», также можно оценить в 0.01 % по массе вещества. Этот этап самый быстрый, масштаба нескольких лет для одного реактора уединенной волны, иными словами, самогравитирующего сгустка вещества. Помимо сгустков, вещества в околозвездном диске еще много, не на одну планету. Вне сгустков, реакторов уединенной волны, «допланетный хемоценоз» эволюционирует в сторону преимущественно деструкции органических соединений, возможное свидетельство о которой и, возможно, об исходном составе первичного вещества находится в углистых хондритах. Методически, с точки зрения разделения труда, на этом этапе мы передаем свои данные по абиогенному синтезу исследователям «мира РНК». В этом месте у нас возникает совпадение с данными А.С. Спирина о необходимости интенсивного обмена тел с периодически высыхающей поверхностью. Возможные свидетельства этого этапа, кроме углистых хондритов, могут находиться в наименее плотных астероидах и спутниках планет (Маров и др., 2008; Адушкин и др., 2008).

Переход от «мира РНК» к сообществу простейших одноклеточных организмов нами не рассматривается. Но я возьму на себя смелость высказать, с использованием звучавшей в зале на совещании терминологии, «экстремистское» или, как говорили 30 лет назад, «радикальное» предположение. Оно состоит в том, что в какой-то момент времени из-за своей конденсации жидкая вода стала постоянно присутствовать на поверхности некоторых планетезималей и протопланет. И именно жидкая вода стала той причиной, по которой из всего богатства «мира РНК» оказались отобраны те соединения, которые в своей совокупности, сформировав оболочку — мембрану, смогли противостоять такому крайне разрушительному реагенту как вода. Все остальное богатство «мира РНК» погибло. А вот что осталось, то получило толчок к дальнейшему формированию сообществ одноклеточных организмов (биоценозов), способных использовать воду и выживать в новых катастрофических и других изменениях среды обитания с капельно-жидкой водой. Все отходы оказались отправлены в космос, Юпитер и Сатурн как «в третьи и развивающиеся страны», и в топку на Солнце. И если прав А.Ю. Розанов (Герасименко и др., 1999) относительно биоморфных микроструктур в метеоритах с возрастом 4.56 млрд. лет, то первичный биоценоз возник и существовал именно на допланетной стадии. Этот биоценоз перешел к «планете бактерий», естественно, с большими потерями органического вещества, большая часть которого подверглась деструкции, а что-то оказалось погребено в земных толщах.

Переход от первичного биоценоза к «планете бактерий» прошел в следующие два этапа, которые идентифицируются по биогеохимическим циклам в географической оболочке Земли (Заварзин, 2001). На первом этапе основная первичная биомасса подверглась деструкции:

(CH₂O)₁₀₆(NH₃)₁₆H₃PO₄ → 53 СН₄ + 53 СO₂ + 8 N₂ + 24 Н₂ + [H₃PO₄] .

Легкие компоненты — Н₂, Не, СН₄ — Земля утратила. На сегодня существуют доводы полагать, что атмосферный азот является продуктом разложения первичной биомассы. Тогда массовое содержание азота в атмосфере к концу этого этапа стало близким к современному значению 4×10¹⁸ кг. Отсюда первичная земная биомасса может быть оценена в 2.4х10¹⁹ кг по углероду. Выделившееся 1.2×10¹⁹ кг СO₂ и абиогенные СO₂ связались в древнем «содовом океане» с отложением свыше 6×10¹⁹ кг карбонатов (Заварзин, 2006). Значит, масса абиогенного С0₂ в древнейшей атмосфере примерно 4.8х10¹⁹ кг по углероду, а давление в ней оценивается по порядку величины в 10 атмосфер. На этом же этапе осадочные породы закрыли древнейшие породы с возрастом в 4.56 млрд. лет, возможно, с погружением последних вместе с осадочными породами в мантию, метаморфизацией и вновь выносом на поверхность. Отметим, что на Земле современное количество воды 1.3×10²¹ кг. Не меньшее количество содержалось и в палеоокеане. При отсутствии воды на Земле объемное отношение СO₂ и N₂ в атмосфере было бы свыше 20, как на Венере и Марсе.

Атмосферы Венеры и Марса имеют главными компонентами 95 % СO₂ и 3-5 % N₂ по объемному содержанию. Предполагая, что содержание азота в атмосфере этих планет связано, как и для Земли, с разложением первичной биомассы с отношением элементов С : N = 6, получим, что свыше 60 % СO₂ в их атмосферах является абиогенным. Другие компоненты — Н₂, Не, СН₄, Н₂O — потеряны этими планетами. Вода в виде льда на прото-Марсе при его низкой температуре не обеспечила сток СO₂ в карбонаты. На прото-Венере связывания СO₂ не произошло из-за ее высокой температуры и воды в виде пара. Отсутствие воды в жидком виде не запустило на этих планетах важнейший геохимический процесс — углекислотное выщелачивание, связывание углекислоты в карбонаты и появление осадочных пород и, вместе с тем, питания микроорганизмов, что привело к исчезновению органического вещества на поверхности Марса и Венеры.

На последнем из рассматриваемых этапов становления «планеты бактерий» примерно 2 млрд. лет назад произошло формирование окислительной атмосферы (Розанов, 2008, с. 49). Первичная продукция образовывалась в реакциях фотосинтеза

CO₂ + Н₂O → [СН₂O] + O₂,

которая не была сбалансирована с деструкцией в биогеохимическом цикле. Это привело к накоплению избыточной мортмассы, которая в настоящее время представлена в основном керогеном в 1.5×10¹⁸ кг — рассеянным углеродом осадочных пород. Масса керогена примерно соответствует накопившемуся кислороду атмосферы в 1х10¹⁸ кг. Массу самой биосферы на этом этапе определить очень сложно. Поэтому оценим совместную эффективность двух последних этапов самоорганизации. Тогда для этапа деструкции первичной биомассы с выходом на фотосинтезирующий биоценоз и переходом к «планете бактерий» с ее современной массой 2х10¹⁵ кг получается эффективность 2х10¹⁵ кг / 2.4х10¹⁹ кг ~ 0.01 %, что совпадает с обычной эффективностью двух этапов самоорганизации. Итак, на рубеже примерно 2 млрд. лет масса биосферы достигла современного значения, и появилась «планета бактерий».

Работа выполнена по программе Президиума РАН № 18-2 по направлению академика В.Н. Пармона, которому автор приносит искреннюю благодарность за поддержку и обсуждения исследований по астрокатализу. Автор выражает признательность сотрудникам исследовательского коллектива СО РАН, в частности, Института катализа им. Т.К. Борескова, где в основном была выполнена эта работа. Многие идеи обсуждались на встречах у академика А.Ю. Розанова в дискуссиях с академиками Г.А. Заварзиным, А.С. Спириным, А.И. Григорьевым, Н.С Кардашевым, Н.А. Колчановым, СВ. Шестаковым, которым автор признателен за критику и полезные замечания.

Поздравляю, Вы наконец-то стали обладателем новенького айфона четвертого поколения и теперь Вам предстоит самая занимательная и интригующая часть знакомства с вашим мобильным устройством — установка программ. Все для Android, Symbian, Bada и iPhone! Вы найдете на сайте www.exclusivemobile.ru, благодаря которому Вы сможете превратить свой мобильник в настоящий мультимедийный центр!

Что происходило с пылью, которая двигалась вместе с газом при своей массе примерно в 1 % от газа? Заметим, что пылинки имеют сложную слоистую структуру. В среднем если диаметр пыли составляет сотню нанометров, то внутреннее ядро из тугоплавких оксидов кремния, магния, железа составляет несколько нанометров. Далее идут слои из веществ в порядке их летучести. Летучие органические соединения, вода, метан находятся на поверхности. Под поверхностью находятся указанные выше сложные органические соединения, причем их больше обнаруженных количеств в молекулярных облаках. В молекулярных облаках регистрируют соединения в газовой фазе, в то время как львиная доля органических соединений сконденсирована на пылинках и составляют эти пылинки. Еще надо отметить, что при вращении газа с пылью вокруг протозвезды значения центрифужного параметра достигает огромных по земным меркам значений в 1000-2000 для пыли относительно газа. (В земных условиях этих значений пока не достигли). Поэтому при поступлении газа и пыли с периферии околозвездного диска пыль начинала накапливаться в диске. При своем движении из холодных внешних областей диска во внутренние разогретые области пылинки теряли свою шубу из органических соединений. Ядра пылинок очищались. Но на ядрах могли происходить и гетерогенные реакции синтеза органических соединений из СО, водорода, соединений азота, если такие наночастицы обладали каталитической активностью. Состав наночастиц можно восстановить, исходя из распространенности элементов во Вселенной. Он приведен в наших предыдущих работах (напр., Снытников, 2007а) вместе с составом газа. Фактически это составы классических катализаторов для синтеза Фишера-Тропша получения сложных углеводородов из СО и водорода и синтеза аммиака из азота и водорода. Надо подчеркнуть, что все окружающее нас вещество, вся Земля и тяжелые элементы Солнца находились в виде этих наночастиц. При этом в наночастицах из тысяч атомов в качестве активного центра работал или был оттестирован на работоспособность не просто какой-либо элемент, а каждый атом даже самого редкого элемента!! Это поддерживает утверждение о необходимости для биоценоза всех элементов (Меклер, 1980). К примеру, отдельные атомы вольфрама, молибдена, ванадия и так далее, влияют на свойства наночастицы. На важность этих элементов для становления биосферы вновь было обращено внимание (Dobretsov et al., 2008; Федонкин, 2008). Отбор в протопланетном диске по активности катализаторов был осуществлен на этом этапе в совершенно невообразимых для химических технологий масштабах. Но для конечного продукта, биоценозов, каталитическая суперактивность наночастиц разрушительна.

Конечно, нужно было экспериментально подтвердить это предположение о высокой каталитической активности наночастиц состава природной распространенности элементов. Для этого в Институте катализа СО РАН была построена установка (Snytnikov et al., 2007), на которой методом лазерного испарения были приготовлены наночастицы из природных минералов и метеоритов, в частности, из метеорита Царев. Образцы наноматериалов были отданы в две независимые лаборатории Института катализа СО РАН для определения их активности в реакции синтеза углеводородов из СО и водорода. Все приготовленные наноматериалы оказались активны в этой реакции (Хасин, Снытников, 2005). А один из образцов показал активность, не уступающую активности промышленного катализатора. Далее, все это означает, что в указанных условиях протопланетного диска наночастицы синтезировали большое количество различной органики. И все неорганические частицы с диаметром в сантиметры, на которых обычно заканчивается укрупнение неорганических материалов (на больших масштабах неорганические материалы в условиях диска плохо соединяются между собой), реально были погружены в органическую связку, матрицу или пропитаны органическими соединениями, клеем. Фактически, это были кусочки пластилина, которые в столкновениях между собой могли легко слипаться. Тогда характерный масштаб, на котором заканчивается обычный рост частиц, составляет не сантиметры, а метры. Тем самым на этой уже относительно поздней стадии диска с температурой порядка 300-500 К на земном радиусе мы имеем газ и набор метровых в диаметре тел, двигающихся слабостолкновительно вокруг протозвезды. Слабостолкновительно означает, что тела могут столкнуться между собой на временах, сравнимых со временем одного оборота вокруг протозвезды. Такие столкновения происходят с космическими скоростями, большими скорости звука в твердом теле, и они приводят к дроблению тел.

Отметим, что органической компонентой и гетерогенными каталитическими реакциями в околозвездных дисках многие исследователи обычно пренебрегают, уделяя основное внимание газовой компоненте (Маров и др., 2008). Это справедливо в расчетах температуры и давления газовой компоненты по диску. Но в эволюции пылевой компоненты безусловно важную роль сыграли, в частности, реакции полимеризации на наночастицах с появлением комплекса разных полимеров. В качестве примера можно указать полиэтилен, мономер которого этилен синтезируется из СО и Н₂ наряду с другими углеводородами и молекулами воды.

Далее мы задались следующим вопросом, и в этом мы также были оригинальны по сравнению с исследователями московской и других школ (Маров и др., 2008). Существует ли физический механизм, который за предельно быстрые времена порядка нескольких лет приводит к формированию зародышей планет из первичных тел метрового размера? Почему год или несколько лет? Ответ прост, А.С. Спирин в своем выступлении на нашем совещании потребовал для синтезов «мира РНК» часы, возможно, несколько суток. Но диск функционирует миллион лет, и нужно связать астрофизические и химические времена. Отсюда, имеются ли в протопланетном диске существенно более быстрые процессы, чем процесс, определяющий этот миллион лет существования диска? Ответ на этот вопрос оказался «да». Но для ответа пришлось рассматривать гравитационную неустойчивость в двухфазной среде из газа и первичных тел, в которой из последних формируются зародыши планет. Данный вид неустойчивости отличается от неустойчивости Тоомре, которую анализировали М.Я. Маров и др. (2008). Мы рассмотрели длину Джинса в такой среде и показали, что при эффективной энергии, характеризующей разброс тел по скоростям, близкой к температуре газа, длина Джинса может уменьшиться на много порядков (Снытников, 20076). Возникает условие гравитационного собирания многих первичных тел в зародыши планет. Этот процесс коллективный и бесстолкновительный. Определенный и изученный аналог такого процесса можно найти в физике ускорителей элементарных частиц. Он известен как охлаждение легкими электронами тяжелых протонов. В изучаемом процессе при трении тел о газ разброс тел по скоростям снижается, и в какой-то момент времени возникают условия для гравитационного коллективного коллапса тел в газе.

Решили собственными силами создать качественный сайт, но в процессе осознали, что это очень сложное и кропотливое занятие, которое является непосильной для Вас задачей? Значит, пришло время вбить в поисковую строку вашего любимого поисковика «web студия» и перейти на сайт www.diogenes.ru, квалифицированные специалисты которого в кратчайшие сроки и с учетом всех ваших пожеланий разработают полностью функциональный сайт.

Подледный океан Европы

Говорить о возможности существования каких-то форм жизни можно только в подледном океане Европы. Ледяная кора спутника, по разным гипотезам, может быть толщиной минимум 1 км, максимум — до дна. Несмотря на популярность всех трех моделей строения Европы (относительно тонкая, 10-30 км, ледяная оболочка; частично промерзший вглубь океан; и полностью промерзшая среда; рис. 12), модель с относительно тонкой ледяной оболочкой представляется наиболее реалистичной. Она объясняет и фрагментированные ледяные поля, и трещины, и рассеяние мощного притока энергии, возникающей в приливных взаимодействиях системы спутников Европа-Ио и Европа-Юпитер. Если глубина океана 50-60 км, давление на дне должно быть 600 кг/см².

Сильным аргументом в пользу существования океана говорит и необычное магнитное поле Европы. Напряженность поля Европы имеет переменный характер, причем магнитные полюса расположены вблизи экватора спутника и постоянно перемещаются, а изменения напряженности и ориентации магнитного поля синхронизированы с прохождением Европы через магнитное поле Юпитера (Kivelson, 1995). Это можно объяснить лишь наличием токопроводящей жидкости под поверхностью спутника: его движение в сильном магнитном поле Юпитера вызывает электрические токи в соленом океане Европы, что и создает необычное магнитное поле спутника. Если бы поле было связано с ядром спутника, оно было бы стабильным и имело бы меньшую напряженность.

Существование подповерхностного океана подтверждается также структурой крупномасштабных трещин глубиной около 1 км, имеющих глобальную протяженность. Было показано (Schenk et al., 2008), что трещины глубиной от 300 м до 1.5 км возникли при перемещении (повороте) полюсов спутника примерно на 80°, причем ледяная оболочка двигалась независимо от ядра.

Достаточно высокая температура в глубоких слоях Европы объясняется рассеянием приливной энергии в орбитальной соизмеримости со спутником Ио, и в меньшей степени -приливным воздействием Юпитера. Приливное рассеяние-мощный источник энергии; основная ее часть рассеивается в Ио, но и на Европу приходится ее существенная часть. Полный период Т повторения приливных эффектов определяется известным соотношением 1/Т_(1о)— 1/Т_(E), и составляет, благодаря соизмеримостям, почти точно орбитальный период Европы. Кроме приливных эффектов определенный вклад энергии создает процесс серпентинизации, химическое связывание воды с горными породами в верхнем слое ядра спутника. Серпентинизация увеличивает объем горных пород и выделяет тепло. Наконец, какое-то рассеяние энергии происходит и в упоминавшихся выше магнитных взаимодействиях. Во всяком случае, Европа располагает достаточными источниками энергии, чтобы поддерживать хотя бы часть своих запасов воды в жидком состоянии, подобно тому, как это происходит на других ледяных спутниках (McKay, Matson, 2008).

Рис. 12. Существующие модели строения Европы.

По составу воды ее выходы на поверхность из трещин и разломов неоднородны. По данным спектроскопии, окрашенные участки поверхности предположительно включают примеси серной кислоты, а также других сернистых и железистых веществ. Спектральный анализ линейных образований и пятен на поверхности показал наличие в них солей, в частности, сульфата магния, который содержится и в земных океанах. Обнаружены также следы перекиси водорода и сильных кислот. Таким образом, массы воды, проникающие на поверхность из разломов, неоднородны по составу. Не исключено, что подледный океан не имеет глобальной протяженности.

Возможная обитаемость подледного океана Европы

В подледном океане Европы, куда не попадает солнечный свет, где невозможен фотосинтез и отсутствует кислород, может существовать микрофлора. На Земле можно найти примеры таких экзотических экосистем. Роль гидротермальных глубоководных источников в возникновении жизни можно отнести и к Европе, где также могут присутствовать глубоководные гидротермальные источники. В гипотезе о происхождении жизни в районах глубоководных термальных источников жизнь на Земле возникла, когда химически обогащенные жидкости какими-то механизмами апвеллинга стали подниматься с нижних морских этажей. Химическую энергию могли доставлять реакции восстанавливающих газов, например, водорода или сульфида водорода, которые выделялись из придонных источников, в контакте с подходящим окислителем, например, углекислым газом.

Гипотетический океан Европы должен близко напоминать условия жизни в глубинах земных океанов, где населенность различными видами живых существ очень высока. В земных океанах их концентрация наблюдается у гидротермальных придонных океанических источников, от которых поднимается обогащенная растворенными минеральными солями горячая вода. В такой среде обитает не только микрофлора, но и достаточно крупные животные.

На Земле найдены три экосистемы, на аналогах которых могла бы базироваться жизнь на спутнике Юпитера Европе. Две системы основаны на метаногенезисе и принадлежат к древней группе бактерий Archaea, которые живут в бескислородных условиях. В глубоко залегающих вулканических породах в районе р. Колумбия (район водопадов Айдахо-Фолс) существуют две такие экосистемы, которые получают энергию от химических реакций в различных горных породах. Третья экосистема существует за счет энергии, возникающей при радиоактивном распаде горных пород. Она была найдена глубоко под поверхностью в шахтах Южной Африки, на глубине 3 км под поверхностью Земли в зоне разлома (Lin et al., 2006). Микроорганизмы здесь живут без света, без кислорода и без исходных органических веществ.

Перечисленными примерами, конечно, не исчерпываются возможности существования форм жизни на Европе. Теорий возникновения жизни на Земле много, но ни одна не объясняет, как воспроизвести зарождение земной жизни в лаборатории и насколько уместно распространять их на Европу, хотя теория «первичного бульона» и теория гидротермальных придонных океанических источников наиболее близки к тому, что нам известно о Европе.

Начиная с античности, у исследователей нет идеи, более популярной, чем поиск жизни в других мирах. Когда развитие технологии позволило осуществить полеты к другим планетам, поиск жизни (или следов жизни) на них стал рабочим разделом национальных научных программ космических исследований. В планах космических агентств уже появляются проекты исследований Европы, рассчитанные на следующее десятилетие XXI в. Исследователям предстоит преодолеть серьезные технические трудности, такие как необходимость проникнуть сквозь многокилометровую толщу льда, при температуре 80 К обладающего прочностью гранита, выполнить исследования и прислать на Землю их результаты. Многие задачи миссии к Европе сегодня кажутся практически невыполнимыми. Но работа уже ведется.

Европейское и Российское космические агентства наметили экспедицию из нескольких космических аппаратов к Юпитеру и Европе. Европейский проект намечает выведение на орбиты Юпитера и Европы двух космических аппаратов, а российский проект предполагает включение в экспедицию еще одного, спускаемого аппарата для посадки в одном из разломов на поверхности Европы. После посадки аппарат начнет поиск следов жизни в колонке полуметрового слоя льда. Проект получил название «Лаплас». Предполагается, что он войдет в программу Европейского космического агентства на период с 2015 по 2025 гг.

1.3. Узкие овраги на марсианских склонах

Перемещение больших масс грунта — по-видимому, тонких фракций песка по склону, происходящее в современную эпоху — доказывает и прекрасно иллюстрирует рис. 8, где в нижней части снимка видны размытые валы осыпавшегося материала. Ширина участка на снимке около 3 км. Валы сыпучего материала огибают остатки прежнего рельефа, оставляя обнаженный склон. Такие же осыпи можно видеть и в других районах Марса; они известны со времен миссии «Viking» (1976 г.).

Рис. 7. Термодинамические условия существования льда, пара и воды на Марсе. Кружок в центре соответствует давлению 6.1 мб. Условия существования воды в жидком виде на поверхности Марса отражает небольшая центральная часть диаграммы с горизонтальной штриховкой. Структура диаграммы, соотношение шкал давления/глубины и среднегодовые температуры для широт 30° и 70° по: (Stewart, Nimmo, 2002).

Рис. 8. Осыпи грунта и нитевидные овраги (показаны стрелками) на склоне кратера на Марсе (424°S, 158.2°W). Овраги похожи на следы земных горных рек, но в отличие от земных оврагов, они не расширяются, а сужаются вниз по склону (MGS МОС Release No. МОС2-320, NASA/JPL/MSSS).

Но наряду с осыпями сыпучего материала, на рис. 8 можно видеть не отмечавшиеся прежде (из-за недостаточного разрешения) образования. Это тонкие нитевидные километровые овраги или борозды, спускающиеся по склону (показаны стрелками на рис. 8). Их ширина в узкой части составляет всего десятки и единицы метров. Овраги очень похожи на промоины земных горных рек или ручьев, но в отличие от земных оврагов, они не расширяются, а сужаются вниз по склону. Поэтому они не могли возникнуть под действием камнепада или крупномасштабного селя. Тем более они не могли образоваться под действием пылевых оползней, которые засыпают все овраги. Зато именно жидкие потоки (воды или какой-то другой жидкости) легко могли бы образовать такие промоины. В работах (Maiin, Carr, 1999; Malin, Edgett, 2000) указывается именно на источники грунтовой воды как среды, формирующей овраги, промоины и другие образования такого рода на Марсе. По их данным, узкие овраги или протоки достаточно часто встречаются в полосе широт 30°N-70°S. Они морфологически подобны склоновым руслам земных рек и не перекрываются более поздними образованиями (такими как песчаные дюны). Ширина (и, вероятно, глубина) оврагов близка к 10-20 м, а протяженность составляет от нескольких сотен метров до километров (Malin, Edgett, 2000). Авторы еще одной работы на ту же тему (Palermo et al., 2001) обработали сотни снимков камеры МОС и также получили доказательства современных следов грунтовых вод. Их источники, согласно обеим работам (Malin, Edgett, 2000; Palermo et al., 2001), находятся на крутых склонах долин и кратеров, на глубине 150-500 м под уровнем окружающей поверхности. Но по данным второй работы (Palermo et al., 2001) широта районов, где в основном сосредоточены источники, лежит в пределах от 30°S до 30°N.

Рис. 9. Склон кратера с протоками на Марсе (39°S, I66°W). В правой нижней части снимка бассейн шириной около 600 м (MGS МОС Release No. МОС2-320, NASA/JPL/MSSS)

На рис. 9 представлен другой район с подобными оврагами. Их ширина от единиц метров до 10-20 м. Они также не расширяются, а сужаются вниз по склону. На первый взгляд, это кажется парадоксальным, если овраг образован потоком. Но можно предложить простое объяснение: если грунтовая вода действительно образовала ключ и поток вышел на склон и устремился вниз, то в условиях Марса масштаб развивающейся промоины будет зависеть, прежде всего, от температуры поверхности и температуры потока.

Описываемые Э. Палермо и др. (Palermo et al., 2001) объекты обнаружены, в основном, в полосе широт ± 20-30°. Если температура поверхностного слоя составляет типичные для экваториальной зоны Марса 240-260 К или ниже, поток, спускаясь по склону, должен постепенно впитываться в сухой морозный грунт и замерзать. Образуется ложе канала из промерзшего грунта, по которому поток устремляется дальше, впитываясь, наращивая промерзшее ложе и охлаждаясь. Поэтому, в отличие от земных склоновых рек, потоки на Марсе сужаются, спускаясь по склону. При переходе воды с температурой 0 °С в фазу льда выделяется почти 80 ккал/кг. Теплоемкость грунта близка к 0.2, поэтому промерзшее ложе потока может получиться достаточно толстым, если ключ существует достаточно долго. Как ведет себя грунт Марса при увлажнении и сколько при этом поглощается тепла, точно не известно, но баланс отдаваемого тепла должен включать текущие теплопотери в образующемся ледяном ложе канала и более медленные процессы излучения и отдачи тепла в атмосферу. Температура истекающей воды также неизвестна, но она не может быть высокой, и, как показано выше, энтальпия воды не играет существенной роли.

Часто утверждается, что жидкая вода на поверхности Марса немедленно испаряется. Это недоразумение. Роль испарения пренебрежимо мала и ее нетрудно оценить. Пусть давление р в данном районе составляет 8 мб, а температура кипения Т(р) = 4 °С, согласно рис. 7. При температуре T_L потока, например, 10 °С, истекающая вода должна кипеть, с уменьшением ее энтальпии. Какая-то доля потока будет потеряна при испарении с понижением его температуры до Т_s(р) = 4 °С (или до 0 °С при давлении 6.1 мб) и с прекращением кипения. Поскольку теплота парообразования составляет q = 539 ккал/кг, а теплоемкость с_aq = 1 ккал/(кг °С),

N =[T_L-T_s(p)]c_aq/q_v.

Роль испарения в этом примере сведется к тому, что потерянная часть N составит 1.1 %. Таким образом, сколько-нибудь значительная часть истекающей воды испариться не может.

Рис. 9 представляет склон кратера, богатого склоновыми протоками. В нижней части снимка находится изрезанной формы бассейн. Внешняя граница бассейна выделяется светлой окантовкой. Вероятно, это ледяная кромка. Поверхность бассейна, по сравнению с примыкающей поверхностью, гладкая; возможно, это лед. В верхней (по снимку) части бассейна видны два-три следа, соответствующие многократному понижению уровня поверхности. Сток воды через края бассейна образовал второй, внешний контур (в нижней части снимка). Два таких же, но меньших по размерам контура можно видеть в левой части снимка. Источников жидкой фазы, пополняющих бассейн, на снимке видно несколько. Вероятно, главный источник находится справа над бассейном. Это вытянутое образование с шестью на-правлеными вниз отростками. По-видимому, вода стекает вдоль отростков. Более мелкие структуры того же вида видны слева над бассейном и, вероятно, связаны с наиболее широким протоком вдоль склона. Форма промоин на рис. 9, соответствующая крутому склону, указывает, что поток должен нести с собой значительное количество грунта. Горизонтальная ось снимка около 1500 м. Размер бассейна около 600 и, а площадь около 0.3 км².

Рис. 10. Протяженность следа потока на склоне Марса (см. рис. 9) достигает 6 км. Для земных грунтов потемнение соответствует увлажнению. Предположительно, темный след относится к более позднему источнику (MGS МОС M0807686b. NASA/JPL/MSSS).

Никакие песчаные запруды на Марсе не смогли бы удержать большие массы воды, даже с учетом втрое более низкой силы тяжести на планете. Но если грунт очень холодный, поступающая вода, впитываясь в морозный грунт, могла бы быстро создать чаши изо льда и промерзшего грунта, обладающие определенной прочностью. По существу, это тот же предложенный выше механизм, который объясняет сужение протоков вдоль склона.

Возраст образований на рис. 9 не может быть большим. Вполне вероятно, что комплекс источников и бассейн действуют в наши дни. На это указывает чистая (без отложений пыли), насколько можно судить по снимку, кромка бассейна, примыкающий к нему второй контур и четкие нитевидные протоки на склонах. В ряде случаев наблюдаются следы потоков, уходящие на несколько километров, а также повторно появляющиеся свежие следы, пересекающие прежние истечения (рис. 10). Подобных образований найдено много (Ксанфомалити, 2003). Жидкая вода локально появляется во многих точках планеты, спорадически или даже периодически, хотя в целом бюджет жидкой воды на Марсе весьма ограничен.

1.4. Поиск следов жизни на Марсе: заключение

Итак, длительные поиски обитаемости Марса положительных результатов пока не дали. На какой-то стадии исследований утверждалось, что важным шагом было бы обнаружение на Марсе воды в жидкой фазе. Но и после этого задача осталась столь же далекой от разрешения, а никаких следов жизни найти не удается.

Это следует считать удивительным, так как в последние десятилетия было доказано, что планеты постоянно обмениваются осколочным материалом (Melosh, 1984), образующимся при ударах крупных метеоритов. Результаты поиска следов жизни в марсианских SNC метеоритах широко известны (McKay et al., 1996). Материал с поверхности Земли в эпоху интенсивной метеоритной бомбардировки также выбрасывался в космос в виде вторичных метеоритов и нес в себе элементы земной биосферы. Поэтому метеориты, подобные марсианским SNC, попадали не только с Марса на Землю, но и с Земли на Марс. Если учесть, что присутствие микроорганизмов на земных образцах неизбежно, а на Марсе следы их не находят, уместен вопрос: не обладает ли Земля каким-то исключительным свойством, которое нас окружает, но которого мы не замечаем?