Возникновение солнечной системы

По-видимому, носителями аномалий были твердые межзвездные частички досолнечного вещества, которые смогли выжить в процессе образования Солнца и планет. Иначе говоря, формирование Солнечной системы протекало таким образом, что по крайней мере часть вещества избежала стадии однородного газа.

В составе межзвездной пыли существенную роль играет углеродистое вещество, с которым как раз связаны необычные изотопные отношения. Вполне вероятно, что оно образовалось не в результате конденсации высокотемпературного газа или дифференциации на родительских телах метеоритов, как полагали ранее, а унаследовано непосредственно от досолнечного межзвездного пылевого вещества.

В высокоуглеродистой фазе метеоритов обнаружены аномально высокие содержания тяжелых изотопов, водорода, углерода, азота (D, 13С, 15N). Органический полимер, концентрирующийся в остатке после обработки метеоритов смесью соляной и плавиковой кислот, обнаруживает высокое содержание дейтерия. Измеренное изотопное отношение D/Н достигает величины 85×10−5, что в 5 раз выше, чем в земном водороде, где оно 16×10−5, иначе говоря, составляет 4200 промилле, а по сравнению с космическим водородом (2×10−5) более чем в 40 раз. Подобное обогащение может быть обусловлено фракционированием изотопов между соединениями водорода, но только при очень низких температурах. Например, между СН4 и Н2 коэффициент фракционирования теоретически составляет 85 при температуре 100 К. Изотопное равновесие в этом случае может осуществляться посредством реакции изотопного обмена между молекулярным водородом (Н2) и ионизированными органическими молекулами (ХН+).

Такие реакции могут протекать в условиях низких температур космического пространства. Присутствие органических соединений в космосе хорошо установлено. Как полагают, они составляют значительную часть вещества космической пыли. Поэтому межзвездную пыль можно уподобить губке, отсасывающей дейтерий из межзвездной среды. Спектроскопические наблюдения действительно показывают, что органические молекулы в космосе обогащены дейтерием.

Подобный механизм обогащения малоэффективен для изотопов углерода. Поэтому фракции, имеющие аномальный изотопный состав водорода, не выделяются по изотопному составу углерода. Это величины 13С в пределах — 7−20 промилле, обычные для органического компонента углистых хондритов. Однако в метеоритах встречается и аномальный углерод. Например, в метеорите Мерчисон изотопный состав углерода фракции, выделенной при высокой температуре, характеризовался не имеющей земных аналогов величиной 13С + 1100 промилле. В земных образцах величина 13С изменяется в основном в диапазоне от +10 до -90 промилле. В очень редких и специальных случаях природные образцы на Земле имеют 13С от +30 до + 50 промилле. Высокую обогащённость изотопом

13С определенных фракций метеоритов следует в этом случае связать с присутствием углерода, образовавшегося в определенных условиях. Известно, что при взрыве красных гигантов в космическое пространство выбрасывается углерод с сильно сдвинутым в пользу 13С отношением изотопов (13С +35 000 промилле).

Выявление в составе метеоритов, главным образом в составе наиболее примитивных углистых хондритов, реликтов межзвездного вещества открывает возможность изучить вещество, явившееся предшественником Солнечной системы.

С другой стороны, известно, что по ряду важных признаков (изотопным составам элементов, соотношению летучих) вещество верхней оболочки Земли обнаруживает сродство с веществом углистых хондритов. В этой связи возможно, что вещество типа углистых хондритов поступило в значительной массе (расчет показывает, что эта масса имеет порядок массы земной коры) на поверхность Земли в конце ее формирования или в какой-то момент ее ранней истории. Углистые хондриты богаты не только углеродом, но и водой. Расчет показывает, что они могли стать источником всей воды на Земле. Время поступления углерода и воды на поверхность Земли есть время, когда появились первые предпосылки возникновения жизни.

Углистые хондриты, как известно, содержат разнообразные органические соединения, включая аминокислоты, порфирины, нуклеотиды и т. п. Если органические соединения в составе выпавшего вещества могли хотя бы частично сохраниться, то это обусловило бы сразу высокий фон восстановленных соединений углерода, имеющих предбиологическое значение, в первичных водоемах. Тогда выстраивается непрерывная генетическая линия от форм углерода в межзвездной пыли и до первичных форм углерода на Земле.

Исследование ее является, на наш взгляд, важным подходом к пониманию происхождения жизни.

Механизм образования Земли и планет, дифференциации их на оболочки, формирования земного ядра, возникновения и эволюции континентов и океана все еще остается неясным даже в самых главных чертах.

Список литературы

Журнал «Наука и жизнь», 2008 № 3.

Журнал «Наука и жизнь», 2008 № 4

Журнал «Наука и жизнь», 2008 № 5

http://solsys.ru/vozniknovenie.htm

http://www.avifarm.ru/list.php?c=lifeorigin

http://solsys.ru/vozniknovenie.htm

http://www.avifarm.ru/list.php?c=lifeorigin