Образование планет

Образование планет. Вернемся к спутникам нашего Солнца, к тем обрывкам туманности, кото- рые оторвались от центрального сгустка под действием центробежной си- лы и начали кружиться вокруг него. Именно здесь создаются условия, спо- собствующие разделению легких и тяжелых частиц туманности.

Происходит нечто похожее на наш древний способ добычи золота промывкой из золо- тоносного песка или на провеивание зерна в молотилках. Струя воды или воздуха уносит легкие частицы, оставляя тяжелые. Облака-спутники нахо- дятся на очень разных расстояниях от Солнца. Далекие оно почти не гре- ет. Зато в близких - его жар испаряет все способное испариться.

А его ослепительный ярчайший свет, работая как своеобразный ветер, выдувает из них все испарившееся, вообще все легкое, оставляя лишь то, что потя- желее, что не сдвинешь с места. Поэтому здесь почти не остается лег- ких газов - водорода и гелия, основной составляющей газо-пылевой ту- манности. Мало остается и других летучих веществ. Все это уносится горячим ветром вдаль. В результате через некоторое время химический состав облаков-спутников становится совершенно разным. В далеких - он почти не изменился. А втех, что кружатся вблизи источающего жар и свет Солнца, остался лишь прокаленный и обдутый материал - выделенная драгоценная жизненно важная примесь тяжелых элементов. Материал для создания обитаемой планеты готов. Начинается процесс превращения ма- териала в изделие, частиц туманности - в планеты. 1а. Этап первый - слипание частиц.0В далеких облаках-спутниках много- численные молекулы легких газов и редкие легкие пылинки понемногу со- биаются в огромныерыхлые шары малой плотности. В дальнейшем это плане- еты группы Юпитера. В облаках-спутниках, близких к Солнцу, тяжелые пы- линки слипаются в плотные каменистые комки. Они объединяются в огром- ные массивные скалистые глыбы, чудовищными серыми угловатыми громадами плывущие по орбитам вокруг своей звезды. Двигаясь по разным, иногда пе- ресекающимся орбитам, эти астероиды, размером в десятки километров каждый, сталкиваются. Если на небольшой относительной скорости, то как бы бдавливаются один в другой, нагромождаются, налипают один на другой. Обьединяются в более крупные. Если на большой скорости, то мнут, крошат друг друга, порождая новую мелочь, бесчисленные обломки, оскол- ки, которые вновь проходят долгий путь объединения. Сотни миллионов лет идет этот процесс слияния мелких частич в крупные небесные тела. По мере увиличения своих размеров они становятся все более шарообразны- ми. Растет масса - возрастает сила тяжести на их поверхности. Верхние слои давят на внутренние. Выступающие части оказываются грузом более тяжелым и постепенно погружаются в толщу нижележащих масс, раздвигая их под собой. Те, отходя в стороны, заполняют собой впадины. Грубый ком постепенно сглаживается. В результате вблизи Солнца образуются нес- колько сравнительно небольших по размеру, но очень плотных, сотсоящих из очнь тяжелого материала, планет земной группы. Среди них - Земля. Все они резко отличаются от планет группы Юпитера богатством химического состава, обилием тяжелых элементов, большим удельным весом. Теперь пос- мотрим на Землю. На звездном фоне, освещенный с одной стороны яркими солнечными лучами, плывет перед нами огромный каменный шарище. Он ещё не гладкий не ровный. Ещё торчат кое-где выступы слепивших его глыб. Еще читаются не полностью заплывшие швы между ними. Пока это еще грубая работа. Но вот что интересно. Уже есть атмосфера. Чуть мут- новатая, очевидно, от пыли, но без облаков. Это выдавленные из недр пла- неты водород и гелий, которые в свое время прилипли к каменистым час- тицам и каким-то чудом уцелели, не были сдуты солнечными лучами. Пер- вичная атмосфера Земли. Долго она не продержится.

Не мытьем, так ка- таньем Солнце уничтожит её. Легкие подвижные молекулы водорода и ге- лия под действием нагрева солнечными лучами будут постепенно улетучи- ваться в космос. Этот процесс называется диссипацией 1б. Этап второй-разогревание.0Внутри планеты, в смеси с другими оказы- ваются зажатыми, запертыми радиоактивные вещества.

Они отличаются тем, что непрерывно выделяют тепло, чуть заметно нагреваются. Но в толще планеты этому теплу некуда выйти, нет вентиляции, нет омывающей вла- ги. Над ними - мощная шуба из вышележащих слоев. Тепло накапливает- ся. От этого радиоактивного разогрева начиается размягчение всей толщи планеты. В размягченном виде вещества, в свое время хаотично, безсистем- но слепившие её, начинают теперь распределятся по весу. Тяжелые посте- пенно опускаются, тонут к центру. Легкие выдавливаются ими, поднимаются выше, всплывают все ближе к повершности. Постепенно планета приобретает строение, подобное теперешней нашей Земле в центре, сжатой чужовищным весом навалившихся сверху слоев, тяжелое ядро. Оно окружено мантией - толстым слоем вещества полегче весом.

И наконец, снаружи совсем тон- кая, толщиной всего в несколько десятков километров, кора, состоящая из наиболее легких горных пород. Радиоактивные вещества в основном со- держатся в легких породах. Поэтому теперь они скопились в коре, гре- ют её. Основное тепло с поверхности планеты уходит в космос от пла- неты чуть повеято теплом. А на глубине десятков километров тепло сохраняется, разоргевая горные породы. 1в. Этап третий-вулканическая деятельность.0 В некоторых местах недра планеты накаляются докрасна. Потом даже больше. Камни плавятся, превра- щаются в раскаленную, светящуюся оранжево-белым светом огненную кашу - магму. В толще коры ей тесно. В ней полно сжатых газов, которые готовы были бы взорвать, разбросать всю эту магму во все стороны огненными брызгами. Но сил для этого не хватает. Слишком крепка и тяжела окружаю- щая и придавившая сверху кора планеты.

И огненная магма, пытаясь хоть как-нибудь вырваться наверх, на свободу, нащупывает между сжимающими её глыбами слабые места, протискивается в щели, подплавляя их стенки сво- им жаром. И понемногу с годами, столетиями набирая силу, поднимаетс из глубин кповерхности планеты. И вот победа! Канал пробит! Сотрясая скалы, с грохотом вырывается из недр столб огня. Клубы дыма и пара вздымаются к небу. Летят вверх камни и пепел.

Огненная магма, которая называется теперь лава, выливается на поверхности планеты, растекает- ся в стороны. Происходит извержение вулкана. Таких пробитых изнутри дырок на планете много. Они помогают молодой планете бороться с пе- регревом. Через них она освобождается от накопившейся огненной маг- мы, выдыхает распирающие её горячие газы - в основном углекислый газ и водяной пар, а с ними - разные примеси, такие, как метан, аммиак.

Посте- пенно в атмосфере пости исчезли водород и гелий, и она стала состоять в основном из вулканических газов. Кислорода в ней пока нет и в поми- не. Для жизни эта атмосфера совершенно непригодна. Очень важно, что вул- каны выбрасывают на поверхность большое количество водяного пара. Он собирается в облака. Из них на поверхность планеты льются дожди. Вода стекает в низины, накапливается. И понемногу на планете образуются озе- ра, моря, океаны, в которых может развиться жизнь. .Здесь надо оговориться. Из нескольких гепотез происхождения жизни наиболее распространенную, кажущуюся нам наиболее обоснованной, гипоте- зу самопроизвольного зарождения жизни предложил академик А.И.Опаркин см. главу 2 1Часть 5 Почему именно Земля? .А пока - о Земле, идеально подготовленной к тому, стобы стать нашей колыбелью. Нам повезло. На земле совпало несколько благоприятных для жизни обстоятельств.

Далеко не каждая звезда становится Солнцем, окру- женным планетами. Стоило туманности медленнее вращатся, не возникла бы центробежная сила, не оторвались бы клочки от центрального сгустка, не возникли бы планеты. И плыла бы такая одинокая бездетная звезда в чёрной бездне, бесплодно расточая своё тепло и свет Далеко не всякая звезда, породившая планеты, способна создать на них условия, пригодные для зарождения жизни. Для зарождения и развития жизни нужно очень мно- го времени, миллиарды лет. Всё это время звезда должно гореть ров- но, спокойно, одинаково. Тогда условия на планете будут постоянными - и жизнь сможет к ним приспособиться. А ведь звезды далеко не такие не все такие спокойные, как наше Солнце. Молодые звезды иногда вспыхива- ют. Волна испепеляющего жара обрушивается на окружающие планеты, сжи- гая, испаряя все, что способно гореть и кипеть. Жизнь на планете после такого огненного урагана, безусловно, погибнет, и на пустом голом шаре надо будет начинать все сначала. Для развития жизни нужна спокойная звезда. Наше Солнце - спокойная звезда. Но поставьте нашу Землю ближе к Солнцу, например, на место Меркурия или Венеры. От нестерпимой жары на Земле даже не смогут образоваться океаны. Вода сразу выкипит. Какая уж тут жизнь. Отодвинте Землю дальше от Солнца, куда-нибудь в район Юпите- ра. Тоже жизнь не возникнет. Вода - основа жизни будет там всегда за- мерзшей. Нам повезло ещё в том, что орбита Землм круговая, а ведь могла быть эллиптическая. Вот представьте себе, что Земля то приближается к Солнцу так близко, что вода с её поверхности вся испаряется, то уда- ляется так далеко, что вода, выпав из атмосферы обратно на Землю, про- мерзает насквозь.

Через комфортное место, где температуры в самый раз, она проносится дважды в год с такой стремительностью, что ничего не успеть сделать. Для зарождения и развития жизни просто нет време- ни. Подобный жар-холод может быть не только от эллиптичности орби- ты. Бывают двойные звезды. Тогда при любой орбите планета не может всегда быть на равном расстоянии от источника тепла. То одно солнце близко, то другое, то оба далеко.

Нам повезло и в смысле размера нашей планеты. Будь она меньше, например, размером с Луну, не удержать ей на себе атмосферу. А значит, и воду, склонную испарятся, переходя в атмос- феру. Сколько бы вулканы не подбрасывали все новые и новые порции га- зов и воды, всё это быстро улетучится в космос. На Луне поэтому и нет ни атмосферы, ни воды, ни жизни. Неудобна для жизни и Земля, разме- ром, скажем с Юпитер.

Неудобна из-за слишком сильного притяжения. Такая большая Земля будет держать на себе слой очень густой атмосферы, со- держащей к тому же водороди гелий, неблагоприятные для возникновения жизни. Толстый слой очень плотных облаков создаст на такой планете вечный мрак. А без живительных солнечных лучей какая может быть жизнь? Одним словом, когда мы глядим на небо, усыпанное звездами, не на- до забывать, что, во-первых, вероятно, далеко не все звезды имеют плане- ты, а во-вторых, далеко не все планеты пригодны для жизни. Но звезд в нашей галлактике примерно 100 миллиардов, и уж наверное, в ней доста- точно планет, похожих на Землю. 2Глава 2 Зарождение жизни гипотеза А.И.Опаркина Задолго до того, как мы установим контакт с другими разумными су- ществами, обитающими где-либо в галактике, мы должны понять не только то место, которое мы зани- маем, но и пройденный нами долгий путь. Д ж о н Б е р н а л 1Часть 1 Начало. Итак, перед нами планета Земля. Она имеет океан. Представим его се- бе. Реки, впадающие в него, сначала текут по склонам гор, по пути кроша горные породы, и все, что могут, выносят с собой в океан. Атмосфера над океаном насыщена вулканическими газами, пылью, пеплом. Волны, разлетаясь брызгами, захватывают всё это в свои глубины.

В результате вода в пер- возданном океане горько-соленая, мутная. Она - настоящий буль- он, столько здесь весго перемешано и расстворено. Здесь можно встре- тить почти все элементы таблицы Менделеева. Особенно много тех, которые необходимы для создания живых существ. Теплая вода обеспечивает моле- кулам и атомам хорошую подвижность, перемешивание, контакты между собой в самых разных сочетаниях. Но для химических реакций этого мало. Для них часто бывает нужна внешняя сила. Толчок извне может помочь ато- мам и иолекулам соединиться, может разбить молекулы на части. Химики для ускорения реакций часто применяют нагрев. Полобным же образом действует и природа. Для этого работают не только частички света - фо- тоны, но и космические лучи - осколки атомов, выброшенные далекими звёдами, которые круглые сутки проносятся сквозь атмосферу и вонзаются в толщу океана. Их удары особенно сильны и больше годятся для разбива- ния молекул. 1Часть 2