3. Глобальный процесс

Рассмотрение этого процесса мы начнём с определения места

БИОСФЕРЫ В КОСМОСЕ

Вот как определил это место В.И.Вернадский:

«Лик Земли становится видным благодаря проникающим в него световым излучениям небесных светил, главным образом Солнца. Он собирает всюду из небесных пространств бесконечное число различных излучений, из которых видные нам световые являются ничтожной частью. Из невидимых излучений нам известны пока немногие. Мы едва начинаем сознавать их разнообразие, понимать отрывочность и неполноту наших представлений об окружающем и проникающем нас в биосфере мире излучений, об их основном, с трудом постижимом уму, привыкшему к иным картинам мироздания, значении в окружающих нас процессах.

Излучениями нематериальной среды охвачена не только биосфера, но все доступное, все мыслимое пространство. Кругом нас, в нас самих, всюду и везде, без перерыва, вечно сменяясь, совпадая и сталкиваясь, идут излучения разной длины волны — от волн, длина которых исчисляется десятимиллионными долями миллиметра, до длинных, измеряемых километрами.

Все пространство ими заполнено. Нам трудно, может быть и невозможно, образно представить себе эту среду, космическую среду мира, в которой мы живем и в которой — в одном и том же месте и в одно и то же время — мы различаем и измеряем — по мере улучшения наших приемов исследования — все новые и новые излучения.

Их вечная смена и непрерывное заполнение ими пространства резко отличают лишенную материи космическую среду от идеального пространства геометрии.

Мы должны на каждом шагу считаться во всех наших построениях с теми излучениями передачи состояний, которые являются для нас формами энергии. В зависимости от формы излучений, в частности, например, от длины их волн, они будут нам проявляться как свет, теплота, электричество — будут различным образом менять материальную среду, нашу планету и тела, ее составляющие.

Исходя из изучения длины волн, можно различить огромную область таких излучений. Она охватывает сейчас около 40 октав. Мы можем получить ясное представление об этом числе, вспомнив, что одной октавой является видимая часть солнечного спектра.

Мы явно не дошли в этой форме до полного охвата мира, до познания всех октав. Все дальше и дальше расширяется область излучений с ходом научного творчества... Но в наши научные представления о космосе, в наши обычные построения мира входят немногие даже из тех сорока октав, существование которых является несомненным. Космические излучения, принимаемые нашей планетой, строящие, как увидим, ее биосферу — лежат только в пределах четырех с половиной октав из числа 40 нам известных.

Нам кажется невероятным отсутствие остальных октав в мировом пространстве; мы считаем это отсутствие кажущимся, объясняем его их поглощением в материальной разреженной среде высоких слоев земной атмосферы.

Для наиболее известных космических излучений — лучей Солнца — известна одна октава световых лучей; три октавы тепловых и пол-октавы ультрафиолетовых.

Космические излучения вечно и непрерывно льют на лик Земли мощный поток сил, придающий совершенно особый, новый характер частям планеты, граничащим с космическим пространством.

Вещество биосферы благодаря им проникнуто энергией; оно становится активным, собирает и распределяет в биосфере полученную в форме излучений энергию, превращает ее в конце концов в энергию в земной среде свободную, способную производить работу.

Образованная им земная поверхностная оболочка не может, таким образом, рассматриваться, как область только вещества; это область энергии, источник изменения планеты внешними космическими силами.

Лик Земли ими меняется, ими в значительной мере лепится. Он не есть только отражение нашей планеты, проявление ее вещества и ее энергии — он одновременно является и созданием внешних сил космоса.

Благодаря этому история биосферы резко отлична от истории других частей планеты, и ее значение в планетном механизме совершенно исключительное.

Она в такой же, если не в большей, степени есть создание Солнца, как и выявление процессов Земли.

Древние интуиции великих религиозных созданий человечества о тварях Земли, в частности о людях — как детях Солнца, гораздо ближе к истине, чем думают те, которые видят в тварях Земли только эфемерные создания слепых и случайных изменений земного вещества, земных сил.

Твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайности.

По существу, биосфера может быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию — электрическую, химическую, механическую, тепловую и т.д.

Лучи Солнца обусловливают главные черты механизма биосферы. Изучение отражения на земных процессах солнечных излучений уже достаточно для получения первого, но точного и глубокого представления о биосфере как о земном и космическом механизме.

Для нас уже ясно огромное значение в биосфере коротких ультрафиолетовых волн солнечной радиации, длинных красных тепловых, и промежуточных лучей видимого светового спектра.

Короткие световые волны — 180—200 mμ — разрушают все живые организмы. Главное поглощение этих лучей связано с озоном (озоновый экран), образование которого обусловлено существованием свободного кислорода — продукта жизни».

Следовательно, в отсутствии жизни короткие световые волны могли достигать поверхности Земли и при определённых условиях вступать во взаимодействие с телами Земли на молекулярном (атомном) уровне.

Можем ли мы назвать условия, при которых фотон как самая короткая световая волна вступает в химическую реакцию? Да, можем.

Эти условия были предметом нашего рассмотрения в главах «Химия» и «Физика». Напомним их.

Необходимым условием является РЕЗОНАНС, то есть условие, при котором отношение длин-частотных характеристик вступающих во взаимодействие атомов (молекул) является целочисленным.

При этом условии создается физическая предпосылка для протекания химической реакции.

Но мы также знаем, что одного этого условия недостаточно для того, чтобы химическая реакция привела к уменьшению рассеивания свободной энергии. Требуется ещё условие для протекания фотохимических эндотермических реакций. Это условие, при выполнении которого создаются предпосылки для протекания антидиссипативного процесса — накопления свободной энергии и поэтому оно может быть названо достаточным.

Достаточным условием является образование на атомно-молекулярном уровне таких структур, у которых потеря энергии происходит медленнее, чем её поступление в систему.

У таких структур имеет место превышение скорости поступления над скоростью отдачи энергии в среду.

Какие структуры обладают таким свойством?

Твёрдое косное тело биосферы Земли таким свойством не обладает.

В условиях отсутствия Жизни на Земле, а, следовательно, и земной атмосферы (как следствия жизнедеятельности), единственной структурой, обладающей свойством медленнее отдавать тепло, чем его забирать, является жидкое тело Земли.

Вот как эту структуру описывает В.И.Вернадский:

«Обычно менее сознаётся собирающая и распределяющая тепло роль жидких частей биосферы…Мировой океан благодаря совершенно особым, исключительным среди всех соединений тепловым свойством воды может быть связанным с характером её молекул, является регулятором тепла, огромная роль которого на каждом шагу сказывается в бесчисленных явлениях погоды и климата и в связанных с ними процессах жизни и выветривания. Быстро нагреваясь благодаря своей большой теплоёмкости, океан медленно отдаёт собранное тепло благодаря характеру своей теплопроводности».

Может быть благодаря этому свойству ВОДА и выполнила материнскую функцию планетарной жизни.

В табл. 12.1 мы привели LT-характеристики образования связей в живых структурах. В таблице очень хорошо прослеживается длин-частотный диапазон образования гидрофобных и гидролизных связей на молекулярном уровне.

Теперь мы подготовлены к тому, чтобы рассмотреть вопрос:

Каким же образом сформировалась Биосфера Земли?

Существуют разные точки зрения по этому вопросу.

Вот как это представлял Н.Умов:

«В необъятной Вселенной, вмещающей в себя все случайности, могут образовываться электрические индивиды, эти зародыши и семена материи, быть может, на перекрестке лучей.

Одни из этих семян путем излучения растают; другие или поглощают энергию, или процессом, сходным с катализом, станут родоначальниками миров».

«Перекресток» лучей, о котором говорит Н.Умов — это пограничная область между диссипативными процессами рассеивания и антидиссипативными процессами концентрации лучистой энергии Солнца. Для неё характерно целочисленное отношение, возможно соответствующее фотохимической константе.

Табл. 12.1

Около 4-х млрд. лет тому назад на Земле сложились такие материально-энергетические условия, когда возникло неустойчивое динамическое равновесие первого рода: доминирование на поверхности планеты процессов рассеяния энергии сменилось все более возрастающим во времени и пространстве влиянием процессов концентрации свободной энергии.

Вероятно, что в это время и сложились физико-химические условия для протекания эндотермических фотохимических реакций. Произошла первая планетарная перестройка — качественный скачок от неустойчивого равновесия к устойчивому неравновесию, —возникла планетарная система живого вещества.

Формирование гидросферы и литосферы Земли проходило под воздействием уменьшающегося потока излучаемой в космос энергии. На протяжении всего этого времени поверхность Земли вела себя как неравновесная система, стремящаяся к состоянию равновесия, т.е. как открытая система, которая с течением времени теряет способность совершать внешнюю работу. При этом поток излучаемой энергии убывал с течением времени, а поток космической энергии, достигающий поверхности Земли, возрастал по мере охлаждения поверхности Земли, оставаясь при этом меньшим по величине, чем поток излучаемой энергии.

Наступило время, когда возрастающая плотность потока космической энергии сравнялась по величине с убывающей плотностью потока энергии, излучаемой поверхностью Земли в мировое пространство, возникло неустойчивое равновесие первого рода.

На «перекрёстке» излучений создались условия для постепенного образования «жидкого тела» Земли. Создались условия для замедления диссипативных процессов излучения.

именно этим свойством и стало обладать «жидкое тело» Земли на «перекрёстке» лучей.

В это время и сложились физико-химические предпосылки для возникновения земной формы жизни.

Физическая предпосылка состояла в том, что при целочисленности отношений потоков возникли условия их резонансных взаимодействий.

Земля вошла в «резонансные отношения» с космической средой. Она превратилась в своеобразный канал передачи свободной энергии с определённой частотой и длиной волны, имеющей целочисленное отношение с Солнечной константой.

Химическая предпосылка состояла в том, что в жидкой среде создались условия пропускной способности канала для протекания эндотермических фотохимических реакций, дающих возможность аккумулировать энергию Солнца и превращать ее в потенциальную энергию продуктов фотосинтеза. [128].

Рождение биосферы можно рассматривать как планетарно-космическую «особую точку — » (в терминологии Тейяр де Шардена) — качественный скачок, до которого на поверхности Земли преобладали диссипативные процессы неживой природы, а после которого стали преобладать антидиссипативные процессы живой природы. Под действием лучистой энергии изначально в водной среде возникает и необратимо развивается органическая жизнь Земли. При этом, если в неживой природе лучистая энергия является шлаком, своеобразным отбросом дифференциации вещества, то по отношению к явлениям органической жизни она становится причиной, движущей силой, обуславливающей возникновение в водной среде живой природы (рис. 12.1.).

Рис. 12.1