5. Сейчас можно утверждать, что и молекулярный азот N2 на нашей планете в подавляющей массе создается живым веществом, микробным и грибным, большей частью невидным нашему глазу. За исключением такой основной его молекулярной газообразной массы все остальные независимые от жизни процессы образования его молекул и его соединений стоят на втором плане и в то же время по существу биогенны: таковы нитриды, аммиак. Нитриды (сильвестрит) образуются из азота воздуха (биогенны), в лавах вулканических извержений, и быстро переходят в кислородные соединения под влиянием кислорода воздуха, то есть биогенного процесса, переходят, таким образом, в окислы азота, играющие огромную роль в процессах жизни и в плодородии вулканических почв.
6. Тропосфера почти нацело состоит из молекулярного азота и кислорода N2 и O2.
Долгое время, до первой четверти XX столетия, считали, что наша атмосфера не связана не только с жизнью, но и с земными процессами. Господствовала астрономическая научная теория, объяснявшая образование атмосферы явлением, связанным со всемирным тяготением. Исходя из данных наблюдений химического состава воздуха на земной поверхности, Лаплас вычислил формулу, которая должна была отвечать составу атмосферы на разных высотах от земной поверхности в тесной зависимости от молекулярного веса главных составных частей атмосферы N2 и О2. Согласно формуле Лапласа, более тяжелый кислород по сравнению с азотом должен был быстро уменьшаться в своем количестве по мере удаления от уровня геоида по направлению к космическому пространству.
В мои студенческие годы эту формулу считали научной истиной. Только в 1915 году впервые были сделаны анализы воздуха с большой высоты – с 14 км от уровня геоида английским физиком Рамзаем, которые показали, что отношение N2 к О2 не зависит от высоты над уровнем геоида. Это показывает, что темп биогенного образования молекул О2 и N2 господствует в данном случае над слепым влиянием сил тяготения, и отношение остается неизменным вопреки тяготению.
После Рамзая в настоящее время эти явления еще более уточнились. И наблюдения Вегенера над воздухом с высот больше 40 км показали то же отношение между ними, что и на поверхности планеты. Таким образом, можно утверждать, что постоянство равновесия N2/О2 связано с явлениями жизни.
Как и во всех природных биогенных равновесиях этого рода, мы наблюдаем и здесь чрезвычайное постоянство такого равновесия. Получается почти постоянное число.
Таково отношение газов в крови человека по наблюдениям Сеченова и Гендерсона, состав морской воды, величина pH и «механический» состав воздуха N2/О2, отвечающее отношению – формуле – закиси азота N2О. Уже первые анализы показали, что эта величина колеблется около простого постоянного отношения. Первые исследователи допускали возможность этого и должны были доказывать, что мы имеем дело со смесью, а не с соединением.
Этот вывод для нашей планеты имеет основное значение – вывод о биогенном происхождении тропосферы.
Едва ли это явление должно наблюдаться только для одной нашей Земли. Астрономы до сих пор не оценивают достаточно значение этого факта и применяют для других планет, «ничтоже сумняшеся» формулу Лапласа, связывая образование атмосфер с проявлением всемирного тяготения и считая, что газы собираются в зависимости от их молекулярной массы.
Крушение формулы Лапласа для Земли заставляет пересмотреть весь вопрос и признать, что скорость выделения газа в биогенных процессах его образования связана с дыханием и с жизнью организмов, может превысить астрономическую скорость отлета.
Надо относиться к этим теоретическим цифрам астрономов с осторожностью, пока не будет других доказательств их правильности.
7. Североамериканский физиолог Л. Гендерсон обратил внимание на совершенно исключительную приспособляемость воды к процессам жизни. Он мог установить, что химически ближайшим к воде соединением на нашей Земле является аммиак. Гендерсон рассматривал, что это явление – приспособляемость воды к жизни – неслучайна, а создалась в результате, как он говорил, космической эволюции, понимая под этим стихийное явление. Мне кажется, правильнее сказать, что это наблюдается как геологическое вечное явление.
Этот эмпирический вывод Гендерсона приобретает сейчас особое значение, так как на гигантских планетах мы имеем в их атмосферах и жидких (?) скоплениях аммиак и метан. Воды в них, по-видимому, нет. Нахождение аммиака вместо воды в гигантских планетах позволяет сделать заключение, что эмпирический вывод Гендерсона о химической близости аммиака и воды в биосфере подтверждается наблюдением.
Отсюда можно обратно допустить, что нахождение в тех же условиях на гигантских планетах и метана делает больше чем вероятным биогенный характер и этого тела на этих планетах, подобно биогенному характеру его на Земле.
Твердые и жидкие состояния NH3 и СН4, к сожалению, очень мало изучены с химической точки зрения. Их твердая химия должна быть быстро изучена. Мы знаем, что количество органических газов на нашей планете, связанных с живым веществом, в почвах и в нижних частях тропосферы огромно. Эти газы совсем не изучены и не учтены. Это прежде всего запахи, которые, как известно, охраняют организмы от потери теплоты в космическое пространство.
Мы знаем сейчас, что количество минералов на нашей планете едва ли превышает полторы тысячи. Количество органических соединений в живом веществе достигает десятков тысяч, если не больше. Запахов, одних, например, терпенов, наблюдается в природе, вероятно, больше тысячи. Область эта совсем не изучена.
8. Можно на основании всего изложенного утверждать, что образование планетных атмосфер есть планетная функция живого вещества. С этой точки зрения можно проверить этот эмпирический вывод, как в геологии, так и в планетной астрономии. Это задача дня.
Живое вещество этим путем пассивно, но материально первостепенно влияет за пределы биосферы, по массе определяет стратосферу и ионосферу планет и космического пространства, где в ней молекулы О2 и N2, Н2, NH3 не могут существовать и, переходя в О1, N1, Н1, CH, CN и т. п., дают химические тела, нам совсем чуждые.
III. Геологические явления Земли как планеты
31. Уже в предыдущем § 30 мы подошли к явлениям жизни как к космическому планетному явлению. Это и понятно.
Наша Земля, как мы видели (§ 12), не есть единичное случайное явление в окружающей нас природе. Она одна из планет и для нее как для таковой присущи новые явления и свойства, общие для всех планетных тел.
Природа, к которой принадлежат планеты, составляет обособленную закономерную систему в окружающей нас организованной материально-энергетической реальности – Солнечную систему.
Солнца – и наше в том числе, в отличие от планет, являются звездами – телами, состоящими из газов с высокой температурой – 6000° и больше, причем часть газов внутри них состоит из ядер атомов, то есть газов тяжелых, во много раз, в сотни и тысячи, превышающих твердое состояние вещества планет.
Мы не можем сейчас эмпирически установить присутствие планет у других звезд, так как ближайшая к нашему Солнцу звезда находится на расстоянии 40 · 1012 км, то есть недоступна нашему точному наблюдению в нужных подробностях.
Из космогонических соображений в астрономии распространено представление, что планеты не связаны эмпирически неизбежно со звездами или с определенным их классом, а являются единичным явлением в Космосе.
Я не могу считать такое заключение правильным, так как космогонические представления в значительной мере принадлежат к категории научного фольклора, если мы посмотрим на космогонию – научную и ненаучную – с исторической точки зрения. Они построены на посылках, которые при более глубоком анализе вызывают сомнения и противоречат эмпирическим данным.