дать бессмертие? Видный специалист Леон Рей подтверждает это: "Есть весьма серьезные причины полагать, что будущие исследования позволят найти оптимальное сочетание температуры предварительной заморозки, консервирующих жидкостей, температуры и степени обезвоживания тканей и способа реконструкции, чтобы обеспечить возможность консервации жизни. Таким образом мы перейдем пропасть, отделяющую высшие организмы от жгутиконосцев и тихоходок, и сможем приостанавливать жизненную активность на сколь угодно продолжительный срок".
Не приходится сомневаться, что именно этим путем можно решить, если не проблему бессмертия - до этого еще далеко, - то длительных космических путешествий. Умеренное охлаждение тела при определенных условиях может сильно замедлить жизненные процессы в организме человека, погруженного как бы в глубокий сон.
Искусственное замораживание уже сейчас используется в медицине. Известен даже один случай непроизвольного замораживания. 3 июня 1969 года молодой кубинец Армандо Сокаррас Рамирес, весьма легко одетый, уцепился за шасси взлетающего реактивного самолета испанской авиакомпании. По счастливой случайности самолет набирал высоту как раз с такой скоростью, что постепенное понижение температуры и содержания кислорода в воздухе привели к настоящему замораживанию. Через несколько часов полета на высоте 8000 м при температуре -41° С Рамирес оказался в Мадриде, а несколько дней спустя был уже на ногах.
Но активную жизнь большая часть земных существ ведет лишь при относительно высокой температуре. Пределы допустимых перепадов температур весьма ограниченны: для большинства ^кивых существ они соответствуют колебаниям
среднегодовых температур от 0 до 5" С. Такие примерно условия и существуют на Земле. Можно предположить, что жизнь просто приспособилась к этим условиям. Так приспосабливаются некоторые человеческие органы. Например, глаз воспринимает волны длиной от 0,4 до 0,8 микрон - как раз те, которые пропускаются земной атмосферой (так называемое "оптическое окно"). Но здесь дело в другом. Замечено, что в холодных областях земного шара жизнь гораздо менее обильна, а между арктическими и тропическими видами нет никакого соответствия значит, и никакого естественного отбора. Напрашивается вывод, что наилучшими условиями для органической жизни являются температуры от 20 до 40", то есть несколько выше среднегодовой на Земле.
Вокруг любой звезды существует зона с подходящей температурой - так называемая "биотермическая". В нашей Солнечной системе в ней находятся три планеты: у внутренней границы - Венера, у внешней - Марс, а посередине движется Земля.
Итак, мы установили температурные условия жизни углеродных соединений. Рассмотрим теперь и другие необходимые компоненты. Очевидно, что одно из них - наличие воды. В самом деле, все живые организмы содержат много воды; вероятно, жизнь и зародилась в водной среде. Пустыни, то есть недостаточно увлажненные пространства, бесплодны, в то время как реки, моря и океаны представляют собой наилучшую среду обитания для всех форм жизни.
Есть и другие условия -Х побочные или, во всяком случае, менее важные: это границы допустимого давления и интенсивности излучения. Атмосферное давление на планете зависит от силы тяжести на ее поверхности. Верхняя его планка, по-видимому, весьма высока, так как
рые живые организмы - например, глубоководные рыбы - приспосабливаются к давлению порядка 1000 кГ/см^, то_есть в тысячу раз больше, чем на уровне моря (1033 Г/см^. Но слишком низкое давление для жизни губительно, поскольку не позволит воде оставаться в жидком состоянии. Вот почему Луна совершенно потеряла свою воду. При температуре 20° С нижний предел допустимого давления составляет 1/40 давления земной атмосферы.
Что касается космического излучения, оно опасно для высокоорганизованных организмов, но не для низших. Есть насекомые, выдерживающие большие дозы радиации, а некоторые бактерии превосходно устраиваются в охлаждающих бассейнах ядерных реакторов.
Все эти условия и ограничения относятся к жизни углеродных соединений, подобных известным на земле. Давайте попытаемся представить себе жизнь, существующую на иной - не углеродной - основе, оставаясь, впрочем, в пределах таблицы известных элементов.
Химические элементы и законы универсальны: все простые вещества, открытые во Вселенной, известны жителям Земли и по большей части есть на Земле. В этой ^Сйязи особенно поразительно, что метеориты, падающие на Землю, состоят из таких вполне ^земных веществ, как железо и силикаты, хотя их внеземное происхождение несомненно.
Правда, гелий был обнаружен на Солнце раньше, чем на Земле, - отсюда и его название*. Но другие "открытия" такого рода не состоялись. Так, "небулий", обнаруженный в туманностях, и "короний"; найденный в Солнечной короне, оказались на деле просто полосами давно известных элементов, существующих в необычных условиях.
* Helios (греч.) - Солнце. - Прим. пер.
В природе не может быть элемента ни проще водорода, ни сложнее урана, поскольку последний был бы нестабилен*. Но в этих пределах все элементы уже известны, и опыты на ядерных установках подтверждают верность этой так называемой "менделеевской" классификации. Лишь кремний может, подобно углероду, создавать сложные соединения. Но его химия несравненно менее богата. Соединения кремния представляют огромный практический интерес и широко разрабатываются. Например, силиконовые "жиры" устойчивы к высоким температурам. Хотя в земной коре кремния (в виде силикатов) очень много - больше, чем углерода, жизнь для своего формирования выбрала углерод.
Кроме этого веского аргумента недавно появился еще один. Соединений углерода в космосе выявлено несколько. Среди них неустойчивый на Земле радикал СН и, самое главное, фор- ' мальдегид (СНОН) - его молекула уже достаточно сложная. В то же время из соединений кремния был обнаружен лишь окисел Si0, причем в крайне малых количествах.
Можно также представить себе вариант, в котором место воды займет аммиак (NHД) - их свойства похожи. При этом как раз аммиак в больших количествах находится в атмосферах планет-гигантов! Но и тут, как в случае с кремнием, получающиеся соединения и менее многочисленны, и менее сложны, так что развитие живых существ на их основе представляется весьма маловероятным.
В общем, при нынешнем состоянии наших знаний химия углерода - и ничто другое! - остается ключом жизни в природе.
* Впрочем, известно до двенадцати элементов тяжелее урана - так называемые "трансураниды". Один из них, плутоний, даже производится в значительных количествах на ядерных реакторах. Но все эти элементы радиоактивны, и "жизнь" самых тяжелых из них очень коротка.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ЖИЗНИ
Другой важный источник жизни на Земле - кислород. Вот почему его так настойчиво разыскивают на других планетах. И отрицательные результаты, полученные при исследованиях Венеры и Марса, привели ученых к пессимистическим выводам.
На Землю вся энергия поступает от Солнца, причем в больших количествах: мощность солнечного света - 1,2 кВт на квадратный метр! Иначе обстоит дело на других планетах. На некоторых большое количество тепла происходит от радиоактивности горных пород. Например, энергия, излучаемая Юпитером, наполовину получена от Солнца, а наполовину - от какого-то другого, мало исследованного источника.
До 1942 года все виды энергии, получаемой человеком, были солнечного происхождения. Используя воду, которая, испаряясь под действием Солнца, поднимается вверх, человек построил водяные мельницы и гидроэлектростанции. Добытые из недр каменный уголь и нефть не могли бы появиться без Солнца. Из-за создаваемой Солнцем разницы атмосферных температур дуют ветры, энергию которых также можно поставить на службу людям.
Затем человечество научилось использовать два новых, не связанных с Солнцем источника энергии - энергию атомного ядра и приливноотливную. Последняя как раз компенсирует кинетическую энергию вращения Земли. Потому следует относиться к этому направлению осторожно - ведь приливно-отливные электростанции тормозят саму Землю. И если бы вся потребляемая жителями планеты энергия поступала бы в этой форме, через 840 миллионов лет Земля остановилась бы. Но при том фантастическом росте потребления энергии, который существует сейчас,
на это ушло бы всего пятьсот лет! В 2470 году Земля просто перестала бы вращаться...
Жизнь на Земле устроена весьма сложно, но схематически ее можно уподобить двухтактному поршневому двигателю на "солнечном горючем".
В течение первого такта растения прямо потребляют солнечную энергию и используют ее на свои химические реакции. Они поглощают углекислый газ из воздуха, чтобы при посредстве взятой из почвы воды построить углеродистые вещества своей ткани, а обратно в атмосферу выбросить кислород. В этой операции (фотосинтез) главную роль играют не укорененные в земле растения, а морской фитопланктон, производительность которого составляет 150 миллиардов тонн в год.
Первый такт цикла приводит к тому, что вступившие в контакт соединения углерода (горючее) и кислород (зажигательная смесь) освобождают энергию (сгорание). Таким образом, растения накапливают солнечную энергию и создают неустойчивую систему, являющуюся источником энергии.
Чрезвычайно важно, что почти весь кислород, содержащийся в атмосфере, выработан в результате этого процесса. На Земле встречаются чрезвычайно древние неокисленные минералы, что неопровержимо доказывает, что во времена их образования кислорода еще не было. Если же на Земле исчезнет жизнь, вслед за ней вскоре исчезнет и кислород.
Следовательно, если на планете обнаруживается углекислый газ, но нет свободного кислорода, это может значить одно из двух: либо на этой планете жизнь еще не возникла, либо уже угасла. Но из этого не следует, что на ее почве не может возникнуть растительной жизни. Вот почему американский ученый Саган выдвинул оригинальный и дерзкий проект, предложив "осеменить"
Венеру микроорганизмами, которые будут потреблять углекислый газ и вырабатывать кислород. Парниковый эффект уменьшится, температура понизится, и Венера станет пригодна для жизни... Как видите, есть астрономы, для которых не существует ничего невозможного и невыполнимого, по крайней мере в мечтах.
В ходе второго такта цикла животные поедают растения, служащие вместилищем концентрированной энергии. Например, человек в покое потребляет 100 Вт энергии (базовый метаболизм), а активная физическая деятельность требует 300 Вт. Солнечной энергии ему для жизни не хватает, и он пополняет ее за счет растений. Пятьсот граммов фасоли дают человеку запас энергии, необходимой на день.
На самом деле жизнь на Земле устроена сложнее. Существуют растения, паразитирующие на других растениях или животных, некоторые животные питаются своими сородичами и т.п. Можно, конечно, вообразить и другие схемы устройства жизни. Например, чисто растительная жизнь могла бы развиться до гораздо более высоких форм, чем на Земле. Эта тема занимает многих научных фантастов. Но серьезным препятствием для этого служит недостаток запасов энергии. Ведь энергетическая отдача растений очень слаба: целое поле ржи, например, дает всего 0,3%. А у животных такой отдачи вообще нет: ведь они не потребляют солнечной энергии непосредственно. Однако они используют ее косвенно, через посредство растений, концентрирующих ее на территории, площадь которой весьма велика по сравнению с площадью их тела.
Упомянем еще один факт, немаловажный для существования жизни на Марсе. Солнечное излучение может непосредственно разлагать углекислый газ (СОд), целиком составляющий марсианскую
мосферу, на окись углерода (СО) и свободный кислород, которые, вновь соединяясь, выделяют энергию. Таким образом, и без растений в атмосфере могут существовать топливо и зажигательная смесь, дающие запас энергии для высших форм жизни. Значит, она может возникнуть на планетах, богатых углекислым газом?
Еще одна интересная гипотеза: существование живых организмов, потребляющих другие формы энергии, например радиоактивность. Это не умозрительная теория, и на Земле с помощью радиоактивности создают подобия активных существ. Таковы изотопные генераторы, используемые в спутниках. Существуют даже устройства (фотореакторы), которые получают энергию прямо от Солнца и ведут себя подобно растениям.
Двухтактная система земной жизни весьма эффективна. Далее мы постараемся доказать, что ее самозарождение неизбежно и предсказуемо.
Документ 2 ЖИЗНЬ КАК НЕИЗБЕЖНОЕ ЯВЛЕНИЕ
ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ
История возникновения жизни до сих пор является загадкой. Откуда взялся человек, все еще так плохо нами изученный? Какие этапы проходила его эволюция? Почему и как он стал таким, каков он сейчас? Почему по одним критериям все люди одинаковы, по другим - столь различны?
В научной истории возникновения человека и его эволюции еще множество белых пятен. Вид Homo sapiens появился довольно недавно - около тридцати тысяч лет назад, но первые гоминиды (дриопитеки) жили на Земле миллионов пятнадцать лет тому назад. Изучение других существ и видов на планете от самого зарождения жизни показало, что этот период исчисляется шестьюстами миллионами лет. Сколько понадобилось исследований, усилий, накопления знаний, чтобы установить это! Долгое время люди, на основании книги Бытия, исчисляли возраст Земли в шесть тысяч лет. В XVIII веке Бюффон предположил, что это слишком мало, и назвал другую цифру - семьдесят пять тысяч лет. Когда же несколько лет спустя аббат Жиро-Сулави заговорил о миллионах лет, церковное начальство сделало ему строгое внушение.
Общепринятый теперь срок - шестьсот миллионов лет - это лишь одна восьмая возраста Земли, причем подавляющую его часть составляет докембрий.
Измерение геологического времени, имеющее для интересующей нас проблемы жизни первостепенное значение, стало точной наукой. Бюффон в своих подсчетах использовал метод, основанный на изучении осадочных пород. Жиро-Сулави производил расчеты с учетом времени эрозии. Теперь, чтобы установить геохронологию, используются самые разнообразные методы. Прежде всего - дендрохронология. Под этим трудным названием скрывается простая, в принципе, методика. Всем известно, что возраст дерева можно установить, сосчитав годовые кольца. Сопоставляя чередование широких (соответствующих благоприятным для роста годам) и узких колец, можно сравнивать друг с другом срезы разных деревьев, время жизни которых частично совпадает. Так, шаг за шагом, можно датировать останки деревьев в возрасте до десяти тысяч лет.
Подобным же образом определяют возраст так называемых ленточных глин на берегах ледниковых озер, где темные слои чередуются со светлыми. Таким способом Г. де Гееру удалось весьма точно назвать возраст четвертичных ледников в Америке и Скандинавии - 12 тысяч лет.
Еще один метод - изотопный анализ углерода, содержащегося в дереве, каменном угле, костях. Все живые организмы кроме "нормального" углерода-12 содержат небольшое количество изотопа с атомным весом 14. После их смерти углерод-14 распадается, его период полураспада 5760 лет. Таким образом, измерив, сколько осталось углерода-14, можно довольно точно определить время, прошедшее после смерти организма. Этот способ позволяет достичь глубин времени - 30 тысяч лет назад и далее...
Наконец, последняя группа методик, используемая в научных изысканиях, основана на радиоактивности таких элементов, как уран,
бидий и калий, которые в определенный период времени распадаются на другие известные элементы. Наличие этих последних в изучаемых минералах позволяет с достаточной точностью установить возраст.
Для датировки в пределах "недавних" - не далее 30 тысяч лет - эпох, интересующих археологов и антропологов, применяются в основном два первых метода: подсчет годовых колец или слоев ленточных длин и анализ изотопов углерода. Кроме того, ширина годовых колец имеет одиннадцатилетние циклы, связанные с влиянием на климат солнечной активности, которая также имеет одиннадцатилетний цикл. Так удалось просчитать очень отдаленные периоды солнечной активности.
Для хронологии отдаленных геологических эпох основным методом является стратиграфия, основанная на измерении толщины слоев осадочных пород. Ясно, что ни в одном месте земного шара нельзя наблюдать все слои в строгом порядке: они перемешаны между собой. Поэтому берут неполные ряды в разных местах, и таким образом получается весьма точная картина относительной хронологии. С недавнего времени изучение радиоактивности некоторых веществ позволило получать и абсолютную дату.