 |
|
|
Ферсман. Химия Земли и Космоса |
Химия космоса
|
А.Е. Ферсман
Смотрите также:
Ферсман. Рассказы о самоцветах
ФЕРСМАН. ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ
Ферсман. Путешествия за камнем
Ферсман. Геохимия - химия земли
Биографии геологов, почвоведов
|
Наша солнечная система: луна, планеты, кометы.
§ 39. Попытаемся теперь выйти за пределы нашей планеты и подвести итоги нашим знаниям химии космоса. Здесь мы встречаемся с необычайною трудностью решения химических проблем, и исключительная осторожность должна быть нами проявлена, чтобы намечаемые нами выводы отвечали наблюдаемым фактам. Изящные и блестящие по точности методы астрофизики только сейчас получают особое значение, когда спектральные линии космических тел начали точно сравниваться с результатами эксперимента. Блестящие завоевания индийского ученого Саги нам показывают, насколько осторожными должны быть наши выводы при трактовке наблюдаемых нами явлений.
Под этим углом зрения необходимо рассмотрение этой и двух следующих глав.
Луна
Прежде всего мы должны сказать несколько слов о химии луны. Луна представляет собою космическое тело с удельным весом в 3,4 (несколько большим, чем средний удельный вес нашей земной коры) и с радиусом приблизительно в 4 раза меньшим, чем у земли. Эти черты луны обусловливают на луне Ньютоновские силы в 6 раз меньшие, чем на земле. Луна лишена атмосферы и, очевидно, должна была быстро потерять свое внутреннее тепло. Отсутствие атмосферы, согласно интересным построениям Stone у, объясняется малым тяготением, не преодолевающим максимальные скорости газовых молекул согласно кинетической теории газов; впрочем, этим путем объ-. ясняется отсутствие лишь самых легких газов.
Совокупность физических данных говорит за сходство луны с породами земли-, никаких прямых методов определения химических элементов на луне не существует; но ряд косвенных данных позволяет путем аналогий сделать несколько выводов. По отношению сил падающего и отраженного луча можно сравнивать породы луны с кварцевым порфиром. Угол поляризации лучей, по данным Ландерера, отвечает нашим витро- фирам, т. е. кислым стекловатым породам, богатым щелочами, А1 и Si.
Таким образом, хотя мы и не имеем никаких прямых данных о химическом составе луны, но совокупность ряда признаков говорит за сходство ее состава с составом земной литосферы, с преобладанием элементов О, К, Na, AI, Si, может быть отчасти Са и Mg.
Имеются весьма остроумные предположения о нахождении на луне серы—S.
Планеты
Несколько больше сведений мы имеем для планет, хотя и в этом случае астрофизические данныя очень отрывочны и частью дают указания лишь косвенного характера.
Для того, чтобы судить об их химии, привожу следующую сравнительную табличку: ТАБЛИЦА XXXIV. Меркурий Венера Земля (Луна) Марс j Удельн. вес. . . . 6.2 4.4 2.7 — 9.1 3.4 3.93 ср. 5.5 Радиус в клм. . . 2250 6120 6376 1741 3400 | : Сила тяжести . . 0.43 0.80 1 0.17 0.39 i ' Атмосфера . . . почти нет атм. атм. нет атм. Температура - сильное^ нагрев. сильное нагрев. средн. нагрев. .изменч. нагрев. -
Астероиды Юпитер1) Сатурн Уран Нептун I Удельн. вес. . . . ? 1.5 0.7 1.2 (1-54) 1.1 (1.55) 1 Радиус в клм. . . от 5 до 400 70000 60000 24500 25000 1 1 Сила тяжести . . I Атмосфера . . j Температура . . максим. 0.045 частью тверд., ч. газы. 2.65 атм. жидкая масса собств. свеч. 1.18 тверд, кольца 0.91 (0.83) газо- образн. 0.88 (1.01) газо- образн.
Для Меркурия мы имеем спектры отраженных лучей, тождественные с солнцем, и, потому, не знаем никаких особенностей химического строения. Вен е ра обладает несомненно атмосферою, но последние исследования не нашли в ней заметных количеств ни О, ни паров НгО. Может быть вокруг Венеры мы имеем облака мельчайшей пыли в атмосфере азота и СОг. Спектр Марса, обладающего атмосферою, не ясен; может быть имеются пары воды. Юпитер несомненно обладает слабым собственным свечением; имеется ряд линий, незнакомых земле. Спектр Сатурна сходен со спектром Юпитера, но пары воды у него сильнее; кольцо лишено поглощающей оболочки и состоит, очевидно, из твердых частиц (метеоритов).- На Нептуне и Уране заметны в атмосфере явные следы линий свободного водорода и, повидимому, гелия.
В общем мы должны отметать, что на всех планетах, кроме астероидов и спутников, силы Ньютоновского притяжения достаточно велики, чтобы удерживать газообразную атмосферу; даже водород и гелий, повидимому, лишь частично могут покидать эти космические тела.
Вся совокупность данных о химическом составе планет-заставляет думать, что он в общем тождествен с земным и что с химической точки зрения между планетами нет больших различий. Хотя прямых данных у нас в этом направлении не имеется, но все же ничто не говорит против этой основной идеи. Большая группа геологов (Daubree, Tschermak Е. Suess) связывают с астероидами и наши метеориты и переносят химический состав последних на малые планеты.
Кометы
Химический состав и природа комет только в последнее время начинает выясняться, причем сейчас уже более определенно вырисовывается принадлежность комет к нашей солнечной системе и их несомненная связь с потоками падающих звезд и метеоритами.
Эта связь их с телами, которые попадают на землю в виде материальных объектов, для нас особенно важна и сейчас, в согласии с современными идеями о физической природе комет, делается особенно важною.
Кометы, подобно планетам, являются телами нашей солнечной системы, двигающимися по большей части по сильно вытянутым эллипсам, причем не исключена первичная связь последних с астероидами (см. стр. 86), обладающими тоже орбитами, уклоняющимися от плоскости эклиптики. Эта возможная связь с астероидами для нас с космохимической точки зрения необычайно важна.
Кометы состоят, очевидно, из космической пыли—твердых частиц, отчасти окруженных газовым слоем. При очень небольшой массе они обладают огромным объемом, что говорит о большой разреженности среды — ббльшей, чем в Гейслеров- ских трубках. В главной своей массе свечение (люминисценция) кометы, очевидно, вызывается электрическими разрядами в сильно разреженной среде, т. е. в явлениях аналогичных свечению Гейслеровских трубок; но имеется также свечение, вызванное нагреванием солнцем, при приближении кометы к солнцу; благодаря этому начинается выделение газов и их свечение в стороне, обращенной к солнцу. Выделенные газообразные частицы и притянутая космическая пыль отбрасываются назад световым давлением солнца, образуя хвосты. Несомненно, что часть вещества, а именно наиболее легкие газы и мелкие пылинки назсегда оставляют комету и лишают ее части материи.
Астрофизическая картина комет весьма разнообразна и, по- видимому, мы имеем кометы весьма различного состава с большим или меньшим преобладанием твердых частиц. В спектрах газов мы находим большое количество соединений С, причем, повидимому, главным образом доминируют кислородные соединения углерода, а не углеводороды, как это думали раньше. В голове комет известен углерод и его соединения с Н, N, и О (т. е. CN, СО и С02).
По характеру хвоста в нем можно различать преобладание окиси углерода (СО), отчасти CN, С02, N и металлических паров Na и Mg. Линии Na по преимуществу связаны с начальными частями хвоста около ядра. Нахождение свободного Н и Fe предположительно.
Как ни скудны наши сведения по астрофизике комет, но все же они намечают некоторые характерные черты, сближающие их с другими космическими телами.
§ 42. На основании сказанного, можно прийти к следующим наиболее вероятным положениям, касающимся космохимии комет: 1. Кометы являются космическими телами нашей солнечной системы и генетически, вероятно, могут быть поставлены в связь с астероидами. 2. Кометы в главной своей части состоят из твердой космической пыли и в меньшей степени из газообразных частиц и обладают низкою .температурою. 3. Приближение кометы к солнцу вызывает выделение из нее летучих элементов, сильное нагревание частей их, близких к солнцу, и отталкивание как газообразных молекул, так особенно космической пыли в виде хвоста. 4. Процесс сближения с солнцем вызывает постепенную потерю кометою летучих и легкоплавких элементов и вообще газов, обладающих большою кинетическою скоростью частиц: первую очередь Н2 и Не, потом N2, СО, С02, CN и, наконец, газов летучих металлов Na, Са, Mg. 5. В конечном результате комета должна (при принятии постоянства природы атомов) превратиться в космическое тело, весьма близкое по своему составу к метеоритам. 6. Согласно п. 5 и на основании наблюдений над кометами и над звездными дождями весьма вероятна генетическая связь падающих на землю метеоритов с кометами. 7. Совокупность данных заставляет думать, что кометы по своему химическому составу не отличаются от других космических тел, весьма богаты Н, N, С, О, Na, Mg, Са и может быть Fe и, потому, в своем составе колеблются между составом земной коры и каменными метеоритами. 8. Неполное соответствие спектров комет с главнейшими элементами (по валовому среднему) метеоритов и земли объясняется физическою природою процессов на кометах, вполне объясняющей главнейшие их отличия.
|
|
|
|
К содержанию книги: ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМЛИ И КОСМОСА
|
Последние добавления:
Перельман. Биокосные системы Земли
Вильямс. Травопольная система земледелия
Качинский - Жизнь и свойства почвы