Вы, наверное, знаете, что материя, существующая в мире, представлена всего 92 различными химическими элементами. Соединяясь друг с другом в различных сочетаниях, элементы дают все великое разнообразие веществ, которые мы видим вокруг себя. Из этих немногих элементарных тел построены все земные минералы и руды, почва и вода океанов, а также звезды, Солнце, Луна и планеты.
Но не все элементы обладают одинаковой способностью сочетаться друг с другом и давать при этом различные химические соединения. Есть элементы – «гордецы», которые вовсе отказываются вступать с другими в какие-либо соединения. Таковы, например, благородные газы.
Есть элементы, которые неохотно реагируют с другими элементами и дают только по нескольку десятков соединений. Такова, например, платина. Но есть один элемент, который особенно легко дает соединения.
Он всем известен – это углерод.
Его атомы обладают свойством легко сцепляться в длиннейшие цепи, к которым присоединяются атомы других элементов. Получаются самые разнообразные вещества, подчас с очень сложными, огромными молекулами, в каждой из которых по тысяче атомов и даже больше.
Девять десятков элементов все вместе дают лишь несколько тысяч химических соединений (их называют неорганическими веществами), а один углерод дает в сочетании с другими элементами сотни тысяч, если не миллионы разнообразнейших соединений (их называют органическими, или углеродистыми веществами).
Никакой другой элемент по самой природе своей не способен дать такого разнообразия веществ, как углерод. Ни один из них не может дать соединений с такими огромными, чрезвычайно сложно построенными молекулами, какие дает углерод. Поэтому не случайно, что именно углерод оказывается важнейшей составной частью всех веществ.
И если мы хотим узнать историю возникновения жизни из мертвой материи, мы должны в первую очередь обратиться к истории углерода.
О самой ранней истории углерода, который сейчас входит в состав нашего живого тела, нам может рассказать астрономия. С помощью спектроскопа астрономы узнают, какие элементы имеются на отдаленных небесных светилах и в каком они там находятся состоянии.
Оказывается, что углерод можно обнаружить и на звездах, и на нашем Солнце, и на планетах. Чем горячей звезда, тем более разрозненны атомы углерода, который входит в ее состав. Только на Солнце, где господствует температура «всего» в 6000°, можно обнаружить первые следы «слипания» отдельных атомов углерода в небольшие молекулы.
Очевидно, что и на нашей Земле, когда она в виде раскаленной массы оторвалась от Солнца, был уже углерод. На первых порах он носился здесь в виде горячего газа, состоявшего из небольших молекул. Проходили миллионы лет, планета остывала, и в конце концов углеродный газ снизился или затвердел: в виде дождя или снега он пролился внутрь Земли.
Не думайте, что этот «снег» был очень холодный. Углерод — очень тугоплавкое вещество; тот, кто наблюдал вольтову дугу, знает, что угли не плавятся даже в ней, хотя температура дуги около 3000 градусов. Стало быть, когда раскаленный углерод из газа превратился в жидкость или в твердое вещество, на Земле еще господствовала температура в 3000— 4000°.
Но снова шли века, Земля остывала все больше и больше... В глубинах твердеющего земного ядра углерод вступал в соединения с горячими металлами, образуя так называемые карбиды.
О том, что дело происходило именно так, мы узнаем, исследуя метеориты, попадающие к нам из мирового пространства. Метеориты — это осколки небесных тел, родственных нашей планете. В них мы находим и карбиды и чистый углерод.
У нас на Земле карбиды по сей день, по-видимому, сохранились в глубинах земного ядра. Но сейчас они скрыты от нас непреодолимой толщей верхних каменных слоев. А миллиарды лет назад, когда наружная кора Земли была еще очень тонкой, расплавленные огненные карбиды нередко вырывались из глубины на поверхность.
Во время этих страшных извержений совершался следующий шаг в развитии углеродистых соединений, а тем самым и в развитии материи от мертвого к живому.
В горячей атмосфере тогдашней Земли носились горячие потоки водяных ларов. Когда карбиды взмывали вверх в атмосферу огненными струями, происходила мгновенная химическая реакция: углерод отнимал от водяных паров содержащийся в них водород и соединялся с ним. Получались углеводороды — новые, легкие летучие соединения, вроде нефти или парафина.
Такую реакцию легко может провести в колбе у себя в лаборатории любой современный химик.
Для того чтобы эта реакция получилась, ему нужно только хорошо подогреть карбид и водяные пары. А миллиарды лет назад такая же точно реакция совершалась в гигантских масштабах на открытом воздухе, если только можно назвать воздухом ту тяжелую, жгучую атмосферу, какая тогда окутывала Землю.