CC BY
113
Секция
«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
УДК 523.2
Л. Г. Ахметзянова, И. И. Мисик Научные руководители - А. А. Снежко, Е. А. Жирнова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПРОБЛЕМА ПОИСКА ЖИЗНИ НА ПЛАНЕТАХ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
В современном обществе вопрос о происхождении жизни на Земле, и ее возможном существовании на других планетах Солнечной системы, является одним из наиболее актуальных.
Для раскрытия проблемы поиска жизни на планетах Солнечной системы необходимо представить процесс возникновения жизни на Земле и ее положение среди других планет.
Земля сформировалась 4,5...4,7 млрд лет назад. Точное время появления жизни на нашей планете до сих пор не установлено. Известно, что самые древние из осадочных пород (формация Ишуа в Гренландии) имеют возраст около 3,8 млрд лет. И в этих породах уже имеются следы жизни. Хотя, до конца не изучено, какой - РНК-жизни или уже современной, ДНК - белковой. Эти следы чисто химические, связанные с изотопным составом углерода. Позднее (3,5 млрд лет назад) начинают встречаться остатки целых живых организмов - бактерий. Таким образом, жизнь появилась на Земле не позже, чем 3,8 млрд лет назад [1].
В настоящее время большинство ученых сходится во мнении, что Земля возникла в результате конденсации космического вещества из газопылевого облака. Поверхность Земли подвергалась интенсивной бомбардировке метеоритами, которая завершилась около 3,8 млрд лет назад. В состав первичной атмосферы входили пары воды, метан, углекислый газ, аммиак, водород, инертные газы. В состав вторичной атмосферы - метан, аммиак, углекислый газ, водород. Атмосфера имела восстановительный характер, свободного кислорода в ней практически не было. Азот современной атмосферы образовался в результате распада аммиака и выделения газообразного азота при вулканической деятельности.
Земля - третья планета от Солнца. Она принадлежит к группе земных планет, которая включает также Меркурий, Венеру и Марс. Меркурий - самая малая планета в земной группе. Эта планета не смогла сохранить атмосферу в том составе, который характерен для Земли, Венеры, Марса. Ее атмосфера крайне разрежена и содержит аргон, неон, гелий. Атмосфера Земли отличается относительно большим содержанием кислорода и паров воды, благодаря которым обеспечивается существование биосферы. На Венере и Марсе в атмосфере содержится большое количество углекислого газа при очень малом содержании кислорода и паров воды - все это характерные признаки отсутствия жизни на данных
планетах. Нет жизни и на Меркурии: отсутствие кислорода, воды и высокая дневная (623 К) и низкая ночная (-103 К) температуры препятствуют развитию живых систем [2].
Помимо планет, относящихся к земной группе, существуют планеты-гиганты. К ним относятся: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Юпитер окружен толстой водородно-гелиевой атмосферой, в верхних слоях которой температура около -160 °С. Он обладает мощным магнитным полем, а также является источником довольно сильного радиоизлучения, которое губительно для всего живого. В атмосфере Сатурна присутствуют водород, метан и другие газы. Вблизи верхней границы облаков температура около -170 °С. Планета обладает магнитным полем, и так же как Юпитер является источником активного радиоизлучения. Атмосфера Урана состоит наполовину из водорода, а так же в ней присутствуют метан, аммиак и гелий. Температура на поверхности облачного слоя планеты - около -215 °С. Нептун сильно сжат и быстро вращается вокруг своей оси. Планета получает от Солнца в 900 раз меньше тепла, чем Земля. Температура на поверхности Нептуна -200.220 °С ниже нуля. Он окутан плотной водо-родно-гелиевой атмосферой с примесью метана и аммиака [3]. Таким образом, магнитное поле, радиоизлучение, низкие температуры, наличие в атмосферах планет-гигантов метана и аммиака, позволяют сделать вывод о невозможности существования жизни на этих планетах.
Третья группа, планет-карликов, включает в себя Плутон и Эриду. Плутон первоначально классифицировался как планета, однако сейчас он считается одним из крупнейших объектов в поясе Койпера. Поверхность Плутона и Эриды покрыта метановым льдом. Температура планет рекордно низка - 230 °С ниже нуля [4]. Жизнь на планетах-карликах не возможна.
Благодаря множеству материалов, накопленных в результате изучения планет, становится очевидным, что в Солнечной системе только Марс можно считать возможным местом существования инопланетной жизни. Однако, наличие жизни на Марсе не было доказано, ввиду крайне разряженной атмосферы, которая в 100 раз менее плотная, чем на Земле [5]. Она
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Социально-экономические и гуманитарные науки
не защищает поверхность Марса от ультрафиолетовых лучей Солнца, а также позволяет воде существовать только в твердом и газообразном видах. Вследствие чего на Марсе нет органического вещества, а, следовательно, и жизни.
Таким образом, не смотря на общность происхождения планет Солнечной системы, жизнь появилась только на Земле. Но это не дает основания полагать, что жизнь на других планетах не существовала ранее, или не образуется в будущем. Поскольку, в период зарождения жизни на Земле, ее атмосфера скорее напоминала венерианскую и юпитерианскую: практически полностью отсутствовала твердая поверхность, существовала лишь плотная атмосфера и океан жидких газов. Поэтому поиск жизни в Солнечной системе не должен прекращаться.
Библиографические ссылки
1. Голдсмит Г., Оуэн Т. Поиски жизни во Вселенной. М. : Мир, 1983.
2. Карпенков С. X. Концепции современного естествознания : учебник для вузов. М. : Академический проект, 2000.
3. Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания : учебник. М. : Дашков и К°, 2007.
4. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания : учеб. пособие. М. : Гардарики, 2001.
5. Хоровиц Н. Поиски жизни в Солнечной системе ; пер. с англ. М. : Мир, 1988.
© Ахметзянова Л. Г., Мисик И. И., Снежко А. А., Жирнова Е. А., 2010
УДК 502 (075.8)
Н. А. Бабицкий, К. Е. Ненцинская, Е. А. Фотина, С. С. Григорьева Научный руководитель - В. П. Жереб Сибирский федеральный университет, Красноярск
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ФАЗ В СИСТЕМЕ В1203-В203-Р205
Рассмотрены особенности исследования фазовых отношений в состоянии стабильного равновесия с использованием высокотемпературного взаимодействия исходных компонентов в расплаве. В тройной оксидной системе Bi2O3-P2O5-B2O3 определены режим взаимодействия с участием расплава и условия последующей термообработки образцов для достижения равновесия и эффективного анализа фазовых отношений.
Исследования фазовых отношений в оксидных двойных и многокомпонентных системах обычно осуществляется на равновесных образцах, полученных в процессе длительного высокотемпературного твердофазного синтеза, продолжительность которого может составлять от нескольких суток до нескольких недель. Взаимодействие исходных оксидных компонентов в расплаве протекает значительно быстрее - от нескольких минут до десятков минут, однако опасность стеклообразования или реализации метастабильных состояний в процессе охлаждения или закалки препятствует применению такого способа достижения равновесия в физико-химическом анализе.
Исследование фазовых равновесий в тройных и многокомпонентных фосфатных системах, а также синтез и исследование образующихся в них индивидуальных фаз становится одним из важнейших направлений в современных науках о материалах. Закалка из расплава зачастую приводит к образованию аморфного (или частично аморфного) образца, что позволяет существенно варьировать химический состав и свойства веществ. Исследования условий формирования метастабильных состояний и их термического распада, выполненные в [1] показали, что последующая термообработка полученных из расплава образцов приводит к кристаллизации стекла или распаду метастабильных фаз в процессе моно-тропного реконструктивного перехода в состояние стабильного равновесия. Средний размер частиц, принимающих участие в таких превращениях, срав-
ним с минимальным размером зародыша кристалла стабильной фазы и не превышает нанометровых величин.
ВзОз
Б] Юз
1:4 1:3 3:5 2:1 у
Рис. 1. Триангуляция системы В1203-В203-Р205
Такая термообработка позволяет получать равновесные образцы в системах склонных к метаста-бильному фазообразованию быстрее и проще по сравнению с классическим твердофазным синтезом. Этот способ был использован нами при изучении фазовых отношений в системе В1203-Р205-В203.
По результатам анализов и литературным данным [1; 2] была проведена триангуляция системы В1203-Р205-В203 (рис. 1). Представленные на этой диаграмме фазы е, х, V не были ранее описаны в литературе и обнаружены нами, по-видимому, впервые. Фазу х удалось выделить в чистом виде и определить параметры ее ячейки (а = 22,56 А, Ь = 14,04 А, c = 5,52 А, а, в, у = 90°). Фаза V была также выделена в достаточно чистом виде, однако, наличие
