litceysel.ru
добавить свой файл
  1 2 3 4

2  Шкала времени предбиологической химической эволюции

Жизнь должна была появиться в процессе естественной химической предбиологической эволюции – возможно на Земле, но может быть и в каком-нибудь другом месте, а затем занесена на Землю путем панспермии. Никто не может сейчас оценить «естественную» продолжительность предбиологической эволюции исходя из «первых принципов» или на основании эксперимента. Покажем, что можно получить независимую феноменологическую оценку продолжительности предбиологической эволюции на основании продемонстрированного выше явления масштабной инвариантности эволюции биосферы.

Э. М. Галимов предложил теорию [21,Гл. 2-3], в которой предбиологическая химическая эволюция, возникновение жизни и последующая эволюция биосферы описываются как единый непрерывный процесс. Эта теория имеет дело с такими понятиями, как отбор, диспропорционирование энтропии, трансферабельность и эволюционный консерватизм в теромодинамически неравновесных системах вблизи состояния равновесия, и эта парадигма используется одним и тем же способом как для периодов эволюции до возникновения жизни, так и после. Эта теория тщательно разработана и объясняет многие детали возникновения жизни и дальнейшей эволюции биосферы, но она не дает возможности получить недвусмысленную количественную оценку ожидаемой продолжительности предбиологической эволюции. Собственное мнение Э. М. Галимова состоит в том, что предбиологическая эволюция может быть коротка в геологической шкале времени (немногие миллионы лет) [21,с. 129].

Но возможна иная логика. Мы видели (см. раздел 1), что чем выше организация биосферы, тем выше скорость эволюции. Так как (a) любая предбиологическая система должна считаться организованной ниже, чем биологическая и (b) предбиологическая и биологическая эволюция могут рассматриваться как единый процесс, то можно предположить, что скорость предбиологической эволюции должна быть ниже, чем скорость последующей эволюции биосферы. Более того, поскольку предбиологическая и биологическая эволюция есть единый процесс, можно предположить, что предбиологическая эволюция принадлежит тому же масштабно-инвариантному аттрактору, что и эволюция биосферы. Поэтому можно оценить длительность предбиологической эволюции путем экстраполяции масштабно-инвариантного аттрактора вспять по времени. Разумеется, это есть простая индукция, и следует рассматривать такую оценку как гипотезу. Используя оценку  как в формуле (2) и продолжительность первого шага биологической эволюции 3,8×1091,5×109=2,3×109 лет (это время от возникновения жизни до Неопротерозойской революции), можно получить оценку продолжительности предбиологической химической эволюции chem = 2,3×109 ×2,67  6,1×109 лет. Более строгая техника состоит в прямой экстраполяции оптимального масштабно-инвариантного аттрактора. Этот метод дает значение chem  5,5×109  лет. Можно заключить, что экстраполированное значение продолжительности предбиологической эволюции есть chem = (57)×109 лет. Здесь следует заметить, что если быть более точным, это есть оценка длительности только последней фазы предбиологической эволюции. Поэтому полученная величина является оценкой полной ожидаемой длительности предбиологической эволюции снизу. Но не будем пока расчленять предбиологическую эволюцию на фазы.


Значение chem  6×109 лет очень велико. В то же время есть экспериментальные свидетельства, что продолжительность предбиологической химической эволюции на Земле в действительности была очень мала: менее 0.2×109 лет [1] (от 4,1 до 3,9 миллиардов лет назад). Действительная продолжительность предбиологической эволюции на Земле не только неожиданно коротка. Можно сделать более сильное утверждение: краткость предбиологической эволюции находится в глубоком противоречии с последующим масштабно-инвариантным характером биологической эволюции. Это выглядит как резкая аномалия, если изобразить начальные фазовые переходы эволюции биосферы вместе с предполагаемым моментом начала предбиологической эволюции на Земле («клюшка» на Рис. 2). Разрешение противоречия может заключаться в следующем. Продолжительность предбиологической химической эволюции фактически могла быть масштаба 6 миллиардов лет, но имела место она не на Земле, а на другой (или других) планетах земного типа около звезд, много более старых, чем Солнце. А на Землю жизнь могла попасть в результате процесса межзвездной панспермии [22]. Идея панспермии поддерживается открытием метеоритов, выбитых с поверхности других планет и возможным обнаружением в них органических остатков [23].

Интересно, что экстраполированное начало предбиологической эволюции 4×109 + 6×109 = 10×109 лет назад почти совпадает с временем начала формирования галактического диска [24]. Галактический диск есть подсистема Галактики, которая содержит звезды с высоким содержанием тяжелых элементов (углерод, кислород, железо и др.). Именно около таких звезд только и могут возникать планеты земного типа. Следовательно, для того, чтобы успеть к возникновению Земли, предбиологическая эволюция должна была начаться на самых первых планетах земного типа одновременно с началом формирования галактического диска. Отсюда следует, что Земля может быть вблизи самого фронта эволюции во всей Галактике, и наша цивилизация может быть одной из первых цивилизаций в Галактике (или вообще первой?).


<< предыдущая страница   следующая страница >>