Возможна ли химическая эволюция?

[Вольный Сяншен]

Начнём с классики - суперхита учебников биологии - опыта Миллера. Экспериментаторы варили смесь метана, аммиака и воды (были модификации с дополнительными компонентами) и получили пару десятков более тяжёлых органических молекул, включая простейшие аминокислоты (естественно рацематы). Для любого органика результат банальный.

Исходное условие опыта – предположение о восстановительной атмосфере древней Земли. А потом (по одной из версий) цианобактерии и прочие переработали СО2 и воду в органику и кислород, и атмосфера стала окислительной. Значит можно теоретически отмотать назад. Посчитаем.

Содержание C в земной коре в виде угля, нефти и газа оценивается в 1.5*1013 тн, т.е. 1.25*10+18 моль, в органическом в-ве – 4*10+12 тн., т.е. 3.3*10+17 моль.
Всего восстановленного углерода 1.6*10+18 моль.
Посчитаем усреднённую формулой ископаемых топлив CH2, тогда количество H2 можно оценить в 1.25*10+18 моль.
Т.о. для превращения всех этих восстановленных форм в CO2 и H2O потребуется 2.2*10+18 моль O2.
Колчество O2 в земной атмосфере оценивается в 1.2*10+15 тн, т.е. 3.7*10+19 моль, растворено в мировом океане предположительно 7*10+20 л, т.е. 3*10+19 моль.
Всего свободного кислорода 6.8*10+19 моль.
Т.о. для гипотетического возвращения к реликтовой атмосфере мы потратим всего 3.2% O2.
Выводы: 
1.    Земная атмосфера всегда была окислительной.
2.    Вне зависимости от того, синтезировались ли простейшие органические вещества на Земле, или приносились метеоритами, они попадали в окислительно-гидролизные условия, в которых по термодинамическим причинам процессы деградации глобально превалируют над процессами активного синтеза.
 

 

[Максим0]

3 минуты назад, Вольный Сяншен сказал:

Начнём с классики - суперхита учебников биологии - опыта Миллера. Экспериментаторы варили смесь метана, аммиака и воды (были модификации с дополнительными компонентами) и получили пару десятков более тяжёлых органических молекул, включая простейшие аминокислоты (естественно рацематы). Для любого органика результат банальный.

Исходное условие опыта – предположение о восстановительной атмосфере древней Земли. А потом (по одной из версий) цианобактерии и прочие переработали СО2 и воду в органику и кислород, и атмосфера стала окислительной. Значит можно теоретически отмотать назад. Посчитаем.

Содержание C в земной коре в виде угля, нефти и газа оценивается в 1.5*1013 тн, т.е. 1.25*10+18 моль, в органическом в-ве – 4*10+12 тн., т.е. 3.3*10+17 моль.
Всего восстановленного углерода 1.6*10+18 моль.
Посчитаем усреднённую формулой ископаемых топлив CH2, тогда количество H2 можно оценить в 1.25*10+18 моль.
Т.о. для превращения всех этих восстановленных форм в CO2 и H2O потребуется 2.2*10+18 моль O2.
Колчество O2 в земной атмосфере оценивается в 1.2*10+15 тн, т.е. 3.7*10+19 моль, растворено в мировом океане предположительно 7*10+20 л, т.е. 3*10+19 моль.
Всего свободного кислорода 6.8*10+19 моль.
Т.о. для гипотетического возвращения к реликтовой атмосфере мы потратим всего 3.2% O2.
Выводы: 
1.    Земная атмосфера всегда была окислительной.
2.    Вне зависимости от того, синтезировались ли простейшие органические вещества на Земле, или приносились метеоритами, они попадали в окислительно-гидролизные условия, в которых по термодинамическим причинам процессы деградации глобально превалируют над процессами активного синтеза.

Вы в курсе что Земля не удерживает свободный водород?

[Вольный Сяншен]

4 минуты назад, Максим0 сказал:

Вы в курсе что Земля не удерживает свободный водород?

В курсе (хотя количественных оценок эмиссии не видел). И что? При чём здесь водород?

[burbulis]

Вы не учитываете восстановители минерального и вулканического происхождения. На молодой Земле были тысячи активных вулканов выбрасывавших в атмосферу тысячи тонн сероводорода, метана, серы, кремния и фосфора. На поверхность изливались тысячи тонн различных сульфидов, фосфидов, из океанических разломов выделялись разные газы. Все это дело облучалось ультрафиолетом и пробивалось мощными грозовыми разрядами. А где-то наоборот, все было покрыто льдом и пылью, в какие-то пещеры не проникал УФ, и молнии не били. Климат менялся десятки раз за столетие, засушливые районы превращались в моря, а бывшие моря превращались в пустыни, реки меняли русло, вещества из разных геологических районов постоянно перемешивались между собой. В таких условиях могло образоваться все что угодно, хоть весь справочник Лидина.

Изменено 22 Января, 2022 в 11:35 пользователем burbulis

[Вольный Сяншен]

37 минут назад, burbulis сказал:

Вы не учитываете восстановители минерального и вулканического происхождения. На молодой Земле были тысячи активных вулканов выбрасывавших в атмосферу тысячи тонн сероводорода, метана, серы, кремния и фосфора. На поверхность изливались тысячи тонн различных сульфидов, фосфидов, из океанических разломов выделялись разные газы. Все это дело облучалось ультрафиолетом и пробивалось мощными грозовыми разрядами. 

Ну я бы не стал так смело прогнозировать прошлое.

Нет оснований считать, что состав вулканических материалов поменялся, а сейчас:

Цитата

Газ, выделяющийся из вулканов, на 50-85% состоит из водяного пара. Свыше 10% приходится на долю углекислого газа, ок. 5% составляет сернистый газ, 2-5% - хлористый водород и 0,02-0,05% - фтористый водород. Сероводород и газообразная сера обычно содержатся в малых количествах. Иногда присутствуют водород, метан и оксид углерода

т.е. окисляться там почти нечему. И лавы тоже состоят из оксидов. 

О сульфидах - сейчас полно сульфидных руд, они практически не окислены. Температура во время фотосинтеза выше быть не могла, более того следы воздействия жидкой воды находят на породах оценочным возрастом 3.8 млрд.лет. 

 

И даже если натянуть сову на глобус и предположить восстановительную атмосферу когда-то, тот же вопрос - откуда взялся свободный кислород в таком грандиозном количестве.

Цитата

В таких условиях могло образоваться все что угодно, хоть весь справочник Лидина.

Не могло. Термодинамика и кинетика на позволят. Особенно если говорить об органических веществах, они термодинамически неустойчивы в окислительной среде.

[yatcheh]

Окислительная-восстановительная, какая разница? Главное, что она была неравновесной. Было чему окисляться, и было чему восстанавливаться. Из-за этого и начался весь этот горький катаклизм...

[burbulis]

36 минут назад, Вольный Сяншен сказал:

Не могло. Термодинамика и кинетика на позволят. Особенно если говорить об органических веществах, они термодинамически неустойчивы в окислительной среде.

Среда была разная в разных местах планеты, да даже в одних и тех же местах она менялась по нескольку раз в столетие. Ледник пришел - ледник ушел, вулкан извергся, метеорит прилетел, климат поменялся и т.д. В те времена все было гораздо веселее, и радиация мощная, и грозы, и потопы, и метеориты, и вспышки на Солнце...

Изменено 22 Января, 2022 в 13:11 пользователем burbulis

[BritishPetroleum]

20 минут назад, burbulis сказал:

Среда была разная в разных местах планеты, да даже в одних и тех же местах она менялась по нескольку раз в столетие. Ледник пришел - ледник ушел, вулкан извергся, метеорит прилетел, климат поменялся и т.д. В те времена все было гораздо веселее, и радиация мощная, и грозы, и потопы, и метеориты, и вспышки на Солнце...

сначала следует разобраться есть ли биологическая эволюция. Думается что человек не произошел от обезьяны всетаки, тк существует несколько рас, те несколько пород. Как у собак. Но породы собак выведены человеком, а породы людей тогда кем? Сами чтоли?

[Вольный Сяншен]

37 минут назад, yatcheh сказал:

Окислительная-восстановительная, какая разница? 

Разница в разности хим. потенциалов. В присутствии хорошего окислителя органика особенно весело деградирует или до Н2О и и СО2, или до смолы. Скорость усложнения молекул << скорости гидролиза или окисления.

Цитата

Главное, что она была неравновесной.

Синергетика за 50 лет не продемонстрировала успехов. Усложнение динамики есть (и то временное и очень специальных условиях), а усложнения структур нет. Подавляющее большинство самопроизвольных хим. процессов ведут к потенциальному минимуму, а не к аттракторам, да и в этом случае всё затухает.

Как проф. Курашов сказал, что для реакции Белоусова-Жаботинского нужны Белоусов и Жаботинский.

[Вольный Сяншен]

33 минуты назад, burbulis сказал:

 В те времена все было гораздо веселее, и радиация мощная, и грозы, и потопы, и метеориты, и вспышки на Солнце...

Это возможно, хотя и не доказано. Но сколько бы мы ни перемешивали дерьмо с палками  - самолёт не получится.

Сверхглубокую скважину забросили конечно по техническим причинам, но очень важно, что дальнейшее бурение приводило к околонулевой научной ценности - бурят, бурят, а там всё гнейсы, гнейсы и гнейсы.