: Впервые обнаружено, что важнейшие биохимические показатели в эволюции Земли соотношения между содержанием: C/H (стр. 1 из 2)

ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÉ

ÄÈÇÀÉÍ

(ОТДЕЛЬНЫЙ ОТТИСК)

МЕТАХИМИЯ

ДИЗАЙНА

РЕФЛЕКСИИ

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

И ЭВОЛЮЦИИ БИОСФЕРЫ

Chem.Lab.NCD

Новосибирск 2010

МАТЕРИАЛЫ

МЕЖДУНАРОДНОЙ АКАДЕМИИ

ЦЕНТРА НООСФЕРНОЙ ЗАЩИТЫ

И ежегодники "Химический Дизайн"

(1998-2010гг) смотри на сайтах:

http://sgups.boom.ru/

http://kutol.narod.ru/webd.htm

http://kristall.lan.krasu.ru/Science/journals.html

О простых числовых соотношениях Фибоначчи между C/H₂O и O₂/O₃ в химизме биосферы.

С.А.Кутолин,

профессор, доктор химических наук,

академик МАН ЦНЗ и РАТ.

Новосибирск, Россия

РЕФЕРАТ: Впервые обнаружено, что важнейшие биохимические показатели в эволюции Земли - соотношения между содержанием:C/H₂O; O₂/O₃ можно представить простыми (с точностью 2¸3% отн.) целыми числами из ряда Фибоначчи, что позволяет указать на промежуточные стадии биохимизма эволюции Земли и при том так, что отношение между каждым последующим и предыдущим числом Фибоначчи есть "золотое сечение".

Введение

Несмотря на многочисленные попытки построения моделей происхождения и химической эволюции Земли, которые строятся с самых разных точек зрения и посылок химического, физического и, конечно, геохимического толка, "многоликость" проблемы в науке остается весьма притягательной[1]. Общеиз-вестна одна из первых теорий происхождения жизни на Земле, предложенная ак. Опариным в 1924г. и явившая собой пример вульгарно - материалистического подхода к этой сложной проблеме, которая в настоящее время носит биохимическое толкование с привлечением генной теории. В ходе рассмотрения указанной проблемы было бы неразумно отказываться от геохимических представлений о распространенности элементов в различных средах, к которым обычно, с точки зрения геохимии, относятся космос, атмосфера Солнца, хондриты и земная кора. Производимые здесь расчеты выражаются обычно в Si=10⁶. Естественным в рамках метода аналогии при поисках причин развития биосферы на Земле служит установление на определенном этапе химической эволюции соотношений между между углеродсодержащей компонентой (С) и водой (Н₂О): С/Н₂О; и возникающим по тем или иным причинам (геологический, фотосинтетический) химизм.., определяющий соотношение между килородом(О₂) и озоном (О₃): О₂/О₃, т.е. таких механизмов, которые лежат в фундаменте происхождения, сохранения, а может быть, и развития биосферы в планетном явлении Земли.

Опыт эвристического моделирования

Путеводной звездой в этом направлении может служить пример Периодического закона Д.И.Менделеева, поскольку по своей природе "периодичность" есть "круговращение". На протяжении ряда лет и в разное время в публикациях о том, что электронное строение и свойства соединений, и их композиций могут служить предметом компьютерного моделирования[2], как и решение задач о распространенности элементов, например, в литосфере Земли[3] писалось неоднократно и даже вошло в учебные курсы "Концепции современного естествознания"[4]. Эвристическая доминанта сути дела сводилась к тому, что распространенность элемента "С" есть функция некоторой величины "С₀", представляющую собой ни что иное как распространенность элемента водорода во Вселенной. Это величина расчетная, а не умозрительная и равна: С₀ =1.891× 10⁹× f^-1, где f имеет смысл величины числа степеней свободы, колеблющихся осцилляторов, составляющих атом элемента. По крайней мере, оказалось ясным, что эта величина колеблется в пределах показателя степени q=2¸4 для Z элемен-тов вплоть до свинца(Pb), т.е. того самого элемента, в который, в конечном счете, превращается весь радиоактивный ряд элементов периодической таблицы.Более того, эта величина существенно не влияет на количественное содержание элемента по крайней мере до элемента свинца включительно. Таким образом, содержание элемента в литосфере есть предэкспонента C₀ на экспоненту только лишь энтропии элемента в стандартных условиях (э.е.) с учетом газовой постоянной R! Тем самым окончательная формула имеет вид;

где Z - порядковый номер элемента.

Полученная эвристическим путем формула вполне удовлетворительно предска-зывает содержание элемента, а сами расчеты, подкрепленные статистическими выкладками, достаточно убедительно свидетельствуют о приемлемости полученного закона, давая возможность судить о сопоставимости геохимических расчетов с предлагаемой физической моделью понимания "круговращения" - периодичности элементов, в основе которых лежит содержание протоматерии - водорода с концентрацией С₀ =1.891× 10⁹.

Табл.1 Результаты расчета распространенности элементов в литосфере (К) по закону(1) и данным литературы (Si=10⁶).^*)

Z	Эле-мент	К Лит.	Расчет (1)	q	S2980 э.е.
6	C	1.35.107	2.5.107	2	1.372
11	Na	6.32.104	2.4.104	2	12.24
12	Mg	1.03.106	2.1.105	2	7.81
13	Al	8.5.104	2.4.104	3	6.77
14	Si	1.106	0.8.106	2	4.78
15	P	1.3.104	3.2.103	3	9.82
16	S	5.1.105	1.3.105	2	7.70
19	K	3.2.103	1.6.103	2	15.34
20	Ca	7.4.104	2.5.104	2	9.97
22	Ti	2.3.103	3.7.103	3	7.32
24	Cr	1.2.104	7.0.103	3	5.63
49	In	0.22	0.22	4	13.82
50	Sn	4.22	23	3	12.32
51	Sb	0.38	0.83	4	10.92
56	Ba	4.7	5.12	3	14.5
66	Dy	0.36	0.52	3	17.90
82	Pb	2.90	0.97	3	15.49

*)Расхождение между законом(1)и распространенностью элементов в литосфере Земли (К) носит случайный характер,так как отклонение критерия Бернштейна от 1 равно 0.500. Закон распределения - геометрический, а его параметры: среднее=3.000; дисперсия =8.222; асимметрия =1.479; эксцесс =2.297. Вероятность ошибочного отклонения гипотезы о выбранном законе распределения =0.462. Тип кривой распределения Пирсона соответствует кривой с положительной скошенностью и острой вершиной. Коэффициент корреляции для такой эвристической модели(1) весьма высок и составляет более 0.85 (85%).

Эвристический аспект химизма биосферы

Полагая, что эвристический аспект химизма биосферы обязательно включает в себя некоторые критические соотношения, которые непременно должны существовать для возникновения биосферы, т.е. такие соотношения, которые определяются и возможностью появления кислорода на планете Земля в результате геохимических процессов, в которых по какой - то причине образуется кислород в системе С/Н₂О, возможно приводящей к образованию на планете сине - зеленых водорослей, продуцирующих дополнительное содержание кислорода безусловно путем фотосинтеза, но, главное, - это сохранение кислорода в атмосфере Земли как планеты путем экранирования биосферы от губительного действия жесткого ультрафиолетового излучения созданием озонового щита. А последнее может быть достигнуто путем возникновения устойчивого соотношения между содержанием кислорода и озона на планете Земля, т.е. некоторой величины О₂/О₃, для которой возникновение озоновых "дыр" естественно, но не губительно в определенных соотношениях содержания кислорода - озона. Как следует из приведенной таблицы расчетов содержания элементов расчет соотношений величин С/Н₂О и О₂/О₃ не представляет трудностей, поскольку в таких расчетах примет участие только отношение экспонент с величинами S⁰₂₉₈/R , а сами величины энтропий для С, Н₂О, О₂,О₃ известны из литературы и равны соответственно( э.е.): 3R; 16,75; 49; 57,08. Следует сделать несколько замечаний относительно углерода и его энтропии в системе С/Н₂О. Чтобы оговорить величину энтропии этого "углерода" Земли, нужно иметь ввиду, что эта совокупность простых элементов, для которых, как известна, что молярная теплоёмкость по закону Дюлонга - Пти есть величина равная 3R, а потому "производство" кислорода в системе С/Н₂О есть результат катализа "углерод содержащей матрицы", в которой вполне возможно существование как простых элементов как железо, кобальт, никель, так и их нитридов, и карбидов таким путем, что суммарная их энтропия по величине на единицу элемента не превышает 3R энтропийных единиц (э.е.). Тогда имеем для системы С/Н₂О: