Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Экзамен на «Homo Sapiens – II». От концепций естествознания ХХ века – к естествопониманию

Поляков В. И.,

4.6.2. Железо, магнетизм планеты и Жизнь

Есть многое на свете, друг Горацио, что объяснить могут только немногие.

В. Шекспир

Железо принадлежит к восьмой группе элементов периодической системы Д. И. Менделеева (атомный номер 26, атомный вес 55,847, плотность 7860 кг/м³). Один из более сотни элементов с химическими свойствами, соответствующими его месту в таблице, оказался выделенным по своему физическому свойству - магнетизму. Железо, кобальт и никель химически и физически очень близкие элементы, но магнетизм железа выше (удельная намагниченность составляет, соответственно 221,71; 162,55 и 58,57 А·м²/кг) [91]. Высокая плотность самих атомов, характерная особенность всех ферромагнетиков, составляет, соответственно, Fe - 11070, Co - 11960 и Ni - 12200 кг/м³ (табл. 4.9). Особенность элемента железа - наиболее плотная упаковка атомов в его кристаллической решётке. В объёмно-центрированной кубической кристаллической решётке альфа-железа период решётки (расстояние между атомами) составляет всего 0,28665 нм при диаметре атомов 0,2478 нм. Для сравнения: гексагональная решётка кобальта имеет параметры: α = 0,2507 нм, с = 0,4086 нм; кубическая гранецентрированная решётка никеля имеет период 0,3524 нм, а у соседнего элемента в таблице Менделеева - марганца со слабыми магнитными свойствами период решётки составляет 0,8914 нм [114].

Железо обладает наиболее сильными магнитными свойствами из всех элементов вследствие сочетания магнитной структуры самого атома, малых его размеров, очень плотной структуры первичного кристалла и плотной упаковки кубических кристаллов в элементарном домене.

Размер домена железа можно оценить исходя из принципа максимума конфигурационной энтропии относительно обмена поверхность/объём. В соответствии с расчётом (см. 4.2) структура элементарного, первичного домена в альфа-железе может быть представлена как параллелепипед из 80 первичных объёмно центрированных кристаллов (каждый из 9 атомов, всего в домене 230 атомов) сложенных 4х4 в основании и 5 слоёв по высоте. Общий атомный вес первичного магнитного домена железа 12880.

Элемент железо оказался «избранным» в Природе как наиболее энергетически выгодная, компактная структура - носитель магнетизма.

В земной коре железо по массе составляет 4 - 5 %, и оно занимает четвёртое место среди других элементов после кислорода, кремния и алюминия. В глубинах его содержание возрастает: плотность верхней части земной коры (средняя толщина 1650 м) 2470 кг/м³ , а средняя плотность Земли - 5518 кг/м³. По данным физических исследований 2003 г в ядре диаметром 2200 км массой 1,932·10²⁴ кг железо составляет 85,5 % , а остальные элементы: кремний - 6,0 %, никель - 5,2 % , сера - 1,9 %. Поэтому в общем элементном составе планеты Земля железо - преобладающий элемент - 34,6 % .

Совершенно очевидно, что такое количество «чистого» железа в ядре формировавшейся планеты Земля не могло оказаться случайным. В Природе нет случайностей и вероятностей. В Природе всё закономерно. Основа этих закономерностей - Действие, Упорядочивающее Хаос и его проявление - магнетизм. Поэтому можно предположить, что в период формирования планет Солнечной системы атомы железа под действием магнетизма притягивались друг к другу, формировали первичные домены, усиливая магнитные силы и избирательно притягивая к себе атомы железа из окружающего пространства. Только после накопления достаточно большой массы железа начали действовать гравитационные силы притяжения иных атомов и их конгломератов для построения геологических оболочек планеты.

Формирование планеты Земля «очистило» окружающее пространство от железа и его уже не досталось ни Марсу, ни Юпитеру. Можно предполагать, что железа мало и в недрах Венеры. Юпитеру досталось много водорода, сжав который силами гравитации до металлического состояния, планета создала своё мощное магнитное поле. Сильное магнитное поле Юпитера и Сатурна обусловлено сочетанием огромных масс металлического водорода и высокой скоростью вращения планет. А планета Марс, в соответствии с этой гипотезой, осталась без железа, без магнитного поля и потому без возможности развития жизни. Слабое магнитное поле Меркурия и Венеры может быть причиной и следствием их медленного вращения. Такие особенности формирования планет подтверждаются данными, представленными в табл. 4.11 [91].

Таблица 4.11. Магнитное поле планет Солнечной системы

М _Земли=5,976 10²⁴ кг

Табличные значения магнитных моментов планет - это их внешнее воздействие в Солнечной системе. Мощное магнитное воздействие Юпитера заметно влияет на процессы на планете Земля. Относительный магнитный момент может рассматриваться как внутренняя характеристика планеты. Почти на два порядка боле мощный относительный момент на Юпитере по сравнению с Землёй следует рассматривать как мощный стимул для развития любых систем, включая Жизнь и Разум, которые, несомненно, абсолютно иные, но функционально подобные.

Планета Земля оказывается выделенной в Солнечной системе. Она родилась «железной» планетой. Железо было зародышем, магнетизм - строителем, магнитное поле планеты - конструктором Жизни.

Магнитное поле Земли непосредственно связано с вращением планеты. В условиях Земли температура в её центре составляет 5000 - 6000 ^оС, внешняя часть ядра считается жидкой, и поэтому там не могут существовать магнитные структуры. При вращении Земли силы инерции создаёт токи расплавов железа, возникают электрические токи, формирующие магнитное поле Земли.

Именно наличие магнитного поля является фактором, обеспечившим зарождение и развитие Жизни на планете. Не вода, при всей её огромной важности в существовании организмов, не углерод - основа всех белковых структур, а, именно, железо в структуре планеты и соответствующие магнитные поля обеспечили развитие Жизни, а затем и Разума на планете. Определяющая роль железа в недрах планеты и формируемого им магнитного поля стали решающими факторами зарождения и развития Жизни по следующим причинам.

• Ø Железо-никелевое ядро формирует магнитное поле планеты, определяющее её ориентацию, что обеспечивает чёткую цикличность всех биологических процессов и биоритмы организмов.
• Ø Магнетизм атомов способствует их сближению, ускоряет химические реакции.
• Ø Магнетизм как движущая сила среды ДУХ обеспечивает формирование структур сложных молекул, включая РНК и ДНК, имеющих чёткие следы вихревого движения в своей структуре.
• Ø Магнитное поле планеты защищает всё живое от мощного корпускулярного ионизирующего излучения Солнца, отклоняя эти потоки.
• Ø Железо, является абсолютно незаменимым элементом в организме человека, как наиболее эффективный переносчик кислорода, а также в формировании информационно-управляющих систем.

Перечисленные причины позволяют отвергнуть предположения о наличии жизни на планетах Меркурий, Венера и Марс, у которых магнитное поле или незначительно, или отсутствует. При этом по иному, в аспекте существования некой формы жизни, следует рассмотреть большие планеты Солнечной системы. Несмотря на абсолютно неприемлемые условия для земной формы жизни, там можно предполагать зарождение и развитие принципиально иных форм развития материи вплоть до возникновения Разума.

Особенности планеты Юпитер в Солнечной системе: наибольшая масса (317,8 масс Земли), наибольшая поверхность (более чем в 125 раз больше земной), очень быстрое вращение вокруг собственной оси (период - 9,92 ч), мощный источник внутреннего теплового потока и мощное магнитное поле. Это позволяет предполагать закономерность ускоренного развития Разума на этой планете, по сравнению с другими планетами.

Правило И.В. Дмитриева: «вращение - необходимое условие и форма существования частиц физического мира» [23], исходя из единства мировых законов («МИР устроен системно»), можно распространить также и на тела макромира. Высокая скорость линейного движения поверхностных слоёв Юпитера при его вращении (12,5 км/с, в 27 раз быстрее, чем Земля) - причина высокой скорости взаимодействия материи и среды ДУХ. Поэтому по естественной цепочке развития: материя - жизнь - Разум, следует предположить, что Разум на Юпитере, конечно, юпитерианский, должен был развиться раньше земного.

Основой гипотезы о наличии Разума на Юпитере, например, в форме организации подобной сверхмощному компьютеру, является магнитное поле - организующее движение среды ДУХ. Внутреннее строение Юпитера можно представить как непрерывно уплотняющуюся атмосферу. На глубине атмосферы примерно 1500 км газообразная форма переходит в газо-жидкий водород, а на глубине около 9000 км - в жидкомолекулярное состояние а ещё ниже - в металлическое. Поэтому некие жизненные формы, способные к самоорганизации, могли сформироваться на структурной основе из молекул метана. Они должны существовать не на отсутствующей поверхности, а в верхних слоях атмосферы. Тогда следует обратить особое внимание на находящееся в южной тропической зоне Юпитера подобие облака, названное Большое красное пятно. Его диаметр составляет 25000 км (два диаметра Земли), но по наблюдениям 300 лет назад оно было в два раза больше. Другое стабильное атмосферное образование - белое пятно диаметром 10000 км.

Гипотеза о «юпитерианском разуме» имеет право на существование, что требует пересмотра принятого наукой понятия «жизнь как способ существования белковых тел». Поэтому поиск жизни и разума на планетах со следами воды концептуально не обоснован. Память многих древних народов, почитавших Юпитер (он же Зевс), как главного Бога, подталкивает к размышлению о реальности влиянии Разума Юпитера, может быть выраженного как определённые флуктуации магнитных полей, на развитие человеческого разума. Юпитерианский разум - возможный БОГ людей!

Наличие магнитных полей на планетах должно рассматриваться как важный фактор для зарождения неких форм жизни и разума,

По законам макроэкологии окружающая среда формирует организмы, а совокупность всех её параметров определяет «экологическую нишу» - приемлемые условия для существования данного вида живых организмов. Поэтому многообразие форм Жизни может быть огромным. Свой тип жизни и разума может быть у супер-компьютера с функцией проектирования и изготовления себе подобных, и у пустыни из объединённых в единую систему кварцевых элементов, и у целой планеты, подобной описанной в романе «Солярис» Станислава Лема. Проблема поиска «братьев по разуму» где-то в космосе должна быть снята. Человек, как дитя биосферы планеты Земля, также не способен существовать в условиях иных планет, как зайцы жить в океане. Так же антинаучно ожидать, что некие из этих «братьев», высадившись из НЛО (неопознанный летающий объект), научат нас своему «уму-разуму».

Зарождение и развитие Жизни на планете Земля - закономерный этап развития материи. В.И. Вернадский во введении к работе «Биосфера» подчёркивал «не случайное развитие жизни на Земле и не случайное образование на поверхности планеты, на её границе с космической средой, особой охваченной жизнью оболочки - биосферы» [17]. Жизнь закономерно зарождается на поверхности планеты, на границе с космической средой, как элемент взаимодействия с ней. Анализ этапов развития Жизни на планете, выполненный ранее [63], следует продолжить с учётом роли магнетизма.

Представление о магнитном поле как однонаправленном вращательном/поступательном движении среды ДУХ объясняет роль этой среды в сближении молекул углерода, водорода и кислорода с формированием органических молекул. Особенности атома углерода: малые размеры атома, образование из двух электронных жгутов «малого соленоида» и близость орбит слоёв p и d обеспечивают ему возможность образования четырёх прочных химических связей. Простейшее органическое соединение углеводорода - метан СН₄ представляет пространственную структуру в виде тетраэдра с атомом углерода в центре и атомами водорода в вершинах. Атомы водорода могут легко заменяться на другие атомы или группы атомов (ОН, СН₃ и другие) и поэтому на основе атома углерода возможно построение молекул больших размеров и разной пространственной структуры. Первичный этап образования органических молекул из молекул СН₄, СО₂, NH₃, H₂S, фосфорных соединений мог происходить на планете под действием радиации, когда образующиеся при расщеплении неорганических молекул ионы и радикалы (Н⁺, ОН^-, NО₃^-, РО₄^--- и др.) соединялись в простейшие органические соединения, затем в более энергетически выгодные молекулы больших размеров типа углеводов, а затем - в нуклеотиды. Среди них должны были быть и поверхностно-активные вещества (ПАВ), молекулы которых, обладая магнитными свойствами способны притягивать (адсорбировать) определённые атомы и молекулы из морской воды, а развитая поверхность контакта с окружающей средой ДУХ способствовала ускорению всех реакций в пенных структурах.

Роль магнетизма, как показано (см. 4.5), не учитывалась в физических теориях атома. Вслед за физикой не учитывается роль магнетизма атомов в химии и биологии, где молекулы строятся в результате только электрического взаимодействия зарядов. Но действие электрического заряда быстро спадает с расстоянием, а распространение магнитного потока среды ДУХ не ограничено расстоянием. Именно эти силы и способствуют сближению атомов и молекул.

Вот краткая информация из Интернета (2008 г.), в которой химики с удивлением обнаруживают сближение атомов: «Химики промоделировали на неживых объектах уникальное свойство живых организмов - способность самостоятельно двигаться по направлению к определённым химическим веществам, названное «хемотаксис». В водном растворе перекиси водорода неравномерной концентрации биметаллические нанопалочки за 110 часов самопроизвольно собираются там, где концентрация выше всего». Аналогично удивляются биологи: как бабочка-самец находит «по запаху» бабочку-самку на расстоянии в десяток километров? В обоих случаях направленное движение молекул можно объяснить их взаимодействием и переносом направленным движением среды ДУХ.

Под воздействием магнитного поля планеты создавались структуры сложных молекул, а их пространственные цепи превращались в спирали, достоинство которых - большая поверхность взаимодействия с ДУХ. Так могла естественно сформироваться молекула РНК, а затем и носители всей наследственной информации - молекулы ДНК. Первичность возникновения РНК следует из того, что они представляют более простую систему, как по составу, так и по структуре: РНК - одноцепочная более короткая молекула с массой 20 000 - 40 000 атомных единиц массы (масса атома углерода равна 12 а.е.м.). Молекулы ДНК, состоящие из блоков всего четырёх полинуклеотидов, образованы из двух скрученных в двойную спираль противоположно направленных полимерных цепочек, связанных прочными водородными связями, обладают массой от 6 до 16 миллионов а.е.м. Спиралевидную молекулу РНК можно рассматривать как материальную копию вихревой среды ДУХ. При этом следует предполагать, что внутри спирали магнитные поля молекул и атомов должны суммироваться, формируя единый поток среды ДУХ вдоль оси спирали. Такой поток обеспечит «стягивание» всех составных блоков-молекул и длительное сохранение формы и структуры макромолекулы. Молекулы ДНК имеют диаметр спирали 2 нм, при этом «пуриновые и пиримидиновые основания толщиной 0,34 нм уложены своими плоскостями друг на друга перпендикулярно оси спирали» [86]. Четыре азотосодержащих соединения, составляющие структуру ДНК, представляют шестичленные кольца из атомов С, N и СН. Пирамидиновые кольца молекул цитозина и тимина представляют шестичленную кольцевую структуру из связанных атомов, а пуриновые кольца молекул аденина и гуанина состоят из двух подобных сочленённых колец. Расположение молекул с осями колец, направленными вдоль оси спирали, и их состав из атомов с минимальными размерами и, соответственно, обладающих магнитными моментами, представляют модель длинного многовиткового соленоида.

В молекуле ДНК должен формироваться значительный магнитный момент - поток среды ДУХ.

Молекулы ДНК - построены из пары комплементарных (взаимно проникающих) полинуклеотидных цепей, что должно делать их структуру более стабильными соединениями. Здесь мы опять видим природный аналог - «двух-электронные жгуты» в атомах, обеспечивающие их стабильность (см. 4.5). Без этого Природа не смогла бы записывать и сохранять огромный объём наследственной информации. Принцип построения природой двухцепочной молекулы ДНК следует рассматривать как развитие изложенной выше модели построения атомов с уменьшением их размеров и упрочнением структуры за счёт образования двух-электронных жгутов. В атомах ферромагнетиков сохранение структуры минимального объёма обеспечивается магнитным полем, создаваемым двумя - шестью параллельными двух-электронными жгутами. Аналогично, в молекуле ДНК из двух спиралей создаётся мощный единый «хребет» молекулы, внутренний магнитный поток среды ДУХ обеспечивает «стягивание» и устойчивость структуры, а большая поверхность доступна для непрерывного взаимодействия со средой ДУХ.

Таким образом, зарождение Жизни в виде первичных молекул живых структур объясняется взаимодействием атомов и молекул со средой ДУХ и её проявлением - магнитным полем Земли. Образование молекул ДНК и сохранение ими всей наследственной информации организмов обусловлено формированием в них магнитного потока, обеспечивающего структурную стабильность молекулы.

Так в результате взаимодействия атомов и ДУХ зарождалась жизнь, а общий закон развития обеспечивал не вероятностный, а целенаправленный процесс усложнения структур, при котором разваливались менее энергетически выгодные, а сохранялись структуры с прочными внутренними связями.

Можно предполагать, что Жизнь зародилась не в Мировом океане, а на его поверхности, в пенных структурах. Вероятно, также в пенных структурах, отличающихся большой поверхностью взаимодействия с окружающей материальной и нематериальной средой в тёплых лагунах вблизи берегов Мирового океана шло в течение сотен миллионов лет первичное развитие и усложнение жизненных форм. Это объясняет гипотезу В.И. Вернадского о параллельном развитии морских и земных форм жизни. Жизнь не «выплеснулась» из океана на сушу, а, зародившись в пене, начала осваивать и морские глубины, и пространства Земли. Множество черт подобия морских и сухопутных организмов, сохранившихся сотни миллионов лет, обусловлены сохранением исходного генетического аппарата - молекул ДНК. Рыбы, птицы, млекопитающие - все организмы «хордовые» и хорда формируется самой первой из оплодотворённой клетки.

В течение исторического периода отбирались биологические системы и виды организмов, которые приспосабливались к изменениям окружающей среды, а из них естественным отбором на выживание, отбирались наиболее жизнеспособные. От первичных живых структур - прокариотов до млекопитающих и homo sapiens Природа по своим законам творила развитие. Вероятный путь развития планеты представляет ступени естественного развития по пути системного усложнения и повышения эффективности использования энергии:

атомы → неорганические химические вещества → органические вещества → РНК и ДНК → автотрофные организмы  → гетеротрофные организмы  → растительный и животный мир.

Развитие жизни на планете имело длинный исторический путь по цепочке (в скобках указан примерный период, лет назад):

• Ø происхождение жизни, возникновение генетического кода, биологическая революция, одноклеточные (3,8 млрд.) →
• Ø прокариоты, сине-зелёные водоросли (3 млрд.) →
• Ø эукариоты, кислородная атмосфера, фотосинтез (1,8 млрд.) →
• Ø многоклеточные организмы (800 млн.) Þ
• Ø первичные хордовые, хрящевые и костистые рыбы (500 млн.) →
• Ø амфибии, насекомые (300 млн.) →
• Ø млекопитающие (200 млн.) Þ
• Ø человекообразные обезьяны (25 млн.) →
• Ø австралопитек (4 млн.) →
• Ø человек прямоходящий (1,5 млн.) →
• Ø неандерталец (200 000) →
• Ø человек разумный (50 000).

На этом пути системного развития жизни чётко прослеживается общая закономерность - тенденция ускорения, можно сказать, - «развитие развития». Зарождение и развитие Жизни является иллюстрацией к общему закону развития МИРА. Выявленная особенность зарождения Жизни на Земле - определяющая роль железа тоже закономерна. Вода явилась средой, в которой магнетизм структуировал сложные молекулы, породившие живые клетки. Особенность атомов железа, а также сложных органических молекул, формирующих собственное магнитное поле, стали объединяющей силой в единстве материи и среды ДУХ на «железной» планете Земля.

Жизнь следует рассматривать как этап развития материи, выраженный в степени объединения ДУХ + материя.