На нашей планете протекают разнообразные геохимические процессы с участием сложных соединений и смесей, которые состоят из кристаллических и аморфных фаз. Для большинства из них необходимы высокие температура и давление. На современном этапе развития научно-технического прогресса в лабораториях можно создать условия, соответствующие условиям, характерным даже для земных недр. Природные процессы: кристаллизация, частичное растворение, изменение структуры минералов (метаморфизм), выветривание и т. п. – приводят к образованию рудных отложений или к их разрушению и рассеянию.
Метеориты представляют значительный интерес для исследователей: они дают возможность определить последовательность и познать сущность эволюционных процессов с участием небесных тел. Важное значение при этом имеет анализ состава изотопов различных газов и металлов, которые были найдены в метеоритах.
Многочисленные заслуги в исследовании космического пространства принадлежали и сейчас принадлежат химии. Благодаря актуальному развитию данной науки, на сегодняшний день стало возможным синтезировать ракетное топливо и материалы, способные выдержать очень высокое давление, громадные температуры и космическое излучение. Без электрохимических источников энергии, без разнообразных питательных средств, которыми обеспечиваются современные космонавты, человечество не получило бы возможность покинуть пределы планеты и оказаться в космосе.
С давнего времени космос стал предметом значительных химических исследований. Космохимия – это раздел естествознания, основанный на интегрировании химии и астрофизики. Предметом исследования космохимии является химический состав космических тел, а также закономерности распространения во Вселенной различных химических элементов.
Спектральный анализ позволил получить первоначальные результаты о химическом составе небесных тел. Помимо этого, в лабораториях осуществлялся анализ состава метеоритов. Согласно проведённым экспериментам, их состав оказался однообразным, словно все метеориты произошли от одного рудника. Средствами современных методов химического анализа в составе метеоритов были обнаружены практически все известные химические элементы, которые встречаются на нашей планете. Характерной особенностью большинства метеоритов является то, что они содержат большой процент железа и очень незначительное количество кварца. В настоящее время в космосе не найдено веществ. Которые свидетельствовали бы о наличии каких-либо форм жизни здесь, однако встречаются частицы углерода в виде графита, алмаза и аморфного угля. С недавнего времени появилась информация об обнаружении бактериоподобной структуры на метеорите с Марса, и это является предметом дальнейших исследований возможности существования жизни на других планетах Солнечной Системы и во Вселенной в целом.
Самыми распространёнными среди метеоритов являются каменные метеориты. Они, подобно большинству земных пород, состоят из большого количества силиката магния.
Содержание железа в железных метеоритах может достигать 90%. Также они содержат в себе никель (6 - 20%). Здесь же можно обнаружить незначительное количество меди, кобальта, свинца, хрома, платины, золота, палладия, фосфора. Среди газов в метеоритах могут встречаться следующие включения: водород, оксиды и диоксиды углерода.
Исследование состава небесных тел в космосе началось 21 июля 1969 года, когда впервые американские космонавты достигли поверхности луны, забрав при этом некоторое количество лунного грунта для анализа. Позднее на Землю были доставлены первые лунных пород. Результаты проведённых лабораторных исследований показали, что по химическому составу лунные породы похожи на земные. Исключение составляет высокое содержание в них тугоплавких соединений железа, хрома, циркония, титана. Отдельные отличия были выявлены и в свойствах. Например, железо с Луны ржавеет значительно медленнее по сравнению с земным железом. А в верхних слоях лунного грунта найден необычный минерал, который получил название реголит, который обладает теплопроводностью значительно ниже, чем в самых теплопроводных веществах нашей планеты.
Другие космические объекты также участвуют в экспериментальных исследованиях космохимиков. Например, средствами космического зонда, который был отправлен к Венере, в результате гамма-спектрального анализа установили, что по своему химическому составу грунт Венеры соответствует граниту.
Материя, содержащаяся в космическом пространстве, имеет в своём составе две основных компонента:
Гелий и водород являются самыми распространёнными газами в космическом пространстве. Более 20 химических элементов обнаружены в межзвёздных облаках. Совместно с простыми молекулами воды, угарного газа, водорода и др. обнаружены более сложные соединения (метанол, формальдегид, метилацетилен, ацетальдегид и др.).
В целом в настоящее время эксперименты в области космохимии носят преимущественно ознакомительный характер, однако по мере развития современных технологий её достижения можно будет использовать для дальнейшего развития человеческой цивилизации.