Космохімія (від космос і хімія ) , наука про хімічний склад космічних тіл, законах поширеності і розподілу хімічних елементів у Всесвіті, процесах поєднання і міграції атомів при утворенні космічної речовини. Найбільш вивчена частина До. — геохімія, До. досліджує переважно «холодні» процеси на рівні атомно-молекулярних взаємодій речовин, тоді як «гарячими» ядерними процесами в космосі — плазмовим станом речовини, нуклеогенезом (процесом утворення хімічних елементів) усередині зірок і ін. — в основному займається фізика. До. — нова область знання, що отримала значний розвиток в 2-ій половині 20 ст головним чином завдяки успіхам космонавтики. Раніше дослідження хімічних процесів в космічному просторі і складу космічних тіл здійснювалися в основному дорогою спектрального аналізу випромінювання Сонця, зірок і, частково, зовнішніх шарів атмосфер планет. Цей метод дозволив відкрити елемент гелій на Сонці ще до того, як він був виявлений на Землі. Єдиним прямим методом вивчення космічних тіл був аналіз хімічного і фазового складу різних метеоритів, що випадали на Землю. Так був накопичений значний матеріал, що має фундаментальне значення і для подальшого розвитку К. Развітіє космонавтики, польоти автоматичних станцій до планет Сонячної системи — Луне, Венері, Марсу — і, нарешті, відвідини людиною Луни відкрили перед До. абсолютно нові можливості. Перш за все — це безпосереднє дослідження порід Луни за участю космонавтів або шляхом забору зразків грунту автоматичними (рухливими і стаціонарними) апаратами і доставка їх на Землю для подальшого вивчення в хімічних лабораторіях. Крім того, автоматичні апарати, що спускаються, зробили можливим вивчення речовини і умов його існування в атмосфері і на поверхні ін. планет Сонячної системи, раніше всього Марса і Венери. Одне з найважливіших завдань До. вивчення на основі складу і поширеності хімічних елементів еволюції космічних тіл, прагнення пояснити на хімічній основі їх походження і історію. Найбільша увага в До. приділяється проблемам поширеності і розподілу хімічних елементів. Поширеність хімічних елементів в космосі визначається нуклеогенезом усередині зірок. Хімічний склад Сонця, планет земного типа Сонячної системи і метеоритів, мабуть, практично тождествен. Утворення ядер хімічних елементів пов'язане з різними ядерними процесами в зірках. Тому на різних етапах своїй еволюції різні зірки і зоряні системи мають неоднаковий хімічний склад. Відомі зірки з особливо сильними спектральними лініями Ва або Mg або Li і ін. Розподіл хімічних елементів по фазах в космічних процесах виключно всіляко. На агрегатне і фазове полягання речовини в космосі на різних стадіях його перетворень надають різносторонні вліяніє:1) величезний діапазон температур, від зоряних до абсолютного нуля; 2) величезний діапазон тиску від мільйонів атмосфер в умовах планет і зірок до космічного вакууму; 3) глибоко проникаючі галактичне і сонячне випромінювання різного складу і інтенсивності; 4) випромінювання, супроводжуючі перетворення нестабільних атомів на стабільних; 5) магнітне, гравітаційне і ін. фізичні поля. Встановлено, що всі ці чинники впливають на склад речовини зовнішньої кори планет, їх газових оболонок, метеоритної речовини, космічного пилу і ін. При цьому процеси фракціонування речовини в космосі стосуються не лише атомного, але і ізотопного складу. Визначення ізотопних равновесий, виниклих під впливом випромінювань, дозволяє глибоко проникати в історію процесів утворення речовини планет, астероїдів, метеоритів і встановлювати вік цих процесів. Завдяки екстремальним умовам в космічному просторі протікають процеси і зустрічаються стани речовини, не властиві Землі: плазмовий стан речовини зірок (наприклад, Сонця); конденсування Не, На, Ch 4 , Nh 3 і ін. легколетучих газів в атмосфері великих планет при дуже низьких температурах; утворення неіржавіючого заліза в космічному вакуумі при вибухах на Луне; хондрітовая структура речовини кам'яних метеоритів; утворення складних органічних речовин в метеоритах і, ймовірно, на поверхні планет (наприклад, Марса). У міжзоряному просторі виявляються в украй малих концентраціях атоми і молекули багато елементів, а також мінерали (кварц, силікати, графить і т. д.) і, нарешті, йде синтез різних складних органічних сполук (що виникають з первинних сонячних газів Н, CO, Nh 3 , O 2 , N 2 , S і інших простих з'єднань в рівноважних умовах за участю випромінювань). Всі ці органічні речовини в метеоритах, в міжзоряному просторі — оптично не активні.
З розвитком астрофізики і деяких ін. наук розширилися можливості здобуття інформації, що відноситься до До. Так, пошуки молекул в міжзоряному середовищі ведуться за допомогою методів радіоастрономії . До кінця 1972 в міжзоряному просторі виявлено більше 20 видів молекул, у тому числі декілька досить складних органічних молекул, що містять до 7 атомів. Встановлено, що спостережувані концентрації їх в 10—100 млн. разів менше, ніж концентрація водню. Ці методи дозволяють також за допомогою порівняння радіоліній ізотопних різновидів однієї молекули (наприклад, H 2 12 CO і H 2 13 CO) досліджувати ізотопний склад міжзоряного газу і перевіряти правильність існуючих теорій походження хімічних елементів.
Виняткове значення для пізнання хімії космосу має вивчення складного багатостадійного процесу конденсації речовини низькотемпературної плазми, наприклад переходу сонячної речовини в тверду речовину планет Сонячної системи, астероїдів, метеоритів, що супроводиться конденсаційним зростанням, аккрецией (збільшенням маси, «наростанням» будь-якої речовини шляхом додавання часток ззовні, наприклад з газопилової хмари) і агломерацією первинних агрегатів (фаз) при одночасній втраті летких речовин у вакуумі космічного простору. У космічному вакуумі, при відносно низьких температурах (5000—10000 °С), з остигаючої плазми послідовно випадають тверді фази різного хімічного складу (залежно від температури), що характеризуються різними енергіями зв'язку, окислювальними потенціалами і т. п. Наприклад, в хондрітах розрізняють силікатну, металеву, сульфідну, хромітную, фосфідную, карбідну і ін. фази які агломеруються в якийсь момент їх історії в кам'яний метеорит і, ймовірно, подібним же чином і в речовину планет земного типа.
Далі в планетах відбувається процес диференціації твердої, остигаючої речовини на оболонки — металеве ядро, силікатні фази (мантію і кору) і атмосферу — вже в результаті вторинного розігрівання речовини планет теплотою радіогенного походження, що виділяється при розпаді радіоактивних ізотопів калія урану і торія і, можливо, інших елементів. Такий процес виплавлення і дегазації речовини при вулканізмі характерний для Місяця, Землі, Марса, Венери. У його основі лежить універсальний принцип зонного плавлення, що розділяє легкоплавку речовину (наприклад, кора і атмосфери) від тугоплавкої речовини мантії планет. Наприклад, первинна сонячна речовина має відношення Si/mg»1, виплавлене з мантії планет речовина кори планет, — Si/mg»6,5. Збереження і характер зовнішніх оболонок планет перш за все залежать від маси планет і відстані їх до Сонця (приклад — малопотужна атмосфера Марса і потужна атмосфера Венери). Завдяки близькості Венери до Сонця в її атмосфері з Co 2 виник «парниковий» ефект: при температурі понад 300 °С у атмосфері Венери процес Caco 3 + Sio 2 ® Casio 3 + Co 2 досягає рівноважного стану, при якому в ній міститься 97% Co 2 при тиску 90 атм. Приклад Луни говорить про те, що вторинні (вулканічні) гази не стримуються небесним тілом, якщо його маса невелика.
Зіткнення в космічному просторі (або між частками метеоритної речовини, або при нальоті метеоритів і ін. часток на поверхню планет) завдяки величезним космічними швидкостям руху можуть викликати тепловий вибух, що залишає сліди в структурі твердих космічних тіл, і освіту метеоритних кратерів. Між космічними тілами відбувається обмін речовиною. Наприклад, за мінімальною оцінкою, на Землю щорік випадає не менше 1×10 4 т космічного пилу, склад якого відомий. Серед кам'яних метеоритів, падаючих на Землю, зустрічаються т.з. базальтічеськие ахондріти, по складу близькі до поверхневих порід Місяці і земним базальтам (Si/mg » 6,5). У зв'язку з цим виникла гіпотеза, що їх джерелом є Луна (поверхневі породи її кори).
Ці і ін. процеси в космосі супроводяться опроміненням речовини (галактичним і сонячним випромінюванням високих енергій) на багаточисельних стадіях його перетворення, що веде, зокрема, до перетворення одних ізотопів на інших, а в загальному випадку — до зміни ізотопного або атомного складу речовини. Чим длітельнєє і всілякіше процеси, в які було залучено речовина, тим далі воно по хімічному складу від первинного зоряного (сонячного) складу. В той же час ізотопний склад космічної речовини (наприклад, метеоритів) дає можливість визначити склад, інтенсивність і модуляцію галактичного випромінювання у минулому.
Результати досліджень в області До. публікуються в журналах «Geochimica et Cosmochimica Acta» (N. Y., з 1950) і «Геохімія» (з 1956).
Літ.: Винограду А. П., Високотемпературні протопланетниє процеси, «Геохимія»,1971, ст 11; Аллер Л. Х., Поширеність хімічних елементів, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1963; Сиборг Р. Т., Веленс Е. Р., Елементи Всесвіту, пер.(переведення) з англ.(англійський), 2 видавництва, М., 1966; Merrill P. W., Space chemistry, Ann Arbor, 1963; Spitzer L., Diffuse matter in space, N. Y.,1968; Snyder L. E., Buhl D., Molecules in the interstellar medium, «Sky and Telescope», 1970, v. 40, р. 267, 345.
