О чем рассказали метеориты

    Издревле метеориты были объектом пристального внимания человека. Их падение связывали с действиями сверхъестественных сил. В одном из самых ранних источников греческой мифологии - «Теогонии» Гесиода, написанной около 700 г. до н.э., описывается событие, происшедшее на Олимпе. Там Крон, лишив своего отца Урана силы, становится властелином и женится на своей сестре Рее. Получив предупреждение, «что суждено ему свергнутым быть его собственным сыном», Крон проглатывает одного за другим рожденных Реей детей: Гестию, Деметру, Геру, Аида, Посейдона. Наконец, отчаявшаяся Рея, разрешившись от бремени Зевсом, прячет его, а мужу подкладывает вместо новорожденного камень, завернутый в пеленку, который тот проглотил вместо сына. Когда Зевс подрос, он заставил Крона изрыгнуть своих братьев и сестер. Первым же Крон изрыгнул на Землю камень, который на долгие столетия стал священным для древних греков. Считается, что этот конусовидный предмет по имени Омфалос («пуп» Земли) был метеоритом.

В мусульманском мире священным считается Черный камень древнего храма Каабы. Ему также приписывают метеоритное происхождение. Скорее всего, это расплавленная порода, образовавшаяся при ударе крупного метеорита о Землю. Действительно, в сотне километров от Мекки есть метеоритный кратер Вабар, где находят сходные образцы пород.

Народы России тоже не избежали поклонения небесным пришельцам. Метеоритная коллекция Российской академии наук берет начало с находки в Красноярском крае в 1749 г. метеорита, названного Палласовым железом в честь Петра Симона Палласа. Эта глыба массой в 687 кг лежала на вершине горы и, по-видимому, доставленная туда местными жителями, использовалась ими как культовый камень. Косвенным доказательством этого послужили находки жертвенных предметов (наконечника стрелы и принесенного аборигенами округленного валуна) на месте обнаружения в том же Красноярском крае в 1873 г. другого метеорита, названного Сыромолотово.

Но чем в действительности являются метеориты? Откуда они попадают к нам на Землю? О чем они могут поведать?

Начнем издалека. По современным представлениям, наблюдаемая нами Вселенная возникла 13 млрд. лет назад в результате гигантского взрыва. Тогда из одной условной точки стали расходиться «облака» галактик. Взгляните на ночное небо. Миллионы видимых звезд и миллиарды солнц в мерцающей арке Млечного Пути - это наша галактика. Ей 10 млрд. лет. Солнечная система значительно моложе. Она образовалась из гигантской межзвездной газопылевой туманности около 4,6 млрд. лет назад. В тот момент центральная часть этого облака начала спонтанно уплотняться, превращаясь в гравитационный центр притяжения окружающего вещества. Возросшее столкновение частиц в нем вело к росту температуры. Так рождалось Солнце. Что касается остальной части газопылевого облака, то вследствие сжатия (по закону сохранения углового момента) росла скорость его вращения, и оно приобретало форму диска. В нем зарождались все новые и новые локальные гравитационные центры. Большая часть образовавшихся «комков» вещества была поглощена Солнцем, все более и более его разогревая. В конечном итоге температура в его центральной части достигла миллионов градусов, и в нем пошла термоядерная реакция горения водорода. Наше Солнце засветилось в полную силу. Оставшаяся на своих орбитах часть сгустков вещества начала объединяться, образуя наши будущие планеты, их спутники и малые планеты - астероиды.

Среди вас, дорогие читатели, может оказаться скептик, который скажет: «Красивая картинка! А чем можете доказать?!»

На Земле ни одна порода не сохранила и следов этих древних процессов. Возраст самой древней из них редко превышает 3 млрд. лет. Вот тут на помощь нам и приходят метеориты. Возраст большинства из них равен возрасту Солнечной системы.

Самыми распространенными среди метеоритов являются каменные метеориты – хондриты. Эти породы почти в неизменном виде сохранили черты первого твердого вещества нашей Солнечной системы (более того, некоторые хондриты содержат тугоплавкие включения, в которых сохранились даже частицы досолнечного вещества). Их состав и структура отражают процессы, происходившие в Солнечной системе 4,5 млрд. лет назад. Начнем с состава. Представьте, что мы добыли образец нашего пылающего Солнца (образующие его элементы, мы знаем по спектральным характеристикам) и хотим проанализировать его. В контейнере, куда он помещен, оказалась щель, сквозь которую ушли летучие элементы, главным образом водород и гелий. Так вот составы остатка образца в контейнере и хондритов будут близки. И тут ничего удивительного нет, и то и другое вещество появилось из одного и того же газопылевого облака. Теперь перейдем к структуре хондритов. Свое название они получили благодаря тому, что почти все содержат хондры - сфероидальные образования (преимущественно силикатного состава). Большинство хондр имеют размер менее 1 мм в диаметре, но некоторые могут достигать и нескольких миллиметров. Это первичные «капли», конденсировавшегося вещества зарождавшейся Солнечной системы. Хондры находятся в обломочной матрице. Ее образование не менее интересно ученым, чем сами хондры. Ведь это свидетельство процесса, который они называют аккреция (от латинского слова accretio, переводящегося как приращение и увеличение). Сначала частицы хондры слипались, образуя более крупные конгломераты. Затем начались взаимные столкновения все более и более увеличивающихся космических объектов. Обломки хондр и минералов в метеоритах – это и есть следы этих столкновений.

Кроме хондритов в метеоритном потоке присутствует и ряд других не менее интересных объектов для изучения. Метеориты по вещественному составу подразделяются на три класса: каменные, железокаменные и железные. Каменные состоят в основном из силикатов (оливина и пироксена). В железных метеоритах преобладает никелистое железо. Железокаменные метеориты состоят из силикатов и никелистого железа примерно в одинаковых пропорциях. Каменные метеориты подразделяются на два подкласса: хондриты и ахондриты (лишенные хондр).

Познакомившись с хондритами, обратимся к остальным метеоритам. Перенесемся опять назад на 4,5 млрд. лет. Все более крупные космические тела сталкивались друг с другом. В конечном итоге они достигли величины маленьких планет – астероидов. Масса некоторых из них достигла такого критического значения, что внутри них началось плавление вещества. Первичное хондритовое вещество начало разделяться. В ядро планеты уходило тяжелое железо, а вверх подымался более легкий силикатный расплав. Так вот железные метеориты представляют ядро, железокаменные - верхнюю часть ядра, а метеориты ахондриты - кору. Подобные процессы, возможно, имели место на астероиде Веста, главном поставщике ахондритов на Землю. На мелких астероидах планетарные процессы так и не произошли, поэтому они до сих пор состоят из примитивного вещества нашей Солнечной системы, их, повторимся, представляют хондриты.

            «Хм,- скажет скептик,- кусок ядра планеты! А чем докажете?!»

Возьмем кусок железного метеорита. Выпилим из него пластину, ее поверхность отшлифуем и протравим кислотой. На ней появится ни с чем не сравнимая видманштеттова структура, рисунок которой связан с геометрически правильным расположением кристаллов железа с разным содержанием никеля (тэнита и камасита). Образование этой структуры требует крайне медленного остывания. Такие условия могли существовать только в ядрах астероидов с их охлаждением в течение миллионов лет. Повторить такой процесс на поверхности Земли не удастся.

Рассказывать о метеоритах можно бесконечно. Каждый из них несет в себе одному ему присущие особенности, которые отражают процессы, происходившие на его родительском теле и в определенной части астероидного пояса в далекой древности. Среди хондритов есть особый род метеоритов, называемых углистыми хондритами. Их происхождение связывают с телами, находящимися в удаленных от Солнца холодных областях пояса астероидов. В состав некоторых из них входит не только связанная вода, но и весь спектр известных на Земле органических соединений, вплоть до аминокислот. И хотя их происхождение не биологическое, подобные метеориты могли сыграть не последнюю роль в приготовлении «бульона», в котором зародилась жизнь на Земле.

По характеру обнаружения все метеориты делятся на падения и находки. Падениями считаются метеориты, полет которых в атмосфере Земли был зафиксирован очевидцами. К находкам относят метеориты, падение которых не наблюдалось. Их принадлежность к внеземному веществу устанавливают на основании особенностей их состава.

Статистика падений метеоритов позволяет судить о потоке, поступающего на Землю космического вещества. Каменные метеориты в нем составляют 92,8%, причем в основном это - хондриты (85,7%). На ахондриты, железные и железокаменные метеориты приходится 7,1%, 5,7% и 1,5% падений, соответственно.

Метеоритам, как падениям, так и находкам, обычно дают имена по названию ближайшего населенного пункта или местности, где они были обнаружены. В случае, когда в одном районе находят несколько разных метеоритов, в названии метеорита присутствует номер находки (например, Dhofar 001 и Dhofar 019).

Подавляющее большинство метеоритов, выпавших на Землю, происходит из Главного пояса астероидов, занимающего пространство между орбитами Марса и Юпитера. В этой части Солнечной системы предположительно должна была сформироваться еще одна планета, но этому помешал гигант Юпитер с его сильным гравитационным полем. В поясе астероидов насчитывают около 400 тысяч малых космических тел, различимых современными средствами наблюдения. В результате соударений астероиды разрушаются, а их обломки начинают двигаться по орбитам, пересекающим траекторию движения Земли. Достаточно крупные из них, встретившись с ней, преодолевают плотный слой атмосферы, не до конца разрушившись и не сгорев. Именно их и называют метеоритами.

Однако не все метеориты прибыли к нам из Главного пояса астероидов. Среди метеоритов идентифицированы породы Луны. Более того, с большой долей вероятности, в руках ученых также оказалось вещество с Марса – так называемые SNC метеориты. Их существование объясняют следующим образом. На поверхность этих небесных тел с огромной скоростью падали крупные метеориты. Сила удара при этом была такова, что позволяла выбитым фрагментам пород преодолеть притяжение Луны и Марса и покинуть их навсегда.

Случалось ли подобное явление в истории Земли или нет, доподлинно не известно. Есть лишь кусочки стекла несущие явные признаки аэродинамической обработки в атмосфере, которые связывают с выбросом расплавленного вещества при ударах крупных метеоритов о поверхность Земли. Их называют тектитами.

Падение метеоритов сегодня почти не оказывает влияния на процессы, происходящие на Земле. Однако так было не всегда. Первые полмиллиарда лет ее существования – это период жесткой метеоритной бомбардировки ее поверхности. Падениям метеоритов Земля обязана происхождением своих трех оболочек: атмосферы, гидросферы и биосферы. Это объясняется тем, что летучие элементы, которыми так богаты углистые хондриты и кометы, освобождались во время их падения на Землю. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что изотопный состав углерода и некоторых других элементов верхней части Земли обнаруживает поразительное сходство с изотопным составом тех же элементов в углистых хондритах.

3,8 млрд. лет назад интенсивность метеоритного потока на Землю резко упала, но в последующей истории Земли то и дело случались космические катаклизмы. Более того, некоторые из них, вероятно, были причиной глобальных климатических и биотических изменений. Подобное падение метеоритов произошло на рубеже мелового и палеогеновых периодов около 65 миллионов лет назад. На поверхности Земли от того события остались незаживающие раны – ударные кратеры, астроблемы (Чиксулуб в Мексике, Карский в России и другие). Представьте на миг, что происходило тогда на нашей планете. Удары вызвали цунами с высотой волн в 50-100 м. Пожары охватили континенты, а поднятые частицы пыли, закрыв поверхность Земли от прямых солнечных лучей, инициировали резкое похолодание.

Все это привело к массовой гибели животных и растений. Всем известно о судьбе динозавров. Но их исчезновение - лишь часть великого вымирания. Вместе с ними погибли морские рептилии (плезиозавры), летающие ящеры, многие моллюски, в числе которых - широко распространенные в мезозое аммониты и белемниты, и множество других организмов. Всего исчезло 16% семейств морских животных (47% родов) и 18% семейств сухопутных позвоночных. По сути, был изменен ход биологической эволюции. Но как говорится, нет худа без добра, на смену царству рептилий пришло царство млекопитающих, и венцом его стал ЧЕЛОВЕК. И человек вышел в космос, и есть надежда, что он сможет защитить планету от подобных катастроф! 

 1_1

 

1

 

2

 3

4

 5

 6

 7

 8

9