Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Последние остатки пыли, которые могли сконденсироваться в каменные породы, сделали это уже после того, как новорожденная Солнечная система остыла. За несколько миллионов лет после образования протопланетного диска большая часть короткоживущего радиоактивного изотопа распалась, не оставив следа и лишив тем самым более поздние планетезимали ядерного топлива, которое могло бы их расплавить. Хотя многие из «запоздалых» планетезималей все же сумели слегка разогреться, в целом они оставались относительно холодными, и в них сохранились зерна первоначальной пыли из материнской туманности. Так что и астероиды, и порожденные ими метеориты являются хранилищами частиц пыли протопланетной туманности – частичек первозданной Солнечной системы.

* * *

Когда мы смотрим в телескоп на светящийся нагретый газ и рождающиеся планетные системы в сердце туманности Ориона, мы смотрим в свое далекое прошлое. Вокруг новорожденных звезд формируются диски; «звездный ветер» от молодых горячих звезд выдувает фантастические своды в толще газовых волокон туманности; звезды-гиганты выбрасывают свежесинтезированные элементы в окружающую среду В других частях неба астрономы наблюдают концентрические промежутки в протопланетных дисках, образованные планетезималями, которые вбирают в себя окружающий их газ и пыль. Мы воочию видим возникновение новых планет – новых миров. При помощи телескопов мы многое узнали о том, как формируются и развиваются новые планетные системы. Но ключевой по-прежнему остается проблема расстояния – туманности лежат за сотни и тысячи световых лет от Земли. Мы можем что-то узнавать о них только наблюдая их издалека.

Земные камни могут рассказать нам о геологической истории Земли, но только метеориты хранят информацию о том, какой была Солнечная система на заре своего существования. Взяв в руки обломок астероидной «шрапнели», мы прикасаемся к ранней истории Солнечной системы, переносимся назад к началу каменной летописи – когда первые пылинки туманности начали конденсироваться и образовывать планетезимали.

Различия в геологических характеристиках метеоритов отражают различия двух типов астероидов: тех, что плавились, и тех, которые этого избежали. Именно по этому критерию мы и делим метеориты на два основных семейства: те, которые произошли из нерасплавленных астероидов, называют «хондритами», а порожденные астероидами, прошедшими стадию плавления, – «ахондритами».

В ахондритах записана короткая геологическая эволюция расплавленных астероидов. Когда новорожденная Солнечная система была доверху полна свежеобразованными каменными мирами, в этих камнях стремительно записывалось великое множество историй, и эти повествования так же необыкновенны и чудесны, как истории коллапсирующей туманности, которая им непосредственно предшествовала.

4. Шары из металла и расплавленного камня

Плавление – фактор геологического разрушения. Скальные породы Земли постоянно подвергаются сокрушительному тектоническому давлению и непрестанному выветриванию, но ничто не разрушает их так основательно, как нагрев. При переходе вещества из твердого состояния в жидкое атомы в камне теряют химическую связь друг с другом – вещество распадается на атомы. При расплавлении камень навсегда теряет почти все свои основные характеристики. Однако природа находит расплавленному камню хорошее применение и посредством этого воссоздает его заново.

Обновляющее действие плавления испытали, конечно, не только земные камни. Случилось это и с некоторыми из тех камней, которые падают с неба. Радиоактивный изотоп алюминия – ²⁶Al – был особенно мощным источником тепла в планетезималях. Быстро распадаясь, радиоизотопы высвобождали большое количество атомной энергии, заключенной в их ядрах, и полностью расплавляли многие планетезимали. В результате пыль, изначально наполнявшая протопланетную туманность и впоследствии сконденсировавшаяся в планетезимали, была полностью уничтожена. Целые миры, состоявшие из пылевых агломераций, трансформировались в светящиеся раскаленные шары из жидкого камня.

Большинство лавовых планетезималей имело небольшие размеры и остыло примерно за несколько миллионов лет. Их геологические генераторы тепла быстро израсходовали все запасы своей энергии и снова насквозь промерзли. Даже крупнейшие тела, которые могли сохранять запасы внутреннего тепла дольше, остыли примерно за 100 миллионов лет. И когда жидкие скальные породы замерзли и кристаллизовались, расплавленные планетезимали снова превратились в твердые тела, в недрах которых «заморозилась» история их интенсивного разогрева и полного химического преобразования. Ахондриты – метеориты, которые произошли от этих некогда расплавленных астероидов, – это самые старые известные нам вулканические камни.