Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Быстро рассеяв свое внутреннее тепло в окружающее пространство, расплавленные породы кристаллизовались. Прошедшие процесс дифференциации планетезимали затвердели, образовав слоистые, как луковицы, тела со слоями различной природы. Железо-никелевые ядра в центре миниатюрных миров кристаллизовались и образовали твердые формации, состоящие из металлических минералов. Такие породы изредка можно встретить на земной поверхности; там и здесь они усеяны богатыми серой пузырьками размером с монетку. Плотная оболочка каменной мантии, заключавшая в себе металлическое ядро, тоже охлаждалась и кристаллизовалась; в ней образовался целый ряд каменных минералов, хорошо знакомых нам и на Земле. Тонкий покров, окружающий самый внешний слой каменной мантии, составлял поверхность планетезимали – каменную кору. Итак, при движении изнутри наружу в структуре планетезимали наблюдается упорядоченная последовательность: металлическое ядро, заключенное в броню из каменной мантии, а сверху каменная кора.

После остывания планетезималей их геологическая история вовсе не заканчивалась. Многие из них разлетались на части вследствие катастрофических ударов и столкновений, обогащая нарождающуюся Солнечную систему множеством каменных обломков. Другим пришлось сбросить свои каменные мантии и обнажить металлические ядра в ходе скользящих столкновений. И в наши дни, спустя более четырех с половиной миллиардов лет, пояс астероидов все еще выбрасывает за свои пределы эти некогда расплавленные камни и некоторые из них падают на Землю как метеориты-ахондриты.

Металлические камни

Даже сегодня, когда мы окружены технологиями, которые еще несколько десятилетий назад показались бы настоящей магией, прикосновение к железному метеориту вызывает ощущение чуда: на ощупь они непривычно холодные и неожиданно тяжелые – примерно в два с половиной раза тяжелее земного камня таких же размеров. Тяжесть метеоритного железа даже сейчас продолжает меня поражать.

В середине XIX века французский геолог Адольф Буасс первым предположил, что железные метеориты по составу близки к глубинным недрам Земли. Он оказался прав: железные метеориты – это части расколотых на куски ядер прошедших дифференциацию планетезималей. Само их существование говорит о случившейся в прошлом катастрофе. Либо каменная мантия, заключавшая в себе ядро, была полностью сорвана и выброшена в пространство в результате длительной бомбардировки, либо вся планетезималь в целом была буквально вывернута наизнанку катастрофическим ударом другого тела, что и привело к выбросу железных осколков.

На первый взгляд железный метеорит выглядит как типичный небесный камень, покрытый черной, будто лакированной корой плавления. Но на срезе открывается характерная для железо-никелевых сплавов переливающаяся серебристая поверхность, усеянная маленькими желтоватыми сернистыми пузырьками. При полировке поверхность становится идеальным зеркалом. Чтобы убедиться в инородности железных метеоритов, нет нужды измерять их экзотический изотопный состав или анализировать их странные геологические характеристики.

Два основных минерала, из которых состоят железные метеориты – камасит и тэнит – представляют собой кристаллические смеси железа и никеля в различных пропорциях. У них одинаковый серебристый блеск, но вся красота узоров срастания этих двух минералов проявляется в ходе специальной химической процедуры, называемой «травлением». Когда на полированную поверхность железного метеорита наносится небольшое количество химической смеси концентрированной кислоты и спирта, эта смесь воздействует на камасит и тэнит в разной степени. Серебристый блеск каждого из них тускнеет и приобретает новый оттенок. Возникает изысканный сетчатый узор переплетающихся прожилок металлических минералов, который космохимики называют «видманштеттеновыми фигурами»¹. Характерные игольчатые кристаллы камасита как бы пронизывают участки тэнита. Это уникальное геологическое явление встречается только в железных метеоритах. Известны кристаллы метеоритного тэнита размерами до метра – это говорит о невероятно медленном темпе охлаждения этих фрагментов ядра планетезимали на протяжении многих миллионов лет.

Когда я писал свою докторскую диссертацию, мне представилась счастливая возможность подвергнуть травлению полированную поверхность небольшого – размером с дыню – куска железного метеорита Кампо дель Сьело. И я никогда не забуду, как на поверхности металла, будто на поляроидном снимке, постепенно стали появляться древние видманштеттеновы фигуры – структура металлических кристаллов, образовавшаяся четыре с половиной миллиарда лет назад.