Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Еще одна любопытная особенность железных метеоритов – их магнетизм. В расплавленных металлических ядрах появлялись мощные магнитные поля, действие которых распространялось на тысячи или сотни тысяч километров вокруг. Когда ядра охлаждались и кристаллизовались, генерация сильных магнитных полей прекращалась, но следы действия магнетизма запечатлевались в металлических минералах ядра. Этот остаточный магнетизм сохранился по сей день – поэтому железные метеориты отклоняют стрелки компасов и прилипают к магнитам.

Недосягаемое ядро

Знания о глубоких недрах Земли мы в основном получаем из анализа ее сложного магнитного поля, гравитационных характеристик и исследования землетрясений. Земля обладает сильным магнитным полем, происхождением которого она обязана своему частично жидкому металлическому ядру; наша планета слишком тяжела и ее гравитационное поле слишком сильно, чтобы она могла целиком состоять из твердых скальных пород. Стало быть, в недрах Земли должна существовать область крайне высокой плотности, и проще всего представить себе, что это массивное металлическое ядро. Наиболее подробную информацию о недрах Земли дают землетрясения: происходя вблизи земной поверхности, они посылают сейсмические волны вглубь планеты, и, наблюдая, как эти вибрации отражаются и рикошетируют от различных геологических слоев, мы получаем подробную картину распределения физических характеристик мантии и ядра.

Магнетизм, гравитация и сейсмичность – мощные инструменты зондирования самых глубоких областей нашей материнской планеты. Но их возможности не идут ни в какое сравнение с той информацией, которую мы получили бы, если бы имели в своем распоряжении кусочек вещества земного ядра и могли бы подвергнуть каждую его частичку детальному изучению в лаборатории. Это произвело бы настоящую революцию в нашем понимании родной планеты. Однако ядро Земли находится у нас под ногами на глубине почти в 3 000 километров, и поэтому абсолютно недостижимо. Сможем ли мы добраться до столь глубоких областей планеты когда-нибудь в далеком будущем? Думаю, что это невозможно, и все-таки – а вдруг?

Пока этот день не настал, железные метеориты для нас единственный способ прикоснуться к веществу из центрального ядра планетарного тела. Разрезая на части и подробно исследуя в лаборатории осколки ядер планетезималей (таких как метеорит Кампо дель Сьело), мы пришли к более глубокому пониманию устройства и характеристик ядра нашей собственной планеты.

Исчезнувшие мантии

Мы живем на тонкой внешней оболочке коры, внутри которой заключено все вещество Земли. Под этим тончайшим, как папиросная бумага, геологическим слоем лежит каменная мантия, простирающаяся вниз до самого металлического ядра в центре нашей планеты.

Мантия Земли занимает огромный объем – 85% общего объема земного шара. Состоит она главным образом из литофильных элементов (магния, кремния и кислорода), которые остались наверху после того, как в эпоху дифференциации Земли железо погрузилось вниз, к центру планеты. Эти элементы преимущественно образуют кристаллы оливина и минерала под названием ортопироксен, а на больших глубинах преобразуются в такие экзотические минералы, как вадслеит, ринг-вудит и бриджманит.

Считается, что некогда расплавленные планетезимали, подобно Земле, подверглись дифференциации и в них образовались металлические ядра с сопутствующими им каменными мантиями. Но загадочным и обескураживающим представляется, что из примерно 60 000 метеоритов, известных сейчас науке, ни один не соответствует геологическим характеристикам пород земной мантии. Нет ни единого метеорита, который состоял бы из характерных взаимосвязанных кристаллов бутылочно-зеленого оливина и черно-зеленого ортопироксена. Проблема исчезнувших мантий не дает покоя многим космохимикам. Где же они? Фактом своего отсутствия метеориты из оливин- ортопироксеновых мантий рассказывают нам историю внезапной катастрофы. Популяция планетезималей, в которых формировались мантии, по-видимому, была полностью уничтожена вскоре после своего образования. Их существование в Солнечной системе было кратким. Вскоре после остывания почти все они, по всей вероятности, были разрушены коварными ударами – лобовыми, которые просто разбивали их вдребезги, или касательными, которые срывали мантии с их ядер. И ни одно из таких тел не дожило до нашего времени.

Свет на эту загадочную ситуацию проливают железные метеориты. Среди них изредка встречаются экземпляры с необычно маленькими кристаллами камасита и тэнита в решетчатых узорах видманштеттеновых фигур, из чего видно, что они остыли очень быстро, а значит, не могли образоваться в обернутом толстой внешней мантией ядре. С их родительских планетезималей мантии, вероятно, были сорваны, когда их ядра еще оставались жидкими. Потеряв свой изолирующий каменный покров, ядра этих планетезималей быстро остывали, и металлические минералы, образовавшиеся в них, остались «недомерками».