Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Сегодня CAI и матрица сосуществуют бок о бок в одном и том же метеорите, но в протопланетном диске они должны были перемешиваться в огромных пылевых облаках. Когда в таких клубящихся тучах космических осадочных пылинок накапливалось достаточное количество вещества, они коллапсировали – сжимались под действием собственной тяжести и образовывали планетезимали. Но, несмотря на то что в хондритовых метеоритах CAI и зерна матрицы расположены в непосредственной близости друг к другу – видно, что они соприкасаются, – они рассказывают нам совершенно различные геологические истории. Мы знаем, что CAI формировались вблизи обжигающе горячего Солнца, но матрица содержит богатое разнообразие материалов, образовавшихся в условиях леденящего холода. Эти так называемые «летучие» материалы[13] возникли в глубине темной периферии протопланетного диска, где было достаточно холодно, чтобы из газовой туманности смогли сконденсироваться низкотемпературные минералы.

Порывы солнечного ветра, истекающего с поверхности Солнца, отбрасывали CAI далеко наружу, в холодные периферические области протопланетного диска. Но потоки CAI не струились в разные стороны в плоскости протопланетного диска – они высоко взлетали над ней по баллистическим траекториям и затем выпадали на диск пылевым дождем. В диске они смешивались с минералами матрицы, богатыми летучими веществами, и формировали хаотические и сложно структурированные пылевые облака, которые в конце концов коллапсировали и образовывали рой осадочных планетезималей, слишком маленьких, чтобы они могли расплавиться.

Спустя более четырех миллиардов лет некоторые из этих CAI покинут свои планетезимали в составе маленьких кусков камня, отколотых от родительского тела мощным ударным столкновением. Фрагменты этой каменной шрапнели отправятся обратно во внутреннюю часть Солнечной системы, и один из них приблизится к третьей от Солнца планете, покрытой океанами воды. После короткого огненного полета сквозь окружающую ее плотную газовую оболочку камень благополучно шлепнется на участок суши.

Любопытные создания, населяющие этот мир, разрежут упавший камень на куски и вновь откроют CAI солнечным лучам. Они назовут прилетевший из глубин космоса камень «Альенде».

Открывая глубину времени

Бездна времени вызывает у нас состояние беспокойства. Мы – животные, которых эволюция приучила к восприятию настоящего в масштабе часов и дней, а будущего – в масштабе месяцев или, самое большее, нескольких десятилетий. Поэтому такие меры времени, как тысячелетие, ускользают от нашего понимания и воображения. Возраст Солнечной системы, четыре с половиной миллиарда лет, – это что-то вроде шестидесяти миллионов сроков человеческой жизни, поставленных в непрерывный ряд, один за другим. На этой временной шкале геологические масштабы переходят в астрономические.

За время нашего краткого пребывания на Земле мы открыли для себя шкалы времени во много миллионов раз длиннее наших коротких жизней. Единственный для нас способ точно разметить время геологических событий – будь это момент начала эволюции сложных форм жизни, дата катастрофического столкновения двух астероидов или время отложения толстых слоев пепла в результате мощного извержения вулкана – это суметь датировать возраст камней, в структуре которых эти события записаны.

Понимание простого порядка, которому подчиняются последовательности каменных пород, может помочь нам определять время их возникновения. Здесь может быть построена относительная хронологическая шкала: например, связь между слоями песчаника, отложенными один поверх другого, можно использовать для установления порядка, в котором эти слои откладывались – чем глубже слой, тем старше порода. Но далеко по пути понимания на таком приблизительном, хоть и полезном принципе не уедешь. Относительная хронология – это что-то вроде знания, что королева Виктория жила где-то посредине между Юлием Цезарем и нами; никакой информации о реальной продолжительности времени, которое разделяет события. То же самое можно сказать и об относительной хронологии скальных пород.

Чтобы построить абсолютную хронологию, то есть продвинуться от простого расположения событий в порядке их возникновения к пониманию того, как давно эти события произошли, мы должны воспользоваться предусмотренным Природой замечательным устройством: встроенными в вещество атомными часами.

Существует много разновидностей атомных часов, которые подходят для датировки различных видов камня и работают на различных временных интервалах; но, отличаясь в деталях, в принципе они все действуют примерно одинаково. Все они основаны на существовании радиоактивных изотопов: радиоактивного «родителя», который, распадаясь естественным путем, образует нерадиоактивного «потомка».