Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Если бы в протопланетном диске отсутствовала пыль (в форме CAI и хондр), в нем не могли бы появиться планеты; без этих «строительных кирпичиков» их было бы не из чего построить. А из этого с необходимостью следует, что по крайней мере некоторые из космических осадочных пород, в том числе хондры, должны быть старше планет. Таким образом, получается, что крошечные магматические шарики, плотно уложенные внутри обыкновенных хондритов, предшествовали Земле, а значит, исследуя их геологические характеристики, мы сможем узнать что-нибудь о предыстории нашей материнской планеты.

Для определения возраста Земли даже по одному изотопному анализу Клеру Паттерсону нужно было много метеоритного вещества. Точно измерить возраст индивидуальных частиц космических отложений размером с маковое зернышко – таких как CAI или хондра – в 1950-х было невозможно. Но это возможно сейчас. В ходе наших исследований космических осадочных пород мы выяснили, что CAI – это самые старые из датированных камней, и использовали их возраст для определения возраста Солнечной системы. А что же хондры? Где их место на этой шкале?

Из трех с лишним десятков хондр, возраст которых определен по урановым изотопным часам², ни одна не оказалась старше CAI. Впрочем, несколько имеют тот же возраст, а это значит, что некоторые хондры начали формироваться одновременно с CAI. Но все CAI, по-видимому, сконденсировались в одно и то же время, тогда как разброс возрастов хондр огромен.

Возраст самых старых хондр такой же, как и у всей Солнечной системы, – 4 567 миллиардов лет; самые молодые образовались миллионов на пять лет позже. Пять миллионов лет! За этот короткий отрезок времени практически вся пыль – весь каменный строительный материал Солнечной системы, из которого слепились планетезимали и планеты, – уже пошла в дело, и «фабрика хондр» прекратила работу. В масштабе наших двадцатичетырехчасовых «геологических суток» вся пыль сформировалась за первые девяносто секунд. После этого ничего нового уже не появлялось; вещество только перерабатывалось, образуя планетезимали и планеты.

На протяжении пяти миллионов лет облака свежеспекшихся хондр сбивались в рои, которые продирались сквозь толщу протопланетного диска в виде масс ярко светящихся капелек раскаленной лавы. После нескольких дней пребывания в расплавленном состоянии каждая хондра остывала и затвердевала в виде крохотного магматического микрокосма кристаллов. При остывании раскаленные облака хондр тускнели. Вместе с CAI и другими зернами космических осадочных пород хондры слипались и образовывали плотные сгущения, из которых в конце концов формировались первые каменные миры. Триллионы триллионов хондр, число которых намного превышало количество звезд в наблюдаемой Вселенной, затягивались по спирали в гравитационные воронки и, слипаясь, давали начало астероидам и планетам. Каким необыкновенным должно было выглядеть это зрелище! И когда последние остаточные пылевые массы туманности поглощались каменными телами, обращавшимися вокруг Солнца, последние хондры выпадали на их новообразованные каменные поверхности подобно каплям огненного дождя.

К тому моменту, как образовались эти последние хондры, эра туманности завершилась. Солнечная система прошла череду превращений от бесформенного газового облака до плоского диска, способного породить полномасштабные планеты. Первая глава истории нашей Солнечной системы – от газа к пыли – оказалась короткой.

Многие хондры стали частью планет, которые сейчас украшают наше ночное небо. И почва у нас под ногами тоже в значительной степени обязана своим существованием маленьким, с маковое зернышко, шарикам застывшего камня.

Давняя тайна

Тот факт, что хондры образовались в результате спекания крохотных пылевых шариков солнечной туманности, наводит на вопрос: что же в первую очередь было причиной расплавления этих пылинок? Это один из вызывающих долгие споры «вечных вопросов» космохимии.

Еще когда Сорби исследовал характеристики хондр в изготовленных им шлифах обыкновенных хондритов, он безуспешно задавался вопросом о том, как эти хондры образовались. Своими затруднениями он делился с коллегами: «ни своими очертаниями, ни внутренней структурой [хондры] не дают никакой положительной информации касательно способа, которым они были образованы».