Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Чтобы раз и навсегда раскрыть секрет хондр, нужен комплексный подход, научное мировоззрение, построенное на объединении многих различных дисциплин. Вопрос о том, как возникли эти крошечные каменные шарики, первым поставил геолог XIX столетия, но традиционных инструментов геологии, по-видимому, оказалось недостаточно, чтобы на этот вопрос ответить. Затем космохимики попытались продвинуться дальше, пользуясь своими сложными аналитическими методами, но и это не помогло. Сегодня в игру вступили экспериментаторы – они моделируют условия образования хондр в своих лабораториях, тщательно имитируя параметры среды, существовавшей в протопланетном диске. Проблему пытаются решить физики и математики: на мощных компьютерах они моделируют условия внутри протопланетного диска. Подстраивая в своих программах те или иные параметры туманности, они пытаются воссоздать процесс образования хондр в виртуальном мире.

За редкими исключениями хондры преобладают в текстуре всех хондритов. И так как мы приходим к выводу, что они являются основным строительным материалом большинства метеоритов, которые, в свою очередь, произошли от астероидов, то приходится, продолжая эту мысль, заключить, что они играли такую же роль и в образовании планет. Именно они были ключевым элементом этого процесса. По всем признакам 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнечная система находилась в процессе конденсации, хондры роились в ней повсеместно, от раскаленных недр внутренней Солнечной системы до ее ледяных окраин. Они были буквально повсюду.

И все же на сегодняшний день тайна происхождения хондр – это огромный провал в нашем понимании процесса образования планетезималей, а в конечном счете и планет. Мы далеки от конкретного ответа на вопрос о том, как возникли эти крошечные каменные бусинки. Как именно микроскопические пылевые уплотнения спекались воедино под воздействием тепла? Здесь в нашей истории Солнечной системы зияет дыра. И хоть отчасти (а скорее всего, в основном) эта загадка касается хондр, она мешает представить себе раннюю историю формирования и всего нашего дома, планеты Земля. Но я уверен, придет день, когда хондры выдадут нам свою тайну

В истории науки часто случается, что ответы на «вечные вопросы», понимание того, что долго не поддавалось описанию, приходят неожиданно. Новые парадигмы подчиняют себе целые научные дисциплины внезапно, почти без подготовки. Кто всего два столетия назад мог бы подумать, что в падающих с неба камнях таится столько секретов? Кто мог предвидеть, что мы прочтем в них историю невероятно далекого прошлого? И, без сомнения, еще гораздо больше таких секретов и историй пока остаются от нас скрытыми.

* * *

В начале 1960-х, почти через сто лет после того, как Сорби впервые описал сферические кристаллические продукты быстрого нагрева, благодаря хондритам было сделано еще одно неожиданное открытие. Странные объекты, настолько маленькие, что их не могли увидеть Сорби и его современники, уносят нас в прошлое гораздо более далекое, чем время образования хондр и CAI. По сути, они рассказывают о том, что было задолго до появления Солнечной системы.

Проникая вглубь структуры небесных камней, космохимики сумели прикоснуться к породам, возникшим далеко за пределами Солнечной системы.

7. Звезды под микроскопом

Почти все девяносто с лишним химических элементов, из которых состоят все тела во Вселенной – от деревьев, камней, астероидов до целых планетных систем, – обязаны своим существованием происходящим в природе ядерным реакциям. На атомном уровне все они идут внутри звезд. Мы называем этот процесс «нуклеосинтезом». Химия родилась в недрах звездных «плавильных тиглей».

Влияние звезд неразрывно связано с историей Солнечной системы, и характер этой связи выходит далеко за пределы созданных человеком и сосредоточенных на человеке религий и мифов. Мы сейчас видим глубочайшие корни нашей истории не в очертаниях созвездий и не в обитающих на небе божествах, а в свете отдельных звезд, попадающем в поле зрения телескопов. А отдельные главы этой истории записаны и в падающих с неба камнях.

Простое начало

Примерно 13,9 миллиарда лет назад произошел Большой взрыв, давший начало Вселенной. Это событие было началом всего. Как геологическая история Земли составляет всего лишь отдельный сюжет из истории Солнечной системы, так и вся история Солнечной системы – лишь маленький сюжет огромной истории Вселенной.

В первые доли секунды своего существования рождающаяся Вселенная была просто морем субатомных частиц: протонов и нейтронов, составных частей атомного ядра. На протяжении первой минуты или около того протоны и нейтроны были независимыми частицами. Поэтому можно сказать, что в это время существовал лишь один-единственный химический элемент: водород.