Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

За последнее столетие химики идентифицировали и описали десятки миллионов органических молекул. Органика существует в разнообразных формах и масштабах. Некоторые органические соединения представляют собой длинные цепочки атомов углерода, на которые, как жемчуг на нитку, нанизаны меньшие группы атомов: среди последних часто встречаются водород, кислород, азот, а также, хоть и в меньшей степени, фосфор и сера (но далеко не только они). Другие органические молекулы состоят из центрального кольца углеродных атомов, обрамленного взаимопроникающими молекулярными группами – все это вместе напоминает венок с торчащими из него веточками. Третьи являются хитроумными сочетаниями первых двух: цепочки и кольца связаны воедино в молекулярные конгломераты, составленные из сотен атомов. Но все органические молекулы имеют одну общую особенность: углеродный «скелет».

Насколько мы знаем, в химическом смысле углерод занимает центральное место во всем, что связано с жизнью. Название «элемент жизни» им вполне заслуженно. Все известные нам живые сущности основаны на углероде. Наряду с водородом, кислородом, азотом, фосфором и серой, углерод составляет основную часть массы всех живых организмов – от деревьев до голубых китов. Наши тела более чем на 96% состоят из углерода, кислорода, водорода и азота.

Но, несмотря на их вездесущность в нашем ежедневном опыте (ведь мы и сами – живые организмы), в планетарном масштабе органические молекулы на Земле довольно необычны. Они редко встречаются в камнях у нас под ногами. Даже когда они обнаруживаются внутри геологической структуры – как в углеводородных горючих ископаемых: угле, нефти и газе, которые снабжают энергией нашу цивилизацию, – почти вся эта органика в конечном счете происходит от некогда живой материи. Нефть, к примеру, представляет собой продукт разложения погибших организмов, погребенных под слоями осадочных пород в глубоком геологическом прошлом.

Невзирая на исключительную редкость органических молекул в летописи камней из земных недр, мы то и дело обнаруживаем их в одном из самых необыкновенных и неожиданных мест: в метеоритах.

Гордый камень

К середине XIX века идея о том, что камни действительно падают с неба, была уже широко распространена в научном сообществе. Благодаря этому, когда 14 мая 1864 года особенно необычный камень упал с неба во Франции, он был бережно подобран и сохранен, прежде чем успел подвергнуться воздействию земной погоды и выветривания.

В восемь часов тринадцать минут вечера яркий болид залил светом улицы французского городка Монтобан. Очевидцы говорили потом, что он был «огромный – как будто полная Луна пронеслась по небу наподобие падающей звезды».

Световые сполохи были видны за 500 километров со всех направлений. Грохот прокатился по деревенькам Южной Франции и северным районам Испании. Кульминацией великолепного зрелища стал камнепад, случившийся к югу от Монтобана. Падение этого метеорита стало 219-м из всех документированных в истории и четвертым на французской почве. Новость о небесном световом шоу мигом достигла ушей французского научного сообщества. В районе падения удалось быстро собрать около 15 килограммов камней. Метеорит был назван по имени деревни, вблизи которой упал: Оргей (это слово по-французски значит «гордость»).

Большинство метеоритов, известных в то время, называли, за неимением лучшего слова, каменными. Если бы кому-то вздумалось бросить таким камнем в вас, метеорит перенес бы это испытание без ущерба (чего, возможно, нельзя было бы сказать о вас). Железные метеориты, «сделанные» из металла, конечно, могли бы перенести самое небрежное обращение, но даже и каменные метеориты (каменные ахондриты и хондриты) были довольно прочными.

Оргей оказался совсем другим. Во многих отношениях он больше напоминал крошащийся кусок угля, чем настоящий камень: он был угольночерным и снаружи, и внутри, испещренным здесь и там крошечными бледными прожилками, и таким ломким, что в крепких руках мог легко рассыпаться на мелкие крошки. В воде метеорит быстро разваливался, в результате чего образовывалась, как описывали в то время, «грязь, черная как сапожная вакса». Чудо, что Оргей вообще смог долететь до земной поверхности.

Первым ученым, исследовавшим метеорит, был знаменитый французский химик Франсуа Станислас Клез. Через три недели после падения Клез открыл внутри Оргея нечто замечательное: коктейль сложных органических молекул. Он нашел сходство между органикой метеорита и битуминозными породами на Земле, в которых содержались окаменевшие остатки древних форм жизни. Клез определил, что примерно три процента вещества небесного камня состояло из углерода в той или иной его форме.

Клез сообщил еще и о том, что в метеорите присутствует вода. Вода! Воду невозможно выжать из камня, будто из мокрой тряпки; она находится там в связанном состоянии, входя в структуру составляющих породу минералов, и высвободить ее можно только нагреванием камня. Клез сообщил, что содержание воды в метеорите оказалось невероятно высоким – около десяти процентов массы!