Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Слово «толин» образовано от греческого θoλος(толос), что значит «мутный» или «грязный». Хоть это название мне тоже очень нравится, я все же предпочитаю «звездную смолу».

Происхождение

Саган и Харе придумали выражение «звездная смола» очень удачно: некоторые органические молекулы в углистых хондритах были унаследованы от межзвездной туманности, которая затем коллапсировала и образовала Солнечную систему. Они представляют собой ее выжившие остатки, хоть и немного видоизмененные в ходе бурных процессов формирования Солнечной системы, которые были заперты во льдах после того, как синтезировались под воздействием космических лучей. Межзвездные органические молекулы дождем сыпались на уплощающийся протопланетный диск и затягивались в завихряющиеся газопылевые воронки, где частицы слипались в первые зачатки миров. Энергия, высвобождающаяся при коллапсе облака, и, что еще важнее, свет новорожденного Солнца в центре диска инициировали химические реакции между молекулами газа. Из простых ингредиентов выплавлялись новые, сложные молекулы. Первичные межзвездные органические соединения тоже немного видоизменялись: какие-то их части отрывались, а на их место вставали новые группы атомов. Вдали от огненного пекла только что зажженного Солнца органика продолжала существовать. Органические соединения обращались вокруг Солнца во внешних частях протопланетного диска, наряду с крутящимися вихрями газа, хлопьями каменистой пыли и массами ледяных частиц.

После слипания с космическими отложениями в пропитанные углеродом планетезимали, органические соединения претерпевали дальнейшие изменения. Энергия, выделявшаяся при распаде активных радиоизотопов, разогревала родительские астероиды будущих углистых хондритов. В них вскипали водяные органические смеси, вызывая к жизни новые молекулярные соединения. Однако из-за своих малых размеров эти тела быстро остывали, и синтез новых молекул прекращался, едва начавшись. Оказавшись запертой внутри астероидов, эта органика сохранялась там еще 4,6 миллиарда лет.

Молекулы жизни изготовить нетрудно. Процессы пребиотической органической химии с виду просты; они происходили практически на каждой стадии образования Солнечной системы (и до него). Это ведь, в конце концов, «всего лишь химия». И если уж Природа устроена достаточно хитроумно, чтобы создавать системы планет из туманных клочьев газа, ее, конечно, не затруднит составить сложные молекулы вокруг углеродного скелета так, чтобы некоторые из этих образований со временем обрели сознание.

Водяные миры

Метеоритная вода тоже была и остается предметом интенсивного исследования, ведь практически каждый из примерно 2 500 известных углистых хондритов (и впридачу множество обыкновенных хондритов) содержит гидратированные (водосодержащие) минералы. Это доказывает, что вода входила в их состав до того, как они прибыли на Землю. Связанная вода в составе углистых хондритов исконно присуща метеоритам. Она пришла из космоса.

Некоторые метеориты – лучшим примером служат CI-хондриты, такие как Оргей, – полностью состоят из насыщенных водой минералов. Эти ультраредкие метеориты рождены никогда не расплавлявшимися астероидами, но, в отличие от большинства других хондритов, они не содержат пыли, из которой были сформированы их родительские тела. Все космические отложения, слипание которых привело к образованию материнского тела CI-хондритов, были разрушены действием воды. Все CAI, хондры и матрица были полностью преобразованы и замещены комплексом новых водосодержащих (гидратированных) минералов, и в процессе их кристаллизации внеземная вода оказалась внутри их структуры.

Многие углистые хондриты служат природными космическими термометрами – они содержат информацию о температуре воды. Измеряя характеристики сочетания гидратированных минералов, которые в них содержатся, и их изотопного состава, космохимики могут определить температуру циркулирующей в них воды. В различных метеоритах вода имеет разную температуру – от чуть теплой до кипятка; однако в большинстве случаев она мало отличается по температуре от воды в ванне.

Циркуляция теплой воды и таяние льда, который изначально участвовал в слипании вместе с пылевыми каменистыми хлопьями, происходили не только из-за солнечного тепла. Энергию для них давал и распад короткоживущих радиоактивных изотопов, полностью независимый от звездных источников тепла. Материнские астероиды углистых хондритов совсем не были геологически мертвыми мирами – они кипели гидротермической активностью, которая, в свою очередь, питала энергией синтез густой и многокомпонентной органической «звездной смолы».

* * *

Изучая метеориты, мы прослеживаем всю глубину наших собственных корней – от синтеза химических элементов до формирования Солнечной системы и постепенной «сборки» каменистых тел вроде нашей Земли. Углистые хондриты придают этим поискам биологический уклон.