Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Однако метеориты всех трех групп содержат и вещество, которое обычно не ассоциируется с камнями, кристаллизующимися из расплавленной магмы: воду. Многие метеориты клана SNC начинены кристаллами, осажденными из богатых солями и минералами водных растворов. Когда вода циркулировала сквозь вещество этих камней и просачивалась в промежутки, разделяющие магматические кристаллы, она оставляла на своем пути минералы, знакомые геологам, специализирующимся на изучении пород, которые испытали воздействие воды: карбонатов, глинозема и солей. Это наблюдение привело к предположению, что SNC метеориты образовались на небесном теле, отличающемся не только мощной магматической активностью, но и свободно текущей водой.

Решив проникнуть в эту проблему глубже, космохимики из Чикагского университета измерили состав смеси изотопов кислорода в образцах SNC-метеоритов. Это была та же группа специалистов, которая примерно десятью годами раньше открыла экзотический изотопный состав кислорода в CAI. Их квалификация не имела себе равных; даже по сегодняшним стандартам полученные ими данные остаются впечатляющими. Ученые установили, что метеориты всех трех групп клана SNC отличаются одинаковым дефицитом самого легкого изотопа кислорода, 160. Это было несомненным доказательством происхождения всего клана SNC от одного и того же небесного тела.

Более того, когда параметры изотопных смесей были нанесены на диаграмму отношений кислородных изотопов (такую же, как на стр. 54), все SNC улеглись на одну прямую с наклоном Уч.

Эта прямая оказалась в точности параллельна линии земного фракционирования – прямой, на которую укладывается весь земной кислород, образовавшийся в результате химических, геологических, биологических и физических процессов на протяжении геологического времени. Прямая, на которую улеглись все отношения изотопов кислорода в метеоритах клана SNC, была названа «линией фракционирования SNC».

Так кислород помог выявить у SNC-метеоритов общий родительский мир – мир, который оказался геологически зрелым и сложным образованием. Где бы ни возникли SNC, в этом мире должны были протекать обширные геологические процессы, заставлявшие кислород укладываться на прямую с наклоном Уч. Это был мир с геологической историей, гораздо более богатой и сложной, чем относительно простая история магматических астероидов. У них, остывших после расплавления всего за несколько миллионов лет, просто не было времени для того, чтобы обеспечить для кислорода длинные прямые фракционирования.

Изотопы дают ответ

Как часто случается в космохимии, именно изотопы обеспечили дальнейшее продвижение в решении задачи. Одна из отличительных особенностей метеоритов – их древность: ведь только на астероидах, малых родительских телах метеоритов, существовали условия для сохранения пород, сформировавшихся в первые несколько миллионов лет истории Солнечной системы. Все существующие внутри метеоритов природные атомные часы, которые равномерно отсчитывают темп идущего с постоянной скоростью распада радиоактивных изотопов и образования новых элементов, показывают одно и то же время: около 4,6 миллиарда лет. CAI, хондры, эвкриты и диогениты, железные метеориты и остальные группы вулканических пород, возникшие на прошедших дифференциацию астероидах, – все они выкристаллизовались на заре истории Солнечной системы.

Есть лишь одно очевидное объяснение того, что какой-нибудь метеорит по своим внутренним часам может оказаться моложе – эти часы были «переведены» в результате сильного ударного воздействия. Но такие удары обычно оставляют характерные следы разрушений в структуре каменной породы. И поэтому то, что некоторые SNC-метеориты кажутся геологически молодыми, но при этом не показывают никаких видимых следов ударных воздействий, ставит исследователей в тупик. Нахла, например, образец почти чисто магматической породы, кристаллизовавшейся из родительских магм около 1,3 миллиарда лет назад. Это по метеоритным стандартам юношеский возраст. Астероиды образовались 4,6 миллиарда лет назад! Но некоторые SNC поразительным образом оказываются на три миллиарда лет моложе. Это дает и верхнюю границу датировки эпохи, в которую в родительском мире SNC, возможно, было свободное протекание воды.

Получается, что шерготтиты, нахлиты и шассиньиты образовались где-то в Солнечной системе – исключая, конечно, Землю – где в геологически недавнюю эпоху существовала магматическая и гидротермическая активность. В вулканически активном мире! В присутствии воды! Поэтому астероиды решительно не годились на роль их возможной родины. Число потенциальных материнских тел, где могли появиться SNC-метеориты, сократилось с миллиона с лишним до четырех: Меркурия, Венеры, спутника Юпитера Ио и Марса.

Процесс исключения