Знание-сила, 1997 № 03 (837)

Просвещенный читатель может заметить, что в рассказанной выше предыстории формирования Земли как будто нет ничего нового, и будет прав. «Уже двадцать-тридцать лет назад при моделировании того, как образовалась Земля, не предвиделось никаких сумасшедших идей,— поясняет Андрей Витязев.— Ясно было, что кванты останутся квантами, а электроны электронами. Когда физик «строит» планету, он прежде всего работает с тремя законами сохранения — массы, энергии и момента. Потом ему нужно поинтересоваться, из чего состоит масса планеты. Так постепенно, из комков и «лепится» планета.

Такой способ моделирования в шестьдесят девятом году завершила книжка В. С. Сафронова, в которой утверждалось: в начале своего развития Земля не была огненно-жидким шаром, а представляла собой достаточно холодное образование. И если внутри нее и были разогретые участки, то это были магматические очаги, но в целом расплавленной Земля не была.

Однако в этом фундаменте еще в семидесятые годы образовалась трещина. Дело в том, что, по оценке Андрея Витязева, Сафронов существенно занизил оценки размеров крупнейших тел, падающих на Землю. Сафронов предполагал, что максимальный диаметр тел, которые сталкивались с нашей молодой планетой, составлял не более ста километров. Однако, по расчетам Андрея Витязева, вполне вероятными были катастрофы, когда встречались тела с лунными размерами. Этот просчет в сложной модели развития Земли неминуемо привел к занижению температуры, которая была внутри Земли. «В реальности эта цифра оказалась всего на какие-то сотни градусов больше,— объясняет Андрей Витязев,— но это уже радикально меняет ситуацию».

И в конце семидесятых годов стало ясно, что эти пресловутые сотни градусов позволили начаться эволюции Земли еще в ходе ее формирования. В то время, когда начальная стадия образования планеты еще не была завершена и по ее поверхности все еще «стучали» метеориты и астероиды, которые одновременно привносили различные газы, а часть их удаляли, внутри планеты уже началась дифференциация вещества.

Однако это был всего лишь один из гвоздей, забитых в премилые теории формирования Земли. За последнее десятилетие произошло еще два события, которые коренным образом изменили наши представления о ранней эволюции Земли. Первое и, пожалуй, самое интересное — открытие астрофизиками около сотни газопылевых дисков около молодых звезд солнечного типа. Эти диски оказались такой же массы и таких же размеров, как и диск около нашего молодого Солнца. Теперь, на взгляд Андрея Витязева, можно говорить, что «происхождение системы планет достаточно общее явление в Галактике.

У меня была работа с Галиной Викторовной Печерниковой, в ней мы писали о том, что столкновение тел, которые рождают планеты, можно наблюдать современными средствами и видны не только диски, освещаемые звездой, но и более поздние стадии формирования планет».

Другое событие: удалось доказать, что кратеры, наблюдаемые на твердых поверхностях многих планет и спутников,— это лишь последние по времени следы соударений, и по ним можно восстановить только часть того спектра тел, которые формировали планеты. Притом следы эти оставлены преимущественно телами с относительно малой массой. А промежуточные по своим размерам тела, которые и определили общее число планет Солнечной системы, особенности их состава и их орбит, исчезли в катастрофических столкновениях на ранних стадиях ее развития.

Впрочем, оставался открытым вопрос о происхождении Луны. До недавнего времени было два решения этой проблемы: Луна оторвана от Земли и Луна была сформирована неизвестно где и была впоследствии «захвачена» Землей.

Интерес к нашему спутнику не случаен. По мнению многих ученых, ключевым для понимания ранней истории нашей планеты может оказаться именно ответ на вопрос: почему около Земли вращается Луна с составом, близким к ахондритам (К одной из разновидностей дифференцированных метеоритов).

Луна — свалка земной истории

В те далекие времена, четыре с половиной миллиарда лет назад, наша Земля представляла из себя планету, по внешнему виду похожую на современную Луну. Огромные кратеры были покрыты сверху мощным слоем пыли и осколков, появившихся после ударов метеоритов. Этот унылый пейзаж первозданной Земли часто нарушался падением на ее поверхность разнообразных тел. После их ударов в образовавшихся кратерах возникали своеобразные озера расплавов. Но и они быстро остывали, затягиваясь сверху твердой коркой.

До недавнего времени считалось, что любое падающее на Протоземлю тело так и остается на ней, как бы прилипая. Но оказалось, что это слишком большое допущение — что-то ведь должно было и «отскакивать» от планеты, тем более современной атмосферы еще не существовало.