Кометы. Странники Солнечной системы - Леонид Владимирович Еленин

Эми Хопкинс упала с крыши, наблюдая комету. Как верно говорил царь Соломон: «Во многой мудрости много печали», ведь Земля далеко не первый раз проходит сквозь кометный хвост. Например, в июне 1861 года наша планета также прошла сквозь хвост кометы Теббутта. Тихо, мирно, без жертв и какой-либо паники.

Так что же, наши предки были правы и кометы есть абсолютное зло, несущее лишь разрушение и смерть? Конечно, это не так. Хотя, бесспорно, человечеству очень бы хотелось избежать повторения событий, подобных тем, что произошли с нашей планетой на мел-палеогеновой границе. С другой стороны, как мы уже знаем, кометы содержат огромное количество органики и воды. Это интригует, если обратиться к теории панспермии – возможного переноса жизни между космическими телами как естественным путем, посредством астероидов и, в большей степени, комет, так и в умышленных целях. В рамках этой книги мы будем говорить только о первом варианте. Возможно ли, что появление первичной воды на нашей планете и последующее зарождение примитивной жизни было связано с кометами?

Основываясь на различных моделях эволюции Солнечной системы, мы можем утверждать, что молодая Земля подвергалась мощнейшим «бомбардировкам» тем строительным материалом, который остался неиспользованным при формировании планет земной группы. Это был первичный материал, некогда составлявший колоссальное межзвездное молекулярное облако, из которого позже появилось все то, что мы видим в современной Солнечной системе. В настоящий момент наши научные представления говорят о том, что вода является неотъемлемой частью возникновения жизни. Водяной лед обнаружен на Луне и Марсе, он есть даже на Меркурии! Залежи подповерхностного льда найдены на карликовой планете Церера и астероиде Фемида. Вода на Земле покрывает более 70 % поверхности, но откуда ее могло столько взяться? Существуют две основные гипотезы – привнесение воды извне и образование ее в недрах нашей планеты вследствие химических реакций.

С тех самых пор как астрономы обнаружили воду в спектре комет, ведутся дискуссии о том, что именно кометы могли послужить тем «резервуаром», который так обильно оросил нашу планету. Но та ли это вода, похожа ли она по своему химическому составу на воду земных морей и океанов? Что мы вообще знаем о молодой Земле? По представлению современной науки, ранняя Земля была безводным миром. Дальнейшая цепь событий, преобразивших нашу планету, до конца не ясна. Бесспорно, Земля бомбардировалась малыми телами, в меру богатыми залежами водяного льда. Это и астероиды C-класса[74], обращающиеся вокруг Солнца во внешней области Главного пояса астероидов, вблизи границы снеговой линии водяного льда[75], и, конечно же, кометы. Современная оценка возможной величины принесенной ими воды говорит о том, что они не могли быть единственными ее источниками на Земле, хотя и внесли заметный вклад в формирование Мирового океана. Анализ воды на нашей планете и воды, обнаруженной в составе комет, на основании соотношения дейтерия[76] к водороду (D/H соотношение) говорит, что это разная вода. Но есть нюанс – мы не знаем этого соотношения у той, первичной воды молодой Земли. Выдвигалось предположение, что источником воды могли стать кометы семейства Юпитера. Их формирование происходило при более высокой температуре, чем у комет из облака Оорта. Вода, входящая в их состав, по D/H соотношению много ближе к земной воде. Более того, для кометы 103P/Hartley 2 этот показатель практически точно соответствует земному. Научные споры еще продолжаются, разброс оценки величины вклада комет в обретение Землей своего океана варьируется от 10 до 50 %, но более реалистичными оценками можно считать 10–15 %. Помимо комет, вода на Землю могла быть занесена и астероидами, причем, возможно, даже в большей степени. В частности, на раннем этапе в этом могли участвовать и строительные кирпичики Солнечной системы – планетезимали, а позже, помимо широко распространенных астероидов, и достаточно редкие энстатитовые хондриты[77]. Причем, по последним научным данным, содержащаяся в них вода по химическим свойствам может быть намного ближе к земной, чем у большинства комет. Этот вопрос до сих пор открыт, горячо обсуждаем, и его изучение продолжается.

А вот «недостающая» часть воды могла быть выработана на месте самой Землей. Различные химические реакции, в том числе протекающие под экстремальным ультрафиолетовым излучением молодого Солнца, высвобождали воду, и наша планета неуклонно менялась. Современные методы компьютерного моделирования позволили ученым воссоздать параметры условий в недрах Земли, на глубинах от 40 до 400 километров. При температуре 1400 °C и давлении в десятки тысяч атмосфер содержащийся в мантии диоксид кремния вступает в химическую реакцию с водородом, что приводит к образованию разных химических веществ, в том числе и воды. Но мало получить воду, важно иметь возможность сохранять ее на поверхности планеты в течение миллиардов лет. И в этом Земле помогло ее магнитное поле. Именно оно сделало нашу планету такой, какой мы видим ее сейчас. Марсу в этом смысле не повезло: он рано лишился магнитного поля и поэтому быстро теряет атмосферу. Без защиты этого «планетарного зонтика» ионизированные частицы солнечного ветра попросту бы сдули всю атмосферу и с нашей планеты, оставив ее поверхность абсолютно беззащитной.

А как обстоят дела с прямым занесением строительного материала будущей жизни кометами? Лабораторное моделирование показывает, что органические молекулы, в частности аминокислоты, выдерживают и колоссальный нагрев в атмосфере, и воздействие взрывной волны. Более того, при экстремальных температурах аминокислоты начинают образовывать похожие на белки соединения. В 2020 году ученые впервые обнаружили внеземной белок в метеорите Acfer 086. А эксперимент, проведенный на МКС, показал, что некоторые виды бактерий могут выживать в открытом космосе длительное время. Так что, по всей видимости, кометы могут быть лучшим переносчиком микроэлементов для развития будущей, и вполне возможно не только простейшей, жизни на различных планетах.

Резюмируя все вышесказанное, можно с большой вероятностью утверждать, что кометы сыграли если не первостепенную роль в обеспечении Земли водой и органическими соединениями, но точно внесли свой значимый вклад, а значит кометы, пусть и косвенно, помогли зарождению жизни на нашей планете. Несут ли они опасность? Да, безусловно. Но являются ли они злом как таковым? Я уверен, что нет, ведь даже катастрофические столкновения при отрешенном взгляде стороннего наблюдателя – лишь естественный процесс эволюции. В ходе мел-палеогенового вымирания исчезло 15–20 % видов и практически все крупные животные, включая динозавров. Освободившиеся экологические ниши были заняты млекопитающими – и вот, мы с вами читаем эту книгу и с интересом смотрим на окаменевшие останки прежних грозных хозяев Земли. Кометы, как мы теперь знаем, могут не только способствовать появлению жизни, но и менять путь ее эволюции, и вполне вероятно, что в какой-то из далеких звездных систем это происходит прямо сейчас…