Удивительная Солнечная система - Александр Громов

Пока же приходится исследовать то, что сформировалось у нас «под боком», в Солнечной системе. Помимо грубого деления метеоритов на железные, железо-каменные, каменные и углистые хондриты существует более детальная классификация. Она отражает минеральный состав и связана с классификацией астероидов, разделенных на несколько типов по их альбедо.

К типу С принадлежат астероиды с низком альбедо. Их состав: силикаты и углерод. Это самый распространенный тип астероидов – но не метеоритов. Метеоритный аналог – углистые хондриты.

У типа S альбедо умеренное. Состав: силикаты и металл. Типичные представители: Флора, Эвномия, Гаспра, Ида. Свободного железа в них до 25 %. По-видимому, эти астероиды представляют собой осколки нижней мантии довольно большого родительского тела, успевшего заметно проэволюционировать. Среди метеоритов им соответствуют железо-каменные метеориты.

Тип М объединяет астероиды также с умеренным альбедо, но более высоким содержанием металлов. Об их составе можно сказать так: металл с примесями. Метеоритный аналог: железоникелевые энстатитовые хондриты. (Под хондритами понимаются метеориты с хондрами – примесями в виде более или менее крупных включений металла, обычно округлых. Энстатит – минерал из группы пироксенов, класса силикатов.)

К типу Е относятся чисто каменные астероиды с высоким альбедо и силикатным составом. Этому типу соответствуют энстатитовые ахондриты, то есть каменные метеориты, лишенные хондр.

У типов R и Q альбедо варьирует в пределах от среднего до высокого. Состав: оливин, пироксен и металл. Метеоритный аналог: обычные хондриты.

К типу V принадлежат каменные астероиды с составом: пироксен + фелдспар. Метеоритные аналоги отсутствуют.

Наконец, тип А объединяет астероиды, состоящие из оливина и металла. Альбедо умеренное. Этим астероидам соответствуют брахиниты.

Больше всего в космосе астероидов типов С, S и М. В Главном поясе их количественное соотношение составляет 7:5:1. Однако среди астероидов, сближающихся с Землей, соотношение иное: 3:7:1, а если брать только найденные метеориты, то количество углистых хондритов среди них еще меньше: 1–2%. В общем-то это неудивительно, если учесть низкую механическую прочность этого типа метеоритов. Фрагментация на довольно большой высоте и полное сгорание обломков в атмосфере – вот, по-видимому, удел большинства из них.

Странно, что астероиды типа Q обнаружены только среди астероидов, сближающихся с Землей, а в Главном поясе почему-то нет. Эту загадку еще предстоит разрешить.

Полагаю, вы заметили, что, говоря об астероидах и каменных метеоритах, нам постоянно приходится упоминать силикаты.

Это и неудивительно: кремний и кислород – чрезвычайно распространенные во Вселенной элементы и, естественно, одни из основных «строительных материалов» для твердых тел. В земной коре доля силикатов достигает 80% по массе. Весьма распространенный (хотя бы в виде песка) на земной поверхности кварц – оксид кремния – сильно уступает по распространенности солям кремниевой кислоты – разнообразным силикатам. Речной или карьерный песок совсем не обязательно кварцевый – он может быть продуктом разрушения тех или иных полевых шпатов (тоже силикаты), причем это даже более вероятно. То же самое, и с еще большей силой, наблюдается в мантии. Базальты – те же силикаты. Силикатом является и оливин (помните «оливиновый пояс» из «Гиперболоида инженера Гарина»?), имеющий химическую формулу (Mg, Fe)2SiO4, и если содержащие оливин метеориты выведены в отдельный тип, то это сделано только потому, что такие метеориты многочисленны и отличны от прочих.

Словом – скучно для дилетанта, а порой и для геолога. Разнообразные силикаты и железо, железо и разнообразные силикаты… Немного соединений серы и фосфора – обычно в виде мельчайших включений, выглядящих на полированной поверхности метеорита под микроскопом как золотистые искорки. Совсем редко – мелкие (доли миллиметра) кристаллики алмазов. Еще некоторые минеральные включения. И – практически всё. Нет даже намека на огромное минеральное богатство, характерное для нашей планеты.

Ничего удивительного. Если на планетоиде нет текучей воды и заведомо нет жизни, то какого же минерального богатства можно ожидать? Откуда ему взяться? В отсутствие воды и жизни на планетоиде может реализоваться лишь ограниченный набор физических условий, в которых возникают минералы. Не зря на Земле их насчитывается несколько тысяч – куда больше, чем в метеоритах!

Правда, в углистых хондритах неоднократно было найдено органическое вещество: аминокислоты, карбоновые кислоты, простые и даже сложные сахара, а также несколько родственных сахарам кислот и спиртов, в частности глицерин. Из этого факта родилась популярная гипотеза: жизнь на Земле возникла из «материала», доставленного из космоса астероидами и кометами. Однако от несложных органических соединений до такого сложнейшего явления, как жизнь, «семь верст и все лесом» – это первое. В метеоритном органическом веществе отсутствует «хиральная чистота», обязательная для органики живых организмов, – это второе. И третье: откуда следует, что физические условия на астероидах и кометах сильнее благоприятствовали органическому синтезу, чем условия на древней Земле? Похоже, дело обстояло как раз наоборот. Почти наверняка какое-то количество несложной органики попадало на катархейскую Землю из космоса, но оно не шло ни в какое сравнение с объемом той же самой органики, синтезирующейся на самой Земле в результате добиологических процессов. Нет никаких оснований утверждать, что «первотолчком» к возникновению жизни на Земле послужила «гуманитарная помощь» из космоса.

В качестве «экзотики» можно еще упомянуть о кристалликах каменной соли, обнаруженных в метеорите, упавшем в 1998 году в Техасе, США. Этот метеорит оказался в руках ученых спустя менее двух суток после падения. Исследователям пришлось признать, что кристаллики соли в теле метеорита имеют космическое происхождение. В соляных кристалликах обнаружены крошечные пустоты, заполненные водой. Одновременно та же группа ученых сообщила о найденных капельках воды в теле другого метеорита.

Это как будто говорит о том, что 4,5 млрд лет назад вода в крайне молодой Солнечной системе не была редкостью. Хотя… она и теперь далеко не редкость. Ледяные панцири спутников больших планет и кометы указывают на это с полной определенностью. Пожалуй, даже странно, что вода в метеоритах не была обнаружена раньше. Иной вопрос: имелась ли она в жидком виде на поверхности тех злосчастных планетоидов, что породили Главный пояс астероидов? Скорее нет, чем да.

О метеоритах можно говорить еще долго и детально: описывать многочисленные случаи падения (рис. 77), вид и состав конкретных метеоритов и т. д. Пожалуй, в популярной книжке нет смысла этого делать. Зато есть смысл поговорить о том, сколько всего в Солнечной системе «каменной мелочи».

Рис. 77. Метеоритный кратер

Самое наглядное ее проявление – зодиакальный свет. В южных широтах (обычно не более 50° широты) в весеннее время после захода Солнца и наступления темноты в отсутствие Луны и при хорошей прозрачности неба можно видеть слабо светящийся туманный конус, наклонно поднимающийся из-за западного горизонта. В осеннее время то же явление можно наблюдать на востоке перед рассветом. Угол наклона конуса к вертикали равен географической широте места наблюдения. Чем ближе к экватору, тем ярче зодиакальный свет и тем вертикальнее «высовывается» из-за горизонта конус. В экваториальных областях яркость зодиакального света сравнима с яркостью Млечного Пути. В редких случаях и только при безупречно прозрачном и темном небе два конуса – западный и восточный – сливаются. В месте их контакта порой наблюдается противосияние – размытое округлое пятно света, выглядящее как вздутие на слабо светящейся полосе.

Что же это такое – зодиакальный свет?

Об этом говорит сама его «геометрия». В пределах Солнечной системы путешествуют по своим орбитам многие миллиарды мелких астероидов и просто камней размером от глыб до песчинок и пылинок. Вся эта несусветная толпа малых и мельчайших тел концентрируется к плоскости эклиптики, образуя колоссальный диск, утолщенный посередине. Мы тоже находимся в плоскости эклиптики и видим диск с ребра – утолщенный ближе к Солнцу и утончающийся по мере удаления от него. Спектр зодиакального света однозначно показывает, что светят (отраженным светом, естественно) именно камни, камешки и пылинки, а не межпланетный газ. Природа противосияния тривиальна: частицы, расположенные дальше от Солнца, чем Земля, отражают свет всей поверхностью, как Луна в полнолуние, а не частью ее, как, скажем, Луна в первой четверти.