Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир [litres] - Тим Грегори

Штаннернский метеорит оказался на тот момент уникальным. Под глянцевитой оплавленной коркой залегала пепельно-серая мелкозернистая порода, настолько мягкая, что крошилась под пальцами. Хоть это и был камень, по своим геологическим характеристикам он отнюдь не напоминал другие каменные метеориты – такие как Уолд Коттедж. Ученые быстро заметили его поразительное сходство с породами, обычными для островов вулканического происхождения.

Странный метеорит состоял главным образом из пироксена и плагиоклаза, основных компонентов земных вулканических базальтов. Метеорит Штаннерн был в буквальном смысле куском базальтовой породы, свалившимся из космоса. К 1900 году в Европе, Северной Америке и Индии были зарегистрированы падения еще девяти метеоритов похожей геологической природы. Они были легко отличимы от других, «обычных», типов каменных метеоритов и названы «эвкритами», от греческого слова 8i)Kpivf|g (эвкринес), что и означает «легко отличимый».

Минералы, из которых состоят эвкриты, должны были – как базальты на Земле – иметь вулканическое происхождение, но достаточно беглого взгляда на тонкий срез эвкрита, чтобы заметить их хаотическую структуру. Взаимосвязь кристаллов, обычная для магматических земных пород, здесь отсутствует. Геометрически правильные кристаллические формы, характерные для пироксена и полевого шпата в земных базальтах, в эвкритах почти не встречаются: кристаллы выглядят вкрапленными в массу камня осколками неправильной формы, случайным образом соединяющимися друг с другом. Многие из них смешаны с вулканическим стеклом – это свидетельствует о том, что в некоторый момент своей истории эвкриты подверглись мощному разрушающему воздействию.

Представитель другого необычного вида каменных метеоритов обнаружился в небольшой коллекции небесных камней, собранных на Восточно-антарктическом ледяном щите японскими исследователями в 1969 году. Под его почерневшей корой оказался целый ассортимент громадных кристаллов ортопироксена, некоторые размером с доброе куриное яйцо, перемежавшихся то здесь, то там случайно разбросанными меньшего размера кристаллами оливина и полевого шпата. Ортопироксеновые кристаллы, как и на Земле, должны были образоваться в залегающих глубоко под поверхностью магматических камерах. Большинство этих кристаллов, хоть и превосходили размерами те, что присутствуют в ховардитах и эвкритах, были на них очень похожи своими остроугольными очертаниями и хаотическим расположением. Сейчас известно уже почти 500 небесных камней такого типа; этой группе метеоритов присвоено название «диогенитов».

По своим геологическим особенностям базальтовые фрагменты пироксена и полевого шпата в эвкритах идентичны базальтовым фрагментам, обнаруживаемым в ховардитах. Подобным же образом фрагменты ортопироксена в составе диогенитов идентичны ортопироксеновым фрагментам ховардитов, вплоть до деталей их химического состава. Все выглядит так, будто ховардиты представляют собой однородную смесь двух различных типов метеоритов – эвкритов и диогенитов. Если бы вы могли смешать эвкрит и диогенит в блендере, получился бы ховардит. Это наблюдение можно объяснить простой, но ошеломляющей гипотезой: ховардиты, эвкриты и диогениты произошли из одного и того же астероида.

Эти три различные группы метеоритов содержат идентичную смесь изотопов кислорода, что убедительно подтверждает возможность их происхождения из одного родительского тела. Ховардиты (Н), эвкриты (Е) и диогениты (D) образуют «метеоритный клан HED», изучение которого дает нам беспрецедентную возможность проследить геологическую эволюцию их материнского астероида. Сейчас по всему миру собрано более 2 200 HED-метеоритов3 общей массой более чем в полторы тонны. Это значит, что от родительского астероида клана HED у нас вчетверо больше материала, чем от Луны, – если сложить образцы, собранные экипажами Apollo, автоматическими станциями «Луна», и лунные метеориты. В отличие от железных и железокаменных метеоритов, клан HED зародился в неглубоких слоях родительского астероида – не глубже нескольких десятков километров. Все они – образцы пород коры, наружной каменной оболочки планеты.

Мир бурлящей магмы

Эвкриты рассказывают нам о полыхающем прошлом их материнской планеты, рисуют картины огненного мира. Базальтовая природа их кристаллов ясно свидетельствует об удивительном явлении: их родительский астероид проявлял вулканическую активность на самых ранних этапах своей истории. Некоторые из холодных каменных миров, которые мы сегодня видим в поясе астероидов, тоже когда-то были вулканическими провинциями; их поверхности напоминали рельеф нынешних Гавайских островов. Из расплавленных кратеров извергались фонтаны огня; потоки лавы толстыми слоями заливали все вокруг. Выброшенные высоко вверх расплавленные массы выпадали на поверхность огненным дождем и собирались в огромные раскаленные докрасна озера. Ползущие из них языки лавы быстро застывали в леденящем холоде внешнего пространства, образуя мелкозернистые базальты. Куски этой коры мы сегодня и распознаем в эвкритах. А ниже, под расплавленной поверхностью родительского астероида клана HED, лежал мир диогенитов. Огромные подземные бассейны магмы кипели и бурлили, постепенно охлаждаясь до точки, при которой из жидкого камня возникали кристаллы ортопироксена. Изолированные от внешнего пространства километрами камня и магмы, они остывали очень медленно, вырастая до гигантских размеров прежде, чем спуститься вниз и присоединиться к огромным скоплениям больших кристаллов у основания подземных пустот.

Общее для этих трех групп метеоритов то, что все они носят следы разрушений: от былой идеальной формы магматических кристаллов теперь остались только осколки. У астероидов, как и у Луны, нет атмосферы, которая защищала бы их поверхность от космических бомбардировок. На протяжении многих миллиардов лет на них обрушивался град сокрушительных ударов. Именно так метеориты клана HED и приобрели свою осколочную геологическую структуру: удары расщепляли магматические кристаллы снова и снова. Признаки ударного разрушения отличают весь геологический облик ранней Солнечной системы.

Удары колоссальной силы выбили в коре родительского астероида клана HED глубокие кратеры. При этом из недр планеты, из глубоких слоев ее коры на поверхность выбрасывались фрагменты диогенитов, которые смешивались с обломками мелко залегавших в коре эвкритов. Соединяясь друг с другом, эти разнородные фрагменты порождали третью, последнюю группу представителей клана HED – группу ховардитов. Снова и снова космическая бомбардировка пробивала поверхность астероида, и с каждым разом скальные породы, образовывавшие его кору, выбрасывались наружу и разрушались все больше и больше. Некогда огромные камни крошились на микроскопические фрагменты, которые затем объединялись в новые структуры.

Мощнейшие волны сжатия, проходившие сквозь обломки камня во время ударных событий, вызывали мгновенные подъемы температуры вещества – настолько сильные, что крохотные камешки плавились, сразу же сливаясь и образуя вулканическое стекло. Оно действовало как клей, цементировавший каменные зерна в единую массу. Отдельные беспорядочно разбросанные скальные фрагменты в ходе этого процесса снова образовывали большие каменные массы. Во многие ховардиты вкраплены отдельные участки, сами состоящие из сплавленных в одно целое эвкритов и диогенитов: это ховардиты внутри ховардитов. В таких структурах отражаются четыре с половиной миллиарда лет непрерывного и неумолимого преобразования каменистой поверхности их родительского астероида.

Поиски родительских астероидов

Сейчас нам известно более 60 000 метеоритов и почти 800 000 астероидов.