Зачем нужна геология - Дуг МакДугалл
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Но возникла новая загадка. Давно известно, что на планету падает много внеземных материалов — большинство оценок дает величину примерно в сто тонн в день. Однако в основном это крошечные частицы, которые сгорают в атмосфере (такие падающие звезды мы видим в ночном небе), и только очень небольшая часть попадает на Землю в виде заметных метеоритов. Две трети нашей планеты покрыто океанами, и большинство метеоритов попадает в море и там остается. Очень мало людей наблюдало падение метеорита, и вы наверняка не видели их лежащими у себя в саду или в местном парке. Поэтому многочисленные метеориты на антарктическом льду вроде бы не поддавались объяснению. Что же такого особенного в южном континенте, что он собрал больше метеоритов, чем есть где бы то ни было еще?
Как нередко бывает с первоначально загадочными явлениями, нашлось вполне рациональное объяснение. Вскоре оказалось, что помог следующий процесс: метеориты падали в Антарктиде десятки тысяч лет, постепенно накапливались, а затем попадали в небольшие области, известные как области «голубого льда». В одной из этих областей работали японские ученые. Голубой лед возникает в тех местах, где толстые ледники, медленно стекающие с внутренней части континента, натыкаются на какой-то скрытый топографический барьер, например, горный хребет, и их выталкивает вверх. Когда слой льды достигают поверхности, постоянные сильные ветры и сухой воздух Антарктиды разрушают и уносят его, а принесенные ледником метеориты остаются лежать на поверхности. Это похоже на случаи отложения камней и гальки в пустынях, когда ветры сдувают мелкие песчинки, оставляя более тяжелый грубый материал. Подобно гигантской конвейерной ленте, антарктический лед переносит метеориты, выпавшие за тысячи лет, в несколько небольших участков, где лед просто исчезает, а космические камни остаются. После 1969 года в области голубого льда регулярно летом устраивают экспедиции для сбора метеоритов. Ученые всего мира приезжают на континент для таких поисков. Всего за несколько десятилетий найдены десятки тысяч новых образцов, что многократно увеличило запасы в мировых коллекциях.
В чем причина такого интереса к метеоритам? В том, скажут вам многие геологи, что они представляют собой ключи к пониманию того, как сформировалась Земля и Солнечная система. На первый взгляд метеориты не особо отличаются от большинства земных пород. Однако детальное их исследование показывает, что отличия очень велики, и в этом обнаруживается ключ к разгадке их возраста и происхождения. Некоторые древние культуры почитали метеориты, поскольку верили, что те были присланы богами; сегодня их почитают ученые, поскольку эти породы приносят информацию о самых первых эпохах истории Солнечной системы. Почти все метеориты, датированные с помощью радиоизотопных методов, описанных в предыдущей главе, имеют возраст, близкий к 4,5 миллиардам лет, что значительно старше самых старых земных пород. Самый распространенный вид метеоритов — «хондриты» — содержит намеки на те типы материалов, которые пошли на строительство нашей планеты. Действительно, минеральные комплексы в некоторых хондритах, вероятно, во многом представляют состав пород, образовавших Землю.
Хондриты — лишь один из типов метеоритов; все они древние, у каждого есть собственная история, и каждый содержит сведения о том, как создавалась и развивалась наша планета. Например, железные метеориты состоят из твердого железа, которое всегда содержит примесь никеля. Это указывает на то, что такие метеориты — аналоги металлических ядер, находящихся в центре планет (о железном ядре Земли мы поговорим далее в этой главе). Если у вас есть возможность посетить Американский музей естественной истории в Нью-Йорке[11], вы можете прикоснуться к фрагменту одного из таких железных метеоритов, который, вероятно, некогда был частью ядра небольшого астероида. При возрасте в 4,5 миллиарда лет он, несомненно, окажется самым старым предметом, к которому вы когда-либо прикасались. Этот массивный кусок железа массой примерно 34 тонны взят от одного из самых крупных известных метеоритов — метеорита Мыс Йорк, названного (как и все метеориты[12]) по месту находки — в нашем случае по названию мыса Йорк на северо-западе Гренландии. Он был «открыт» в 1894 году американским исследователем Робертом Пири (инуиты знали его уже много веков и использовали в качестве источника железа). Датирование показывает, что метеорит Мыс Йорк упал на Землю примерно 10 тысяч лет назад, распавшись при пролете через атмосферу на множество частей. Образец в Музее естественной истории — самый крупный из многочисленных фрагментов этого тела, выставленных в музеях мира.
В отличие от железных метеоритов, хондриты состоят из месива минеральных зерен, многие из которых встречаются и в земных породах, но кроме них включают никелистое железо, которого в земных породах нет, а также мелкие похожие на мрамор сферические зерна, называющиеся «хондрами»[13] (отсюда и название этого типа метеоритов). Хаотическая текстура хондритов указывает на то, что они образовывались случайным образом из различных компонентов. Их текстура также свидетельствует об очень важном признаке: они никогда не плавились целиком. Более того, отдельные минеральные зерна в хондритах имеют самый древний возраст, когда-либо измеренный с помощью радиоизотопного датирования: они датируются первыми днями существования Солнечной системы. Благодаря этим двум свойствам изучающие их геохимики пришли к выводу, что хондриты приносят нам то, чего мы не можем найти на Земле или в других разновидностях метеоритов: образец того исходного материала, из которого образовались Земля и соседние планеты. Похоже, это неизмененные образцы твердой материи, которая летала в Солнечной системе в момент рождения Земли; есть веские доказательства, что их источник — небольшие астероиды, которые никогда не становились достаточно крупными, а потому не нагревались и не плавились.
Примитивная природа хондритов сделала их основным источником информации об общем химическом составе Земли. Вы можете спросить, почему ключевую роль играют такие редкие камни, когда прямо под ногами у нас вся планета — бери и анализируй. Вы можете также спросить, зачем вообще знать общий состав Земли. Вкратце ответ таков: если мы хотим понять, как Земля дошла до нынешнего своего состояния, нам нужно кое-что знать о ее первоначальном общем составе. Его нелегко установить, когда наш доступ к породам осуществляется только через тонкую внешнюю оболочку планеты, которая сильно отличается от недоступной внутренней части. Однако, используя информацию от хондритов как своего рода проверку в реальных условиях, объединяя данные прямых измерений поверхностных пород и сведения о внутренности планеты, полученные с помощью дистанционного зондирования, геохимики смогли разработать модели для общего состава Земли, которые можно подтвердить независимыми свидетельствами —
