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

природы повсюду одинаковы – что для чашки чая на нашем столе, что для астероида, несущегося по орбите вокруг Солнца между Марсом и Юпитером: малые тела остывают быстрее больших. Причина этого проста и изящна: все дело в отношении площади поверхности к объему. Планеты (да и астероиды) можно (приближенно) считать сферическими по форме; их объем пропорционален кубу радиуса, а площадь поверхности – квадрату.5 Получается, чем крупнее небесное тело, тем больше тепла оно содержит и тем менее эффективно отдает его окружающему пространству через свою малую по сравнению с объемом площадь поверхности. Короче, чем крупнее тело, тем дольше оно хранит тепло.

Крошечные по сравнению с планетами астероиды остыли невероятно быстро. Даже самые крупные из них спустя несколько миллионов лет после своего образования сделались холодными, как камень. По человеческим меркам это, может, и долго, но когда речь идет о метеоритах, мы должны придерживаться геологической шкалы времени. Если мы сожмем всю планетарную историю Земли до одних суток продолжительностью в двадцать четыре часа, то окажется, что астероиды остыли за первые полчаса или чуть больше и с тех пор оставались ледяными. А Земля, к примеру, в свои 4,6 миллиарда лет все еще производит достаточно тепла, чтобы каждый день извергать на поверхность реки жидкой, разогретой докрасна лавы.

Остынув так быстро, астероиды на протяжении всей своей истории оставались в геологическом смысле мертвыми мирами – скальные породы в их составе сохраняли свое первоначальное состояние, если не подвергались случайным ударным воздействиям. Поэтому такие породы – когда их образцы падают на Землю в виде метеоритов – могут рассказать нам о более далеком прошлом, чем любой земной камень.

А из всех историй, рассказываемых небесными камнями, наверное, самая грандиозная и поразительная – история о том, как постепенно складывался и воздвигался наш космический дом: Солнечная система.

3. Пыль из газа, миры из пыли

Каждый из нас проживает свою жизнь на Земле. Земля – космический дом человечества. Значение Земли для нас огромно. Ее планетарная история тесно переплетена с нашей, человеческой.

Глубокое волнение охватывает нас, когда мы видим фотографии нашей голубой планеты, снятые из космоса. Это наш дом. Такую же глубокую связь с Землей ощущали наши предки. Вопросы о том, как возникла наша планета и как появились на ней мы сами, впервые встали перед людьми в глубокой древности. Пытаясь ответить на них, все культуры и религии планеты создавали свой миф о сотворении мира. Насколько нам на сегодняшний день известно, Земля – единственное место во Вселенной, в котором состоящее из молекул вещество развилось до разумного состояния и способно задавать себе вопрос о своем происхождении. И насколько нам пока известно, мы, люди, – единственные элементы Вселенной, способные найти что-то похожее на ответ на этот вопрос. Раздумывать о том, откуда мы взялись, – неотъемлемая часть понятия «быть человеком». Этот вопрос живет в каждом из нас.

Человеческое тело состоит из примерно десяти октиллионов атомов: часть из них приходит из воздуха, которым мы дышим, из воды, которую мы пьем, из пищи, которую едим. А там они, в свою очередь, берутся из богатой кислородом земной атмосферы, из воды, текущей по земной поверхности и падающей дождем с неба, и, если говорить о пище, из растений, которые мы выращиваем в почве, а также из газов, присутствующих в воздухе. Когда мы едим, пьем и дышим, какое-то количество атомов, поступающих в наши тела извне, остается в них – эти атомы участвуют в создании новых клеток и, по крайней мере на время, становятся частью нашего внутреннего строения, нашего «я». Мы все в буквальном смысле являемся частью Земли, состоим из ее вещества. Вопросы о том, как образовалась Земля и откуда взялись мы сами, оказываются, если углубиться в прошлое достаточно далеко, одним и тем же вопросом.

Мы живем в такую эру человеческой истории, когда после двухсоттысячелетних раздумий нам наконец начинает открываться понимание истинной глубины наших планетарных и небесных корней. И в этом великом пробуждении метеориты играют ключевую роль.

Туманность

Астрономы давно заметили, что все в Солнечной системе, за немногими случайными исключениями, вращается одним и тем же образом. Все планеты, кометы и астероиды обращаются по орбитам вокруг Солнца в одном и том же направлении, как огромный часовой механизм; в том же направлении обращается вокруг своих материнских планет огромное большинство лун Солнечной системы; осевое вращение шести из восьми планет и почти всех их спутников направлено в ту же сторону.[5] Даже Солнце, непрестанно бьющееся звездное сердце нашей планетной системы, в том же направлении совершает вокруг своей оси один оборот за двадцать пять земных дней. Как будто вся Солнечная система захвачена неким вечным и нескончаемым водоворотом.

К тому же Солнечная система невероятно плоская. Если рассматривать ее «с ребра», оказывается, что околосолнечные орбиты планет и главных лун сосредоточены в одном очень тонком плоском слое, будто концентрические бороздки на невидимой виниловой пластинке. Именно так и можно представить себе относительную толщину Солнечной системы, если мысленно сжать ее так, чтобы диаметр орбиты Нептуна – самой далекой от Солнца планеты – был бы равен двадцати сантиметрам. Только орбиты астероидов и комет, которые по сравнению с планетами выглядят мелкими обломками, могут заметно выходить за пределы толщины этой «пластинки»: наклоны орбит некоторых астероидов достигают сорока пяти градусов, а орбиты комет могут быть ориентированы к главной плоскости планетных орбит и под прямым углом.

Первую серьезную попытку объяснить природу «водоворота», в который вовлечено движение тел Солнечной системы, предпринял немецкий философ Иммануил Кант в своей вышедшей в 1755 году книге Allgemeine Naturgeschichte («Всеобщая естественная история»). Он выдвинул великолепную и тщательно продуманную гипотезу. Кант предположил, что непосредственно после акта сотворения мира Солнечная система представляла собой висящее в космическом пространстве гигантское облако, находящееся в состоянии бесформенного и безликого хаоса.

Согласно гипотезе Канта, это туманное облако медленно вращалось. Отдавая должное ньютоновским представлениям о всемирном тяготении, Кант предположил, что под действием своей собственной гравитации облако начало стягиваться в плотную массу. По мере того как этот процесс коллапса продолжался, гравитационное притяжение росло, и коллапс все более ускорялся. Изначальное вращательное движение тоже ускорялось по мере того, как центральный конденсат становился все более плотным, каким-то образом превратившись наконец в быстро вращающееся прото-Солнце. Дальше Кант описывал, как часть вещества облака не упала на Солнце, а была отброшена от него в радиальных направлениях, оказавшись на круговых околосолнечных орбитах, лежащих в одной уплощенной области пространства; в этом остаточном веществе, по Канту,