Кара небесная. Космическое миропонимание - Евгений Кузьменков

Рис. 8. Железные и никелевые микросферы из космической пыли.

Обозначения: 1– микросфера с грубой сетчато-бугристой поверхностью; 2 – микросфера с грубой продольно-параллельной поверхностью; 3 – микросфера с элементами кристаллографической огранки и грубой ячеисто-сетчатой текстурой поверхности; 4 – микросфера с тонкой сетчатой поверхностью; 5 – микросфера с кристаллитами на поверхности; 6 – агрегат спекшихся микросфер с кристаллитами на поверхности: 7 – агрегат микросфер с микроалмазами; 8, 9 – характерные формы металлических частиц.

Значительная часть космических тел состояла из пыли, которая рассеивалась и оседала на протяжении нескольких сотен лет, образовав существенную примесь в осадочных породах. Падение космических тел оказало губительное влияние на состояние биосферы. Это было вызвано двумя причинами. Во-первых, газами, содержащими отравляющие соединения азота, углерода и дейтерия, цианид водорода и др. Во-вторых, образованием плотного пылевого облака, которое на протяжении многих лет тормозило процессы фотосинтеза, что, в свою очередь, вместе с тепловым шоком могло привести к гибели планктона, а со временем и тех организмов, которые им питались. Вместе с тем, выпадение осадков в большом количестве увеличивало размер планеты, что понижало содержание кислорода.

Запись о падении множества космических тел найдена в геологической летописи планеты. Изучалось содержание иридия в морских осадках, (иридий переходит в морские осадки с космической пылью и, таким образом, мог бы характеризовать скорость их образования). Ядра иридия-191 захватывают нейтроны, образуя радиоактивный изотоп иридий-192, содержание которого устанавливается по интенсивности гамма-излучения с энергией в 316 и 468 тысяч электрон-вольт. Среди известковых слоёв была обнаружена тонкая (около 1 см) прослойка глины, которая была чрезвычайно (в 30 раз и более) обогащена иридием. В глине было определено и повышенное содержание элементов, сопровождающих иридий в метеоритах, – никеля, кобальта, осмия, палладия, рения, рутения и платины, притом в тех же пропорциях, как если бы к глине добавили несколько процентов метеоритного вещества.

Палеонтологи определили, что выше и ниже этой прослойки глины видовой состав наипростейших организмов, которые образуют известковый осадок, резко меняется. До образования глинистой прослойки море населяли 59 видов планктонных, т. е. пассивно движущихся с морскими течениями и волнами черепашек. Из этого количества на границе с глиной исчезли 55 видов, 3 вида перешли в глину, но исчезли в известковом слое, который располагается выше, и только один вид пережил какое-то тяжёлое для себя время. Его черепашки встречены в осадках, залегающих выше глины.

Возраст этой прослойки оказался равным 65 млн. лет. Это образование разделило две геологические эры – мезозойскую и кайнозойскую – эру средней и новой жизни. Пограничная прослойка, обогащённая иридием и другими космогенными элементами, была обнаружена повсюду, где не было перерыва в образовании осадков, в осадочных породах в США, в осадках Тихого океана, на полуострове Мангышлак. Выделяемые иридием-192 альфачастицы – очень опасные для организмов радиоактивные соединения. Период его полураспада составляет не менее 70 лет. Эта прослойка обнаружена не менее чем в 56 пунктах земного шара. Поскольку геологические границы проводились по палеонтологическому принципу, т. е. по изменению характера окаменелостей, то, очевидно, что на этой границе, знаменующей смену эр, произошло резкое изменение состава обитателей Земли – быстрое вымирание большинства видов планктона, многих других организмов и более медленное гигантских рептилий. Они вымирали постепенно на протяжении многих тысячелетий, что было вызвано резкими нарушениями биологического равновесия – исчезновением и ухудшением источников питания, нарушением существования популяции, другими побочными причинами. После образования прослойки, соответствующей катастрофе, на протяжении 15 тысяч лет фиксировалось наличие почти исключительно придонной микрофауны, развитие которой не требует света.

Массу космического вещества, покрывшего Землю в последнее время, можно определить в 1018 тонн. Кроме горячих азотнокислых и дейтериевых дождей, выпавших после катастрофы, огромный ущерб высшим растениям был нанесён невиданными пожарами, происходившими повсеместно, о чём говорят значительные количества сажи, найденные в соответствующих породах. Количество сажи говорит о том, что сгорело около 90% мировых лесных массивов того времени. А азотнокислые и дейтериевые дожди способствовали торможению процесса фотосинтеза (и это помимо запылённой атмосферы), повреждению дыхательных систем организмов, насыщению состава почв ядовитыми веществами, уничтожению листвы растений, а также растворению известковых раковин и скелетов живых существ.

В переходном слое глины между двумя геологическими границами – мелом и палеогеном возраста 65 миллионов лет, а также на двух уровнях в вышележащих отложениях палеоцена в разрезе Гамс в Восточных Альпах (Австрия) найдено множество металлических частиц и микросфер космического происхождения [8]. Они значительно разнообразнее по форме, текстуре поверхности и химическому составу, чем все известные до сих пор этого возраста в других регионах мира. Космическое вещество представлено мелкодисперсными частицами различной формы, среди которых наиболее распространенными являются магнитные микросферы размером от 0.7 до 100 мкм, состоящие на 98% из чистого железа или магнетита, некоторые из них имеют примеси хрома, сплава железа и никеля (аваруита), а также из чистого никеля. Некоторые частицы Fe-Ni содержат примесь молибдена (Mo). Никогда прежде не попадались и частицы с высоким содержанием никеля и значительной примесью молибдена, микросферы с наличием хрома и куски спиралевидного железа. Кроме металлических микросфер обнаружены микроалмазы совместно с микросферами чистого никеля.

Некоторые сферы имеют гладкую поверхность, другие – сетчато-бугристую поверхность, третьи покрыты сеткой мелких полигональных или системой параллельных трещин, отходящих от одной магистральной трещины. Они бывают полыми, скорлуповидными, заполненными глинистым минералом, могут иметь и внутреннее концентрическое строение. Металлические частицы и микросферы железа сосредоточены на нижних и средних горизонтах. Микрометеориты представляют собой оплавленные частицы чистого железа или железоникелевого сплава; их размеры – от 5 до 20 мкм. Многочисленные частицы аваруита приурочены к верхнему уровню, тогда как чисто железистые присутствуют в нижней и верхней частях переходного слоя. Частицы в виде пластин с поперечно-бугристой поверхностью состоят только из железа, их ширина – 10–20 мкм, длина – до 150 мкм. Они слегка дугообразно изогнуты. В его нижней части также встречены железоникелевые пластины с примесью молибдена.

Пластины из сплава железа и никеля имеют удлиненную форму, слегка изогнуты, с продольными бороздками на поверхности, размеры колеблются в длину от 70 до 150 мкм при ширине около 20 мкм. Железистые пластины с продольными бороздками по форме и размерам идентичны пластинам железоникелевого сплава. Особый интерес представляют частицы чистого железа, имеющие форму правильной спирали. В основном они состоят из чистого железа, редко это сплав. Частицы спиралевидного железа встречаются в верхней части переходного слоя и в вышележащем прослое песчаника. Спиралевидная частица железо-никеля-молибдена найдена в основании переходного слоя. В верхней части этого слоя присутствовало несколько зерен микро алмазов, спекшихся с микросферами никеля. Микро зондовые исследования никелевых шариков показали, что эти шарики состоят из практически чистого никеля под тонкой пленкой окиси никеля. Столь чистый никель в виде шариков с хорошо кристаллизованной поверхностью не встречается ни в магматических породах, ни в метеоритах, где никель обязательно содержит значимое количество примесей. Ранее микро алмазы были найдены в переходном слое на границе мела и палеогена в Мексике.

Микросферы Гамса с концентрическим внутренним строением аналогичны тем, что были добыты экспедицией «Челленджер» в глубоководных глинах Тихого океана. Таким образом, переходный слой глины в Гамсе имеет гетерогенное строение и отчетливо подразделяется на две части. В нижней и средней частях преобладают частицы и микросферы железа, тогда как верхняя часть слоя обогащена никелем: частицами аваруита и микросферами никеля с алмазами. Это подтверждается не только распределением частиц железа и никеля в глине, но также данными химического и термомагнитного анализов.

Рис. 9.Темная прослойка – граница раннего дриаса.

Сравнение данных термомагнитного анализа и микро зондового анализа свидетельствует о чрезвычайной неоднородности в распределении никеля, железа и их сплава в пределах слоя. Обращает на себя внимание и то, что спиралевидное железо встречается преимущественно в верхней части слоя. Подчеркнем, что столь явная дифференциация по железу, никелю, иридию, проявленная в переходном слое глины в Гамсе, имеется и в других районах. Так, в американском штате Нью-Джерси в переходном (6 см) сферуловом слое иридиевая аномалия резко проявилась в его основании, а ударные минералы сосредоточены только в верхней (1 см) части этого слоя. На Гаити на границе мела и палеогена и в самой верхней части сферулового слоя отмечается резкое обогащение никелем и ударным кварцем.