[34]. Их состав поистине необычен: помимо кальция и алюминия, обнаружили еще кремний, кислород, железо и другие элементы. Это совершенно не характерно для остальной части ранней Солнечной системы, поэтому считается, что хондриты образовались в высокотемпературном (более 1300 К) протопланетном диске материи на самой ранней стадии Солнечной системы – до того как сконденсировалась основная доля прочего материала.
Углистые хондриты не только дают представление о начале истории Солнечной системы, но и говорят о протяженности ее формирования. В метеорите Альенде есть хондры (включая CAI), для которых уран-свинцовый метод датирования дает возраст 4,567 млрд лет. Иными словами, они на 30 млн лет старше Земли и примерно на 200 млн лет старше самых древних горных пород и минералов на нашей планете. CAI, найденные в углистом хондрите из северо-западной Африки, дали возраст 4,568 22 ± 0,000 17 млрд лет, что делает этого «пришельца» самым старым из когда-либо датированных объектов, и эта величина – хорошая оценка для момента начала формирования Солнечной системы.
Исследования метеорита Альенде и других углистых хондритов продолжаются, поскольку специалисты разрабатывают новые методы, которых не было в 1969 г., и получают новые результаты. В 1971 г. ученые обнаружили крошечные черные отметины (до 10 трлн на кв. см), которые свидетельствовали о воздействии радиации. Это доказывает, что метеорит образовался не вблизи нашей планеты (которая защищена от излучения своим магнитным полем), а далеко от Земли и до того, как у нее появилось магнитное поле, – в те времена, когда объекты Солнечной системы (в том числе древнейшие лунные породы) подвергались интенсивному воздействию радиации. В той же лаборатории Калифорнийского технологического института, которая впервые проанализировала лунные породы (ее в шутку называли Сумасшедшим домом[35]), в 1977 г. обнаружили, что метеорит Альенде содержит формы кальция, бария и неодима, а также криптон, ксенон, азот и другие более редкие элементы, которые, по-видимому, появились из-за ударной волны от какой-то сверхновой: не исключено, что это событие способствовало формированию Солнечной системы.
Еще важнее, что метеорит Альенде оказался богат магнием-26 – редким изотопом, который образуется при распаде радиоактивного алюминия-26. Такой стремительный распад должен был происходить вскоре после образования Солнечной системы. Однако обилие магния-26 в Альенде заставляет предположить, что когда-то этим элементом были богаты все породы Солнечной системы, включая те, которые образовали первоначальную Землю. Если так, можно решить давний вопрос: что именно разогрело раннюю Землю и заставило ее плавиться, отделяя ядро от мантии? Ответ: при массовом распаде алюминия-26 в ранней Земле выделялось более чем достаточно тепла, чтобы многократно расплавить планету.
Жизнь в метеоритах?
Вообще 1969 год оказался весьма знаменательным в деле изучения метеоритов. 28 сентября недалеко от деревни Мурчисон в австралийском штате Виктория упал еще один углистый хондрит (рис. 9.2). Местные жители около 11 утра увидели огненный шар, затем услышали звук его прохождения через атмосферу, а еще примерно через 30 секунд после появления шара ощутили сотрясение. Метеорит уже в полете развалился на три крупных куска, а после удара раскололся вдребезги, образовав поле разброса площадью более 13 кв. км. Были найдены сотни частей массой до 7 кг, а всего собрали более 100 кг фрагментов; один из осколков массой 680 граммов пробил крышу сарая, приземлившись в сено.
Рис. 9.2 Один из самых крупных фрагментов Мурчисонского метеорита, находящийся в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне. Источник: Wikimedia Сommons
Как оказалось, Мурчисонский метеорит еще более важен, чем большинство других углистых хондритов, потому что он содержит органические соединения, которых не находили ни в одном из предыдущих образцов. Первоначальные исследования обнаружили 15 аминокислот, а более поздние анализы с использованием усовершенствованных методов выявили до 70 аминокислот, а также многие другие сложные соединения. Открытие потрясло научное сообщество, потому что аминокислоты являются строительными блоками жизни, и считалось, что они могут рождаться только в небольших теплых водоемах Земли. Еще в 1953 г. в знаменитом эксперименте Миллера – Юри ученые смоделировали атмосферу и океан ранней Земли внутри лабораторного аппарата. Стэнли Миллер и лауреат Нобелевской премии по химии Гарольд Юри продемонстрировали, что простое нагревание смеси аммиака, метана, водорода и воды (но без свободного кислорода) могло на ранней стадии развития планеты породить большинство аминокислот, используемых жизнью[36]. Теперь же Мурчисонский метеорит показал, что такой процесс действительно происходил, был широко распространен и аминокислоты образовались в ранней Солнечной системе задолго до того, как сформировалась наша планета. Некоторые ученые даже предположили, что жизнь на Земле зародилась из тех аминокислот, которые попали на планету из космоса, так что в некотором смысле у земной жизни внеземное происхождение.
Что еще более важно, в аминокислотах Мурчисонского метеорита были смешаны как правосторонние, так и левосторонние молекулы. Это присуще сложным химическим соединениям, в которых молекулы асимметричны и являются зеркальным отражением друг друга. Таким образом, даже если жизнь на нашей планете зародилась от аминокислот, принесенных метеоритами (или если она появилась самостоятельно в каком-нибудь маленьком теплом пруду на Земле), у всей земной жизни только один общий предок, потому что все биологически существенные молекулы (за исключением некоторых сахаров) левосторонние – это свойство они должны были унаследовать от какой-то одной ранней формы, в которой оказались только левосторонние молекулы.
Так что, когда вы в следующий раз посетите музей и увидите выставленный углистый хондрит (особенно если это будет фрагмент метеорита Альенде или Мурчисонского метеорита), проявите к нему уважение. Вероятно, это самый древний объект, с которым вы когда-либо встретитесь, и он является той частью Солнечной системы, что существовала еще до образования планет. Более того, в нем, возможно, таились зачатки зарождения жизни на Земле.
10. Ядра других планетЖелезоникелевые метеориты
Когда я был маленьким, отец взял меня посмотреть метеоритный дождь, и мне было страшно, потому что он разбудил меня среди ночи. Сердце колотилось; я не знал, что он хочет делать. Он не сказал мне, просто посадил в машину, мы поехали, и я видел всех этих людей, лежащих на одеялах и смотрящих в небо.
Кратер споров
Если вы, оказавшись в пустыне Пейнтед-дезерт в штате Аризона, проедете по федеральной трассе I-40 29 км на запад из города Уинслоу или 60 км на восток из города Флагстафф, то увидите поворот на кратер Метеор (рис. 10.1). По знакам вы можете решить, что перед вами просто очередная приманка для туристов, но все не так – это одна из самых удивительных природных достопримечательностей в США. Ее не охраняют Служба национальных парков, Национальная лесная служба, Бюро по управлению земельными ресурсами или какое-либо другое государственное учреждение: она находится в частной собственности. Ранее кратер называли Каньон-Дьябло (Каньон Дьявола), по имени города-призрака примерно в 19 км к северо-западу[38]. Другое бывшее название этого места – кратер Кун-Маунтин.
Рис. 10.1 Кратер Барринджера. (А) Вид сверху. (В) Вид с вала. Источник: Wikimedia Сommons
Сначала геологи, включая легендарного Грова Карла Гилберта из Геологической службы США, опубликовавшего статью о кратере Метеор в 1892 г., настаивали на вулканическом происхождении воронки. Это вполне естественно, поскольку в районе хватает вулканических кратеров, особенно к северу от Флагстаффа, где вершины Сан-Франциско и кратер Сансет – примеры совсем свежих вулканических процессов. У Гилберта была безупречная репутация. Он нанес на карту и описал многие основные характеристики плато Колорадо, доказал, что на месте Солт-Лейк-Сити и солончака Бонневиль некогда находились гигантские озера, а также приезжал в Сан-Франциско и задокументировал геологические изменения, вызванные мощным землетрясением 1906 г. (см. об этом в главе 23).
Гилберт тщательно исследовал кратер и заключил, что он вулканического происхождения либо образовался в результате взрыва перегретого пара. При этом геолог тщательно проверял и версию метеоритного удара. Главным аргументом против такой гипотезы для Гилберта было отсутствие метеоритного материала внутри кратера (хотя ему пришлось объяснить наличие метеоритного железа вокруг кратера совпадением – более ранним падением другого метеорита). Объем разрушенных пород вокруг вала соответствовал объему самого кратера, но в центре не было обнаружено ни избыточной массы железа и никеля, ни какой-либо магнитной аномалии, что указывало бы на наличие метеорита, захороненного глубоко под грунтом. В итоге большинство геологов встали на сторону Гилберта и не сомневались в том, что кратер представляет собой просто жерло вулкана.
Однако были те, кто не согласился с преобладающей точкой зрения. Один из них – минералог Альберт Фут. Несколькими годами ранее Фут получил образцы породы от руководителя местной железной дороги (тот строил железнодорожную линию, которая теперь проходит параллельно автомагистрали I-40) и сразу понял, что это обломки метеорита. Он организовал экспедицию к кратеру и нашел сотни фрагментов, в том числе один весом более 270 кг. Объект, от которого откололись эти фрагменты (рис. 10.2) относился к важному классу железоникелевых метеоритов, то есть состоявших в основном из д