Когда мы установили соединение, Лука написал в чате:
– Пожалуйста, дай мне пять минут, чтобы подготовить файл… У меня потрясающие новости…
Я сразу же ответил:
– Хорошо!!! Но я всю ночь покоя себе не находил!
Лука был не из тех, кто преувеличивает результаты тестов, поэтому я ожидал серьезного прорыва.
– Это будет превосходный сюрприз, – написал Лука. – Поверь мне.
Мне показалось, что прошла целая вечность, пока я сидел перед экраном в нетерпеливом ожидании. Наконец из Флоренции поступил большой файл. Я открыл его, и, когда появилось изображение, глаза у меня расширились, а дыхание перехватило. Я не мог поверить в то, что видел. Лука обнаружил крупицу стишовита.
Я чувствовал, как в моей голове начали проноситься потенциальные следствия этого открытия.
– Потрясающе! – написал я. – Насколько точно идентифицирован стишовит?
– На все сто процентов, – ответил он.
Стишовит – знаменитый минерал, названный в честь советского физика Сергея Стишова, который впервые синтезировал его в своей лаборатории в 1961 году. Он образуется только при очень высоких давлениях, примерно в 100 000 раз превышающих атмосферное давление на уровне моря. Вскоре после открытия в лаборатории природный образец стишовита был обнаружен в Аризонском метеоритном кратере. При дальнейшем исследовании ученые доказали, что он образовался в результате сверхскоростного столкновения метеорита с Землей.
Открытие стишовита во флорентийском образце хатыркита подтвердило нашу гипотезу о его естественной природе. Давление, необходимое для его создания, не достигается ни в одном промышленном процессе. Стишовит хорошо известен как индикатор сверхвысокого давления, далеко выходящего за рамки любых обычных геологических процессов на поверхности Земли.
По химическому составу стишовит совершенно непримечателен – это диоксид кремния, SiO2. Один атом кремния на два атома кислорода. Эта же химическая формула соответствует обычному песку или оконному стеклу. Отличительной чертой стишовита является расположение атомов. Тут все аналогично ситуации с атомами углерода, которые на поверхности Земли образуют одну кристаллическую решетку, соответствующую графиту, а при высоких подземных давлениях – другую, дающую алмаз. Молекулы диоксида кремния также образуют различные кристаллические решетки в зависимости от условий формирования: при обычном давлении получается песок, а при сверхвысоком – стишовит.
Различие между стишовитом и песком однозначно выявляется по расположению четких брэгговских пиков и расстояниям между ними на электронной дифракционной картине. Лука уже провел эти проверки и прислал мне серию дифракционных картин, которые не оставляли сомнений относительно образца.
Несколько дней спустя Лука прислал мне по электронной почте увеличенное изображение крошечной области стишовитового зерна, которое таило в себе еще более потрясающие новости.
Размытое черно-белое изображение, представленное ниже, может показаться невзрачным. Но с научной точки зрения фотография поистине удивительна.
На снимке нечто очень редкое окружает нечто невозможное. Стишовит, серебристый материал, – редкий минерал. На изображении видно, что он окружает черное пятно – икосаэдрический квазикристалл, который когда-то считался невозможным. На самом деле “дважды невозможным” – вот более точное описание этого квазикристалла. Во-первых, он невозможен из-за запрещенной симметрии пятого порядка. А во-вторых, невозможен из-за химического состава, включающего металлический алюминий, который никогда прежде не встречался в природе.
Мы знали, что стишовит образуется лишь под воздействием высокого давления, которое достижимо только при определенных обстоятельствах: глубоко под землей, при столкновении в космическом пространстве или в результате удара очень большого метеорита о поверхность Земли. Возникающее при этом давление намного превышает все значения, достижимые при любой обычной человеческой деятельности.
В данном случае мы сразу исключили возможность образования квазикристалла при падении на Землю большого метеорита. Это расплавило бы богатый алюминием металл, обнаруженный по всему флорентийскому образцу, и привело бы к его химическому соединению с кислородом земной атмосферы.
Тот факт, что квазикристалл выдержал высокое давление, необходимое для образования стишовита, преподал нам еще один урок. Мы узнали, что квазикристалл уже существовал, когда формировался стишовит, и что вместе они сумели выдержать такие сверхвысокие давления, которые встречаются лишь далеко за рамками человеческой деятельности.
Это было прямым доказательством естественного происхождения, которое искали Линкольн и Гленн.
Я немедленно позвонил Линкольну, чтобы поделиться с ним этими захватывающими новостями. И с огромным удовольствием составил электронное письмо Гленну, приложив свежее изображение от Луки вместе с нашим анализом. Мне не терпелось узнать, будет ли его реакция, как обычно, скептической. В ответ он немного нервно подстраховал свою ставку:
Если это действительно стишовит и внутри него действительно квазикристалл, это вообще все меняет.
Теперь можно было отбросить почти все наши прежние теории формирования флорентийского образца. Он не мог быть шлаком. Его не могли создать артельщики, развлекаясь у костра. Он не мог быть продуктом выхлопа реактивного самолета. Не мог быть произведен взрывом или изготовлен в обычной лаборатории. Его не могли породить ни молния, ни гидротермальный выход, ни вулканы. Ни одна из теорий, выдвигавшихся другими авторами, не обеспечивала того экстраординарного давления, которое необходимо для образования стишовита.
То, как стишовит и квазикристалл сплавились вместе, было не менее показательно. У нас появилось доказательство того, что квазикристаллы не такие уж хрупкие, как предполагалось ранее. Поскольку квазикристалл был полностью заключен в зерно стишовита, это означало, что он способен выдерживать сверхвысокие давления.
Гленн согласился со всеми этими пунктами, но хотел исключить любые возможные альтернативные объяснения, какими бы сомнительными они ни казались. В качестве последнего аргумента он попросил нас подумать, не может ли образец быть результатом испытания атомной бомбы. Мы с Лукой легко исключили эту идею, поскольку измерения показали, что в образце нет никаких тяжелых элементов, которые были бы побочными продуктами ядерного взрыва.
Осталось всего две правдоподобных теории, которые могли бы объяснить присутствие стишовита. Образец мог возникнуть во внутреннем пространстве Земли, в тысячах километров под поверхностью, и попасть во внешнюю кору в суперплюме. Или это мог быть гость извне нашей планеты, фрагмент, возникший при разрушительном столкновении в космосе двух астероидов.
Какая из этих версий верна? И как нам ее доказать?
Глава 16Икосаэдрит
Изнутри или извне? Вот в чем вопрос.
В моем понимании метеоритная теория, отсылающая к космосу, всегда была приоритетным объяснением происхождения наших природных квазикристаллов. Метеориты содержат гораздо более широкий спектр металлов и металлических сплавов, чем земные минералы. Но нам нужно было нечто большее, чем рациональные соображения. Нам требовалось неоспоримое доказательство.
Двумя месяцами ранее Эд Столпер рекомендовал мне решить этот вопрос, проанализировав содержание в нашем образце редких изотопов кислорода. Он направил меня к геохимику Джону Эйлеру, который, среди прочего, изучал происхождение и эволюцию метеоритов. Однако до обнаружения стишовита я не чувствовал в себе достаточной уверенности, чтобы беспокоить Джона и просить его использовать дорогое оборудование для проверки нашего образца.
Джон тесно сотрудничал с Юньбинь Гуанем, директором Центра микроанализа в Калтехе. Центр располагал редкой исследовательской установкой под названием NanoSIMS – масс-спектрометром вторичных ионов с нанометровым разрешением, на котором можно было выполнить исследование изотопов кислорода, рекомендованное Эдом Столпером. Все установки NanoSIMS в мире можно было пересчитать по пальцам, и лишь несколько организаций, включая Калифорнийский технологический институт, допускали при работе с ними сотрудничество со сторонними участниками.
Джон согласился использовать NanoSIMS для проверки изотопов кислорода в одном из наших крошечных зерен. Я прилетел в Пасадену на встречу с ним, везя крошечные зерна в запечатанной коробочке, аккуратно уложенной в портфель. Эту драгоценную коробочку ни в коем случае нельзя было сдавать в багаж.
Прибыв в Калтех, я провел с Джоном несколько часов, просматривая все измерения, сделанные нашей командой в трех лабораториях – в Принстонском университете, Флорентийском университете и в Смитсоновском национальном музее естественной истории. Это был тот же набор данных, который я показал Эду двумя месяцами ранее, дополненный нашим недавним открытием стишовита.
Как и Эд, Джон пришел к выводу, что наш образец, скорее всего, имеет земное происхождение. “Свойства зерен минерала оливина напоминают мне земные образцы, которые я изучал”, – сказал он. Хотя я склонялся к тому, что наш образец прибыл из космоса, я очень уважал мнения Эда и Джона и старался сохранять непредвзятость.
Меня очень обрадовало то, что Джон согласился нам помочь. Он был умен, энергичен и точен. Однако меня глубоко разочаровали его следующие слова. Масс-спектрометр NanoSIMS был очень капризным устройством и в тот момент находился на ремонте. Предполагалось, что в рабочее состояние он вернется лишь через несколько месяцев.
Нам с Лукой ничего не оставалось, как ждать. То были поистине мучительные месяцы. Каждый день мы с Лукой связывались по “Скайпу” и обсуждали возможные исходы исследования. Космос или недра? Извне или изнутри? Что, если результат анализа будет не совместим ни с земным, ни с внеземным происхождением образца? В таком случае, несмотря на все наши меры предосторожности, нам придется рассмотреть ужасную третью возможность. Злой розыгрыш.