Рис. 74. Видманштедтеновы фигуры
Оно и понятно: в отличие от самородного железа земного происхождения метеоритное железо образовалось в недрах древних, ныне разрушенных планетоидов с относительно постоянными на протяжении миллионов лет физическими условиями, благоприятствующими росту кристаллов. Видманштедтеновы фигуры суть не что иное, как проросшие друг сквозь друга кристаллы двух различных кристаллических форм железа – камасита и тэнита, различающихся содержанием никеля. Минералогам хорошо известны подобные проростки в земных минералах. Выше мы говорили о более чем метровом кристалле метеоритного железа (камасита) в метеорите Богуславка. Это, конечно, редкость, но факт, что кристаллы железа в метеоритах весьма велики и могут раскалываться по спайности. Вот и ответ на вопрос, почему танковая броня может выдержать удар снаряда, а железный метеорит разваливается на части от давления воздушного потока.
Все же каменные метеориты разваливаются в воздухе чаще железных. Самые крупные из найденных «цельных» метеоритов как раз железные. Крупнейшим считается метеорит Западная Гоба (чаще называемый просто Гоба), найденный в Намибии. Нет никаких свидетельств того, что его падение наблюдалось хотя бы древним человеком, 60-тонный метеорит, представляющий собой грубый параллелепипед, до сих пор лежит там же, где был обнаружен. Раньше он покоился просто в яме, теперь вокруг него сооружен маленький амфитеатр (рис. 75). Климат пустыни способствует тому, что метеорит практически не пострадал от коррозии.
Рис. 75. Метеорит Гоба
Кстати, широко распространенное мнение, будто метеоритное железо не ржавеет ни на воздухе, ни в воде, поскольку из-за высокого содержания никеля походит на нержавеющую сталь, не соответствует действительности. Почти все железные метеориты, достаточно долго пролежавшие в земле, сильно проржавели. Имеющийся у автора кусочек Сихотэ-Алиньского метеорита покрылся тонким слоем ржавчины всего за несколько лет пребывания в московской квартире. Естественно, в почве процессы окисления идут куда быстрее.
Это особенно хорошо видно при взгляде на метеорит Вилламет (Вилламетте), найденный в 1902 году в США и хранящийся в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке (рис. 76). Точное время его падения не установлено. Около 12 500 лет назад ледник вынес его в долину реки Вилламет в штате Орегон.
Рис. 76. Метеорит Вилламет
Продолжительное пребывание в почве в местности с умеренным климатом сделало свое дело: ржавчина проела в теле метеорита многочисленные и весьма глубокие «зоны поражения», а последующее выветривание превратило их в каверны. Для местных индейцев метеорит служил культовым объектом в течение многих поколений. Считалось, что он упал с Луны (не так уж глупы были индейцы!) и служит связующим началом между стихиями огня, воды и воздуха. Дождевую воду, собравшуюся в кавернах метеорита, индейские знахари пытались использовать для лечения болезней. Также в нее обмакивали наконечники стрел. Масса метеорита составляет 15,6 т, но первоначально она была значительно больше, не достигая, впрочем, массы метеорита Гоба.
Как видим, эти два метеорита прорвались сквозь атмосферу без фрагментации. Еще несколько железных метеоритов имеют массу свыше 10 т. Существуют сведения о колоссальном метеорите, будто бы находящемся в пустыне Ардар (Мавритания) и имеющем длину 100 м при высоте 45 м. Масса такого метеорита (если он действительно существует) должна быть около 100 тыс. т. Этот метеорит еще не исследовался учеными. В Европу был доставлен его (его ли?) фрагмент, однозначно признанный фрагментом железного метеорита.
Сколь бы фантастичными ни казались подобные сообщения, отвергать их с порога, видимо, не стоит. Колоссальный железный метеорит, лежащий в пустыне «куском», – это, конечно, нонсенс. Однако все возможно. Показало же бурение в Овраге Дьявола наличие на глубине свыше 400 м большой массы никелистого железа! Следовательно, возможно «захоронение» метеорита в земных породах без дробления его в атмосфере или при ударе. Ветровая эрозия земной поверхности, особенно активная в пустынях, вполне может обнажить метеорит-гигант спустя геологически непродолжительное время. Во всяком случае, интрига пока сохраняется…
В чисто каменных метеоритах тоже есть железо: около 25 % по массе. Оно, однако, находится там в виде химических соединений, преимущественно окислов и силикатов. В каменных метеоритах много кислорода, кремния и магния; вообще же их состав напоминает земные породы, особенно поднятые с больших глубин. Еще один аргумент в пользу теории (по существу никем уже не оспариваемой) о том, что как «нормальные» астероиды, так и выпадающие на Землю метеориты являются осколками древних планетоидов, погибших при взаимных столкновениях.
Возраст метеоритов известен и почти одинаков: около 4,5 млрд лет. Содержащиеся в старой литературе более почтенные оценки возраста метеоритов (скажем, 7,6 млрд лет) следует считать ошибочными, связанными с тогдашним несовершенством радиоизотопных методов датировки, тогда как сейчас эти методы дают погрешность не более 1–2%. Сходство возрастов метеоритов имеет минимум два следствия.
Во-первых, первичные планетоиды между орбитами Марса и Юпитера образовались примерно в то же время, что и Земля, и образовались достаточно быстро, максимум за 100 млн лет, а скорее всего, гораздо быстрее. Большинство из них успело просуществовать вполне заметное время. Во всяком случае, гравитационная дифференциация вещества в них не только началась, но и успела далеко продвинуться. О том же, кстати, говорят теоретические выкладки.
Во-вторых, в Солнечной системе, по-видимому, нет «пришельцев» – метеоритов из других звездных систем. Если же они все-таки есть, то крайне малочисленны и практически не имеют шансов попасть на Землю. А жаль! Пройдет еще невесть сколько лет (или столетий?), прежде чем в руки ученых попадет твердое вещество, образовавшееся вблизи другой звезды в совсем другое время и, возможно, совсем на другом краю Галактики…
Пока же приходится исследовать то, что сформировалось у нас «под боком», в Солнечной системе. Помимо грубого деления метеоритов на железные, железо-каменные, каменные и углистые хондриты существует более детальная классификация. Она отражает минеральный состав и связана с классификацией астероидов, разделенных на несколько типов по их альбедо.
К типу С принадлежат астероиды с низком альбедо. Их состав: силикаты и углерод. Это самый распространенный тип астероидов – но не метеоритов. Метеоритный аналог – углистые хондриты.
У типа S альбедо умеренное. Состав: силикаты и металл. Типичные представители: Флора, Эвномия, Гаспра, Ида. Свободного железа в них до 25 %. По-видимому, эти астероиды представляют собой осколки нижней мантии довольно большого родительского тела, успевшего заметно проэволюционировать. Среди метеоритов им соответствуют железо-каменные метеориты.
Тип М объединяет астероиды также с умеренным альбедо, но более высоким содержанием металлов. Об их составе можно сказать так: металл с примесями. Метеоритный аналог: железоникелевые энстатитовые хондриты. (Под хондритами понимаются метеориты с хондрами – примесями в виде более или менее крупных включений металла, обычно округлых. Энстатит – минерал из группы пироксенов, класса силикатов.)
К типу Е относятся чисто каменные астероиды с высоким альбедо и силикатным составом. Этому типу соответствуют энстатитовые ахондриты, то есть каменные метеориты, лишенные хондр.
У типов R и Q альбедо варьирует в пределах от среднего до высокого. Состав: оливин, пироксен и металл. Метеоритный аналог: обычные хондриты.
К типу V принадлежат каменные астероиды с составом: пироксен + фелдспар. Метеоритные аналоги отсутствуют.
Наконец, тип А объединяет астероиды, состоящие из оливина и металла. Альбедо умеренное. Этим астероидам соответствуют брахиниты.
Больше всего в космосе астероидов типов С, S и М. В Главном поясе их количественное соотношение составляет 7:5:1. Однако среди астероидов, сближающихся с Землей, соотношение иное: 3:7:1, а если брать только найденные метеориты, то количество углистых хондритов среди них еще меньше: 1–2%. В общем-то это неудивительно, если учесть низкую механическую прочность этого типа метеоритов. Фрагментация на довольно большой высоте и полное сгорание обломков в атмосфере – вот, по-видимому, удел большинства из них.
Странно, что астероиды типа Q обнаружены только среди астероидов, сближающихся с Землей, а в Главном поясе почему-то нет. Эту загадку еще предстоит разрешить.
Полагаю, вы заметили, что, говоря об астероидах и каменных метеоритах, нам постоянно приходится упоминать силикаты.
Это и неудивительно: кремний и кислород – чрезвычайно распространенные во Вселенной элементы и, естественно, одни из основных «строительных материалов» для твердых тел. В земной коре доля силикатов достигает 80% по массе. Весьма распространенный (хотя бы в виде песка) на земной поверхности кварц – оксид кремния – сильно уступает по распространенности солям кремниевой кислоты – разнообразным силикатам. Речной или карьерный песок совсем не обязательно кварцевый – он может быть продуктом разрушения тех или иных полевых шпатов (тоже силикаты), причем это даже более вероятно. То же самое, и с еще большей силой, наблюдается в мантии. Базальты – те же силикаты. Силикатом является и оливин (помните «оливиновый пояс» из «Гиперболоида инженера Гарина»?), имеющий химическую формулу (Mg, Fe)2SiO4, и если содержащие оливин метеориты выведены в отдельный тип, то это сделано только потому, что такие метеориты многочисленны и отличны от прочих.
Словом – скучно для дилетанта, а порой и для геолога. Разнообразные силикаты и железо, железо и разнообразные силикаты… Немного соединений серы и фосфора – обычно в виде мельчайших включений, выглядящих на полированной поверхности метеорита под микроскопом как золотистые искорки. Совсем редко – мелкие (доли миллиметра) кристаллики алмазов. Еще некоторые минеральные включения. И – практически всё. Нет даже намека на огромное минеральное богатство, характерное для нашей планеты.