Текст книги "Тайны открытий XX века"

Автор книги: Александр Волков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 38 страниц)

Фея вновь наносит удар

Около 4,4 миллиардов лет назад Земля еще формировалась. Минуло всего 150 миллионов лет с тех пор, как она возникла из протопланетного облака. Уже образовались массивное ядро из железа и никеля, легкая оболочка из силикатов…

Размеренность геологических процессов нарушило событие космическое. К Земле приблизилась Фея – планета размером с Марс. Она зацепила Землю боком, и та… лопнула. В этот момент поверхность нашей планеты раскалилась до 10 тысяч градусов по Цельсию и превратилась в кипящее месиво. В течение часа Земля светилась ярче Солнца. В небо взметнулось огромное облако пыли; постепенно оно сгущалось, сливаясь с обломками Феи. Из этого облака через несколько десятков тысячелетий сформировалось новое небесное тело: Луна, наш спутник.

Первые сто миллионов лет Луна была покрыта вязким, густым слоем магмы. Однако под действием гравитации вещество Луны перемешивалось: легкие элементы поднимались на поверхность, образуя лунную кору, а минералы, содержащие железо и магний, опускались в недра планеты.

Очевидно, все это время в окрестности Луны и Земли кружило множество затвердевших глыб. Они еще долго падали на поверхность обеих планет. Эпоха около 4,4 – 4,0 миллиардов лет назад носит название «эпохи великой космической бомбардировки». Тогда Земля, как и Луна, подвергалась ударам очень крупных и довольно многочисленных метеоритов.

^{Около 4,4 миллиардов лет назад Земля еще формировалась}

^{Из обломков столкнувшихся планет родилось новое небесное тело – Луна, наш спутник} 

…За последние полтора века появились две основные гипотезы, объяснявшие происхождение Луны. По одной, Земля захватила пролетавшее мимо небесное тело, и оно стало послушно кружить возле нашей планеты (Гарольд Юри). Однако вероятность такого события почти равна нулю. Подругой, Земля и Луна возникли одновременно из протопланетного облака (Евгения Рускол). Но почему тогда возле Марса и Венеры не появилось своей Луны? Непонятна и аномалия железа: Земля содержит почти 35 процентов железа, Луна – всего 5 процентов. И вот – удар, катастрофа. Взгляд на природу Луны изменился.

^{Так художник представляет себе столкновение Феи с Землей}

Изменился – и совпал с некоторыми гипотезами, которыми прежде пренебрегали. Так, в 1961 году Е. Эпик, а в 1974 году Дж. Вуд и X. Митлер предполагали вторичное образование Луны из многочисленных обломков разрушенной протопланеты. В начале 1990-х годов свою гипотезу формирования Луны обнародовали российские академики С.А. Ушаков и О.Г. Сорохтин. По их расчетам, Луна образовалась за счет разрушения более крупной планеты – Протолуны. Она была захвачена Землей с близлежащей орбиты и под действием мощной приливной силы стала разрушаться. «В какие-то промежутки времени вокруг молодой Земли, возможно, существовали кольца вращающихся мелких метеоритных тел, подобных кольцам Сатурна… Большая часть плотного железного ядра Протолуны устремилась к Земле. Луна осталась без чугуна». Новая теория родилась не на пустом месте. В течение Ряда лет экипажи кораблей «Аполлон» и советские межпланетные станции серии «Луна» доставили на Землю 382 килограмма лунной породы. Ее свойства поразительно напоминали свойства земной породы. Содержание изотопов было одинаково. Уже в 1982 году Э. Рингвуд показал «геохимическую общность лунного вещества с веществом земной мантии» (О.Г. Сорохтин). Именно эта общность убедила ученых в том, что происхождение Луны и Земли одинаковое. За миллионы лет состав Луны почти не изменился; она лишь немного «засорилась» метеоритной пылью. Теперь о той «бомбардировке» напоминают только многочисленные лунные кратеры и моря.

В 2004 году был обнародован самый детальный компьютерный расчет столкновения Феи с Землей. Его проделал американский исследователь Робин Канул.

Согласно этой модели, столкновение произошло, когда Земля набрала уже 95 процентов своей массы. Планета Фея была раз в десять меньше Земли. После удара от нее откололось множество обломков, а она, совершив еще один оборот вокруг Земли, вновь в нее врезалась. Ее железное ядро пробило поверхность Земли и слилось с земным ядром, а остатки мантии вместе с кусками мантии Земли взлетели на высоту около 20 тысяч километров и постепенно соединились друг с другом, образовав Луну. Та состоит примерно на 80 процентов из обломков Феи и на 20 процентов – из земных пород.

Страшный дар точек Лагранжа

Но откуда взялась Фея? Компьютерные модели показали, что относительная скорость Феи и Земли была мала. До столкновения обе планеты находились на очень близких орбитах. Очевидно, Фея, – это подтверждает и анализ лунного фунта, – сформировалась в той же части протопланетного облака, что и Земля. Почему же эти планеты не слились друг с другом гораздо раньше, неуклонно сближаемые силой гравитации? Где до поры до времени «пряталась» Фея?

Расчеты, которые проделали недавно астрономы Ричард Готт и Эдвард Бельбруно из Принстонского университета, подтвердили, что эта загадочная планета размером с Марс сформировалась примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Земля.

На орбите Земли есть две особые точки – точки Лагранжа-4 и -5, отстоящие ровно на 60° от нашей планеты. Их местоположение рассчитал в 1772 году французский математик Жозеф Луи Лагранж. Здесь силы притяжения Земли и Солнца взаимно уравновешиваются. Любая глыба, попав сюда, будет бесконечно долго кружить на месте. Эти области пространства, образно говоря, называют «межпланетным Саргассовым морем».

^{Мы живем на двойной планетной системе «Земля – Луна». Только одна из этих планет живая, а другая – мертвая} 

В одной из таких точек и могла сформироваться планета величиной с Марс, которая обращалась вокруг Солнца по той же орбите, что и Земля. Чем больше становилась планета, тем неустойчивее было ее положение. Другие, более далекие от Солнца планеты превратились в гигантов. Они, особенно Юпитер, все сильнее притягивали Фею. В конце концов, гравитационные возмущения раскачали ее. Ее положение изменилось. Образно говоря, «ее сорвало с якоря, из безопасной гавани она отправилась в открытое космическое море, но тут же ее швырнуло назад, на скалы». Она устремилась к Земле. Столкновение было неотвратимо. Планеты двигались навстречу друг другу с относительной скоростью порядка 40 тысяч километров в час, что весьма мало по космическим меркам. В каждой четвертой компьютерной модели, созданной Готтом и Бельбруно, в результате столкновения образовывалось небесное тело размером с Луну.

Луна уникальна еще и тем, что по своим размерам она вполне сопоставима с планетами земной группы. В принципе, мы живем на двойной планетной системе «Земля – Луна». Только одна из этих планет живая, а другая – мертвая, точно в сказке про живую и мертвую воду.

По мнению ученых, в нашей Галактике имеется множество планетарных систем, где вокруг планет земного типа обращаются один или два крупных спутника, подобных Луне. Появление таких спутников закономерно, считают Готт и Бельбруно. А ведь жизнь на Земле, как полагают многие ученые, была бы невозможна, если бы рядом не было Луны.

Мировой океан превратится в болото

В начале 1990-х годов некоторые ученые задались вопросом, что было бы с нашей планетой, если бы рядом не оказалось Луны. Результат исследований одинаков: на Земле не было бы жизни.

Так, французский астроном Жак Ласкар с помощью компьютерных моделей показал, что именно притяжение Луны стабилизировало положение Земли. Если бы не Луна, то земная ось каждые пару миллионов лет поворачивалась бы на 85°. В таких суровых климатических условиях никогда не возникли бы высшие формы жизни.

Астроном Джек Уисдом из Массачусетсского технологического института пришел к схожим результатам, исследуя климат Марса. У «красной планеты» нет настоящей луны; вокруг нее обращаются лишь два планетарных обломка. Они не могут стабилизировать положение ее оси.

Американский астронавт Нил Ф. Коминс выпустил в 1993 году книгу «Что было бы с Землей без Луны?», где описал последствия этой небесной лакуны. Так, в морях и океанах не было бы таких мощных приливов, как сейчас, а наблюдались бы только «малые приливы», вызванные притяжением Солнца. Мировой океан напоминал бы, скорее, огромное стоячее болото. Он поглощал бы меньше питательных веществ и не мог бы прокормить столько рыбы, как в наши дни. Вода у побережья хуже проветривалась бы, и попавшие сюда животные, например, крабы, задыхались бы.

Плохо пришлось бы и людям. Ночи стали бы заметно темнее. Возможно, человек не научился бы составлять календарь, ведь в основе древнейших систем счисления времени лежат метаморфозы Луны, с завидной периодичностью меняющей свою форму.

Без Луны земное время текло бы в головокружительном темпе. Именно Луна сдерживает вращение Земли вокруг своей оси. Не будь ее, сутки длились бы всего шесть часов.

Кстати, точки Лагранжа есть и на орбитах других планет. Там тоже могли сформироваться свои Феи, чтобы потом столкнуться с более крупной планетой. Там тоже могли появиться массивные спутники, умеряющие бег родной планеты и облегчающие зарождение жизни на ней. Так что логично предположить, что жизнь может существовать и на многих внесолнечных планетах земного типа, располагающих своей крупной луной.

2.2. ФАВОРИТЫ ЛУНЫ

В шестидесятые годы покорение Луны было символом национального престижа. Две сверхдержавы – Советский Союз и США – вели напряженную гонку, стремясь первыми высадить на Луне своих космонавтов. Gloria transit, слава проходит. Ее блеск тускнеет. Теперь считаются не славой, а деньгами. Большими деньгами! В ближайшие десятилетия американские фирмы намерены организовать добычу полезных ископаемых на Луне. Сперва туда отправятся роботы, а потом в лунные фактории ступит нога «астронавтов» нового поколения – шахтеров, бизнесменов, колонистов. Любимые сокровища романтиков – лунные камни – будут брошены в топку мировой экономики. Пока наука сводит теорию с гипотезой, желтый лунный кружок разграфлен на дебет и кредит. Через пару десятков лет на Луне появится международная космическая станция. Начнется эпоха освоения «седьмого континента» Земли.

Золото холодное Луны.

Сергей Есенин

«Прибытие поезда» в лунных декорациях

Еще в 1989 году несколько бывших сотрудников НАСА создали фирму «LunaCorp». Они вдохновились простой идеей. Если телеканалы платят огромные суммы за право показа некоторых спортивных соревнований, если телепродюсеры не останавливаются перед расходами, чтобы снять, например, репортаж с борта затонувшего «Титаника», то неужели никто не купит права на трансляцию с Луны? Неужели зрители не станут смотреть то, чего не видели никогда, – Луну в прямом эфире?

^{Так отправлялись на Луну в романе Жюля Верна}

^{Астронавт Эдвин Олдрин на Луне, июль 1969 года} 

Сто лет назад документальное кино на Земле начиналось с того, что зрители рассаживались у экрана «перед прибытием поезда», а теперь грядет время с замиранием удивляться зрелищу «после отбытия ракеты». Так начнется документальное кино на Луне. Легко сочинять сценарий подобного фильма.

…Красочная панорама Луны. Пологие цепи холмов залиты солнечным светом. Над ними нависает иссиня-черное небо. Кое-где серый лунный пейзаж расцвечивают оранжевые и пурпурные пятна. Отчетливо виден каждый камешек. Глаз невидимой камеры задерживается на какой-то странной громаде. Что-то необычное, не так ли? Объект приближается. Описание его было бы длинно и изысканно, если бы оператор не выработал особый прием. У него на каменистой площадке вдруг блестит металлическая панель. Очевидно, здесь побывали люди.

Да, именно так. Это – часть лунного модуля, который когда-то оставили астронавты – первые покорители Луны. Тут царит прямо чеховская идиллия. Скоро наступит лунная ночь, «и трепещущий свет, и тихое мерцание звезд, и далекие звуки рояля, замирающие в тихом ароматном воздухе».

Ну, о воздухе и рояле нет смысла говорить. Еще раз пересмотрю написанное… Подчеркну-ка, во-первых, фразу: «Трансляция с Луны». В планах американской фирмы «LunaCorp» уже сейчас значится подготовка прямых телерепортажей с тех самых площадок, на которые совершали когда-то посадку корабли серии «Аполлон».

Во-вторых же, красным фломастером отмечу слова: «Совершали когда-то посадку». Не секрет, что вокруг полетов американских астронавтов на Луну давно вьется шлейф бульварных сплетен, подозрений, слухов. Что если никакого триумфа не было, а все лунные «снимки» сделаны на секретной военной базе?

Лишь репортаж с места события окончательно убедил бы скептиков, а может, породил бы новую цепочку слухов о той же базе, где снимается нескончаемый сериал «Покорение Луны»?

Опыт советских «Луноходов» пригодился только на Западе

Трансляция с Луны – дело интересное, но это лишь предвестие новых событий. Их давно не было.

Луну покорили. Встретили победителей триумфом. Лавровый венок осыпался. Литавры унесли. О Луне забыли на тридцать лет.

Говорили о космических челноках, полетах к Марсу, Международной космической станции – только не о Луне.

Теперь она возвращается. О ней вспоминают люди, менее всего склонные к широким жестам и утопическим планам, – бизнесмены. Для них Луна – не «красное словцо» на первых страницах газет; для них Луна – чрезвычайно выгодное предприятие. Ее богатства тщательно калькулируются. Где доллары, там и Луна – ближний свет. Целый ряд фирм уже разработали конкретные планы финансирования коммерческих лунных экспедиций, которые обещают окупить все расходы.

Наибольшую активность проявляют фирмы «LunaCorp» и «Applied Space Resources» (ASR). План последней так прост, что, вполне возможно, сбудется. Она намерена запустить на Луну зонд, собрать коллекцию камней и доставить их на Землю, где по кусочкам продать втридорога. Лунные камни пользуются немалым спросом.

Это показал, например, аукцион «Сотбис», проведенный в 1993 году в Нью-Йорке. Тогда с торгов ушел камушек, привезенный на Землю астронавтами. Каждый грамм лунной породы обошелся покупателю в 22 тысячи долларов.

Семь лет спустя пылинка с Луны – крупица весом в один грамм, – была продана за 30 тысяч долларов. Ее аукционная стоимость в три тысячи раз превысила цену на золото.

Известен также случай, когда за один лунный камень заплатили 68 миллионов долларов. Это – абсолютный рекорд подобных покупок.

* * *

Сбор камней на Луне – дело, проверенное временем. Еще в 1960 – 1970-е годы советские автоматические станции серии «Луна» регулярно доставляли на Землю образцы лунного грунта. Рыночная стоимость этой коллекции равнялась бы сегодня многим миллионам долларов. Однако тогда все это делалось не в коммерческих, а научных целях. Исследования увенчались рядом открытий.

Так, по содержанию радиоактивных изотопов ученые определили возраст лунных пород – он оказался близок возрасту Земли.

Выяснили, чем отличаются материки и моря на Луне.

Отметили, что моря возникли из-за мощных лавовых излияний, вызванных падением небольших астероидов.

Оценили, когда образовались крупнейшие лунные моря.

Исследования Луны с помощью автоматических аппаратов достигли своей кульминации в 1970 году, когда советская станция «Луна-17» доставила в Море Дождей «Луноход-1». Через три года в Море Ясности был доставлен другой самоходный аппарат – «Луноход-2». Оба робота исследовали лунный грунт и передали на Землю сотни тысяч изображений.

Однако в то время эти сенсационные экспедиции не были по-настоящему оценены в западных странах, а сейчас их и вовсе забыли у нас. Когда-то мы говорили с соседней планетой на языке новой техники. Теперь разучились «складывать простейшие слова». Наше место заступили другие. Им «вложена в уста» наша речь. На посеянном нами опыте они не прочь пожать плоды. Современные покорители Луны – «конкистадоры лунных концессий» – только мечтают о том, как достичь того, что в СССР когда-то превратилось в рутинную работу.

Американская фирма ASR намерена использовать опыт советской космонавтики, положив его в основу коммерческого предприятия. Как только ей удастся найти спонсоров, она направит на Луну аппараты, оснащенные телекамерами, чтобы определить место, где было бы лучше начать сбор камней. Потом в магазинах сувениров появятся расфасованные пакетики лунной пыли или – «Подари мне лунный камень!» – камешки в золотой оправе: самый романтичный подарок XXI века.

Руководители фирмы считают, что спрос на экзотические минералы поначалу будет велик. «Стоимость всей лунной экспедиции не превысит ста миллионов долларов, – говорит президент компании Деннис Норрис. – Я думаю, за один раз мы доставим столько грунта, что расплатимся со всеми спонсорами».

Впрочем, стратегия успеха этой фирмы, в конце концов, обречена на неудачу. Сейчас лунный камень дорог потому, что

редок. Когда лунной пыли станет, как грязи под ногами, цены на нее обвалятся. Поэтому в ее распродаже преуспеет тот, кто первым начнет и вовремя остановится. Лунная пыль – товар скоропортящийся, как праздничный торт.

Возраст жизни на Луне – четыре миллиарда лет?

Разумеется, есть каста людей, которым лунная пыль будет интересна всегда. Это – ученые. Порой их идеи бывают самыми парадоксальными. Вот, например, где лучше всего искать древнейшие следы жизни на нашей планете?

Как где? На Луне!

Сегодня Луну все чаще называют «архивом земной истории». По меткому замечанию одного из астрономов, Луна – это «пыльный чердак Земли». Если поверхность нашей планеты непрестанно подвергается процессам эрозии, если извержения вулканов и движения литосферных плит неизбежно меняют ее облик, то поверхность Луны многие миллионы лет пребывает в неизменном виде. Луна – своего рода «космическое ископаемое». Она полна свидетельств о далеком прошлом Земли; она усеяна обломками земной породы. Около четырех миллиардов лет назад, когда Земля подвергалась ужасной космической бомбардировке, огромное количество земной породы было выброшено на Луну. Там она довольно хорошо сохранилась.

В среднем на каждом квадратном километре Луны можно найти 13 тонн земной пыли и камней, в то время как на Земле древнейшие образцы коры уже давно исчезли в недрах планеты и каждая находка такого образца становится событием. В последние два десятилетия были установлены несколько своеобразных рекордов.

В конце 1980-х годов на севере Канады были найдены образцы породы возрастом 3,96 миллиарда лет.

В конце 1990-х годов канадские геологи Сэмюель А. Бауринг и Ян С. Уильяме обнаружили там же, на севере Канады, образцы гранодиорита – породы магматического происхождения – возрастом 4,03 миллиарда лет.

Позднее в Австралии были найдены древнейшие из известных минералов возрастом 4,2 миллиарда лет.

В 2003 году журнал «Nature» сообщил, что с помощью так называемых «лютециевых часов» (период полураспада лютеция-176 превышает 37 миллиардов лет) удалось определить возраст микроскопических циркониевых кристаллов, содержащих радиоактивные изотопы. Эти кристаллы отличаются необычайной стойкостью и не плавятся в мантии Земли – циркониевые включения геологи находят потом в минералах. Оказалось, что их возраст достигает 4,24 миллиарда лет.

Наконец, в 1996 году в Западной Гренландии были обнаружены камни, в которых соотношение между изотопами углерода С12 и С13 необычно для неживой природы. Похоже, этот углерод органического происхождения. Возраст камней составил 3,8 миллиарда лет. Возможно, что здесь отыскали остатки древнейшей колонии бактерий, но это лишь предположение.

Как видите, находки случайны и очень редки. Ученым нужно переквалифицироваться в детективов, чтобы понять прошлое. Древняя летопись давно стерта, и вполне уверенно мы можем лишь сказать, что жизнь на Земле существовала 3,5 миллиарда лет назад. Таков возраст крохотных ископаемых микроорганизмов, найденных в Австралии. А что было раньше? Где искать первые страницы «Книги жизни»? Сколько еще придется их искать? А может быть, поиски напрасны?

Другое дело – лунный грунт. По результатам анализа «лунозема» – камней или пылинок – можно было бы определить, каким был состав земной атмосферы четыре миллиарда лет назад, а, возможно, удалось бы и отыскать следы первых живых клеток, населявших когда-то нашу планету. По некоторым гипотезам, обитаемой в ту пору была и Луна. В ее кратерах гнездились те же самые бактерии, что выдержали самые суровые испытания на Земле: чудовищное пекло и адский холод, тьму и отсутствие кислорода. Может быть, на Луне найдется и их след?

Уже первые экспедиции на Луну принесли ряд открытий. До этого большинство ученых полагали, что кратеры на Луне имеют вулканическое происхождение. Лишь после исследования образцов лунной породы, доставленных на Землю, стало ясно, что кратеры образовались в результате падения метеоритов. После экспедиций на Луну ученые убедились, что в глубокой древности все планеты подверглись разрушительной бомбардировке. И Земля не исключение. На нашу планету тоже падали километровые астероиды. Стало ясно, что космические бомбы могут угрожать Земле и теперь. Не пройдет и пары десятилетий после первого визита на Луну, как утвердится гипотеза о том, что причиной массового вымирания динозавров было падение астероида на полуостров Юкатан в Мексике.

По признанию многих астрономов, Луна – образцовая модель планет земной группы. Открытия, сделанные здесь, вполне применимы, например, к Земле и Марсу. Так, анализируя плотность расположения кратеров на Луне, ученые разработали метод, позволяющий по одним лишь фотографиям планеты определить возраст ее поверхности. Метод этот можно применить ко многим другим телам Солнечной системы.