Текст книги "Рождение миров"
Автор книги: Михаил Ивановский
сообщить о нарушении
Текущая страница: 16 (всего у книги 25 страниц)
Железные губки и каменные горошины
Железокаменные метеориты бывают двух видов: мезосидериты и палласиты, названные так потому, что имеют одинаковое строение с «Палласовым железом».
Мезосидерит представляет собой как бы каменную губку, в ячейках которой заключены куски никелистого железа.
Палласиты в противоположность мезосидеритам представляют собой железную губку, в ячейках которой заключены круглые зерна зеленовато-желтого минерала – оливина.
И вот что странно – железо в палласитах несомненно было расплавленно, оно буквально, как смола, облепило оливиновые зерна и оливин в этом железном расплаве оказался, словно фасоль в супе.
Строение палласита.
Но ведь удельный вес железа 7,8, а оливина только 3,4. Оливин более чем вдвое легче железа. Оливиновые зерна должны были бы всплыть в расплавленном железе, как всплывают шлаки в мартеновских печах. Два вещества разного удельного веса и разной природы – такие, как металл и камень, в земных условиях не смешиваются, сила тяжести стремится их рассортировать – тяжелые опускаются, легкие всплывают.
В палласитах оливин и железо смешаны так, как будто они обладают одинаковым удельным весом.
Эта особенность палласитов указывает на то, что они образовались в условиях отсутствия тяжести, там где удельный вес особой роли не играл.
Таких мест два – межпланетное пространство и центральные области небесных тел. В центре Земли, планет, Солнца тяжести нет.
Если палласиты образовались в межпланетном или межзвездном пространстве, то что там могло расплавить железо?
Строение палласитов опять-таки заставляет думать, что и они образовались в недрах какого-то небесного тела.
Строение каменных метеоритов очень сложно: под микроскопом в них обнаруживается такая смесь изломанных обесцвеченных кристалликов различных минералов, что даже опытный минералог становится в тупик, затрудняясь определить, какие минералы образуют эту мешанину.
Вместе с обломками кристаллов в каменных метеоритах имеются микроскопические металлические зерна.
В громадном большинстве каменных метеоритов, среди изломанных и перемешанных кристалликов, содержатся круглые шарики – каменные горошины, называемые хондрами.
Хондрит. В кружке изображены хандры, извлеченные из метеорита.
Обычный размер хондр – с просяное зерно, но попадаются и более крупные шарики.
Хондры состоят из тех же самых минералов, из каких сложен весь метеорит. Если такой каменный шарик распилить и поверхность распила отполировать, – становится явственным его своеобразное лучистое строение. Из одной точки, как из центра, во все стороны по радиусам расходятся тонкие жилки.
Хондры чрезвычайно похожи на капельки расплавленного и быстро остывшего камня.
Ничего похожего на хондры в земных горных породах нет, это отличительная черта каменных метеоритов.
Метеориты, в которых присутствуют хондры, получили название хондритов, а метеориты, в которых шариков нет – ахондритов.
Ахондриты тоже состоят из обломков кристалликов с небольшим количеством микроскопических зернышек металла.
Происхождение каменных метеоритов с их хондрами и кристаллами, словно истолченными в ступке, представляет пока загадку.
Поиски космической воды
Метеориты состоят главным образом из тех же самых минералов, какие имеются в земных горных породах. Есть в них оливин и различные соединения кремния – силикаты, окислы металлов и т. п.
Русские ученые Ерофеев и Лачинов в каменном метеорите Новый Урей, который упал 4 сентября 1886 года в бывшей Нижегородской губернии, обнаружили мельчайшие кристаллики алмаза.
Были найдены и многие другие минералы, но все они безводны – в их составе нет воды. Нет в метеоритах также и глинистых частиц и органических соединений.
Этой особенностью метеориты похожи на горные породы, залегающие в нижних, наиболее глубоких слоях земной коры.
Кроме обычных «земных» минералов в метеоритах найдено небольшое количество веществ, которых нет в земной коре. Но и эти минералы тоже безводны.
Вещества, из которых образовывались метеориты, создавались без участия воды, они никогда не были растворены и даже не соприкасались с водой.
Поэтому как только железный метеорит попадает на Землю, он сразу же покрывается маслянистыми кирпично-красными каплями. Это метеоритный минерал – лавренсит или хлористое железо, соприкоснувшись с водяными парами, начинает разлагать воду и соединяться с кислородом.
Красные капли со временем превращаются в охру – в ржавое землистое вещество желтоватого цвета. Метеорит покрывается ржавыми пятнами и довольно быстро разрушается. Поэтому в музеях метеориты, содержащие лавренсит, всячески оберегают от влаги и хранят их под стеклянными колпаками.
Отсутствие в метеоритах воды доказывает, что они образовались там, где нет ни воздуха, подобного земному, ни воды.
То обстоятельство, что в космическом веществе не находим воды, долго смущало ученых. Такое распространенное на Земле вещество оказывается совершенно чуждым для метеоритов.
Некоторые ученые приводили этот факт в опровержение гипотезы О. Ю. Шмидта. Если Земля образовалась из метеоритов, то откуда же взялась на нашей планете вода, ведь в метеоритах ее нет! – говорили они.
Загадка космической воды была разрешена советским геологом Л. Г. Кваша, работавшей под руководством академика А. Н. Заварицкого. Л. Г. Кваша исследовала химический состав метеорита Старое Борискино, который упал 20 апреля 1930 года в Чкаловской области. В этом метеорите обнаружили минерал хлорит, содержащий воду.
Воды в метеорите оказалось много – 8,7 % от его веса.
И тогда, впервые в мире, в лаборатории академика Заварицкого было добыто несколько капель космической воды.
Отцы и дети – сверстники
Геохимики умеют пользоваться урановыми часами для определения возраста горных пород.
Радиоактивные элементы имеются и в метеоритах: в железных их мало, в каменных – больше. Особенно богаты радиоактивными элементами те из ахондритов, которые по своему составу и строению похожи на базальты земной коры. Базальтовые метеориты содержат урана, тория, актиния почти вдвое больше, чем обычные каменные метеориты.
Геохимики учли и количество различных радиоактивных элементов и количество накопившихся атомов свинца, гелия и аргона.
Советский ученый Э. К. Герлинг разработал новый способ определения возраста метеоритов. Он измерил сколько радиоактивного калия сохранилось в метеоритах и сколько образовалось его потомка – аргона. Применяя аргоновый метод, Герлинг установил, что метеорит Жавтневый Хутор имел возраст 3,03·109 лет, метеорит Саратов – 3,0·109 лет, а метеорит Севрюково – 2,4·109 лет.
Все, кто занимался этими в высшей степени кропотливыми и тонкими исследованиями, пришли к единодушному заключению: метеориты, которые имеются в наших коллекциях, ни в коем случае не старше Земли, может быть даже они немного моложе ее.
Но мы ведь предполагали сначала, что метеориты являются «родителями» планет. А эти «родители» оказываются сверстниками своих «детей». Так, очевидно, не бывает.
В гипотезе Шмидта обнаружился серьезный изъян. Метеориты, падающие в настоящее время на Землю, нельзя считать остатками того роя частиц, из которого образовались планеты. Падение метеоритов на Землю не подтверждает справедливость гипотезы, оно никакого отношения к образованию земного шара не имеет. Родословная метеоритов начинается не там и не так, как указывает гипотеза Шмидта.
Поиски надо продолжать.
Гибель кометы Биэлы
В прошлом столетии многие любители астрономии увлекались поисками комет; безлунными ночами, когда небо чисто и воздух прозрачен, они усаживались у телескопов и методично обшаривали созвездия. Заметить хвостатую гостью заманчиво – каждый человек, первым увидевший комету, имел право дать ей свою фамилию. Комета становилась небесным памятником трудолюбивому и настойчивому наблюдателю.
Одним из таких ловцов комет был австрийский капитан Биэла. Чех по национальности, он носил фамилию Белый, но в армии ее переделали на австрийский лад, и Белый стал Биэлой.
Капитан Белый мечтал увековечить свое имя открытием новой кометы. Рассказывают, что капитан Белый приучил солдат, стоя ночью на посту, поглядывать на небо и высматривать среди звезд хвостатую странницу.
Мечта Белого сбылась. В 1826 году он увидел долгожданную комету. Правда, впоследствии выяснилось, что его комету астрономы видели еще в 1772 году, появлялась она и в 1805 году, но тогда обычай давать кометам фамилии наблюдателей еще не установился. «Хозяина» комете не нашлось, она оказалась как бы беспризорной, и ей присвоили фамилию Биэлы.
Комета Биэлы принадлежала к группе короткопериодических, она возвращалась к Солнцу примерно через каждые 6 лет и 9 месяцев. Ее орбита пролегала неподалеку от орбиты Земли и даже пересекала ее.
Астрономам стало ясно, что рано или поздно, но Земля и комета одновременно подойдут к точке пересечения орбит, и столкновение неизбежно. Опасность удвоила бдительность, за кометой учредили неусыпный надзор. Ее орбиту и сроки появления определили с большой точностью.
В 1832 году комета появилась в назначенный срок, но встреча не состоялась – между Землей и кометой остался промежуток в несколько миллионов километров.
Астрономы заметили, что наша новая соседка за 6 лет немного «постарела» и ее блеск уменьшился. В том же году, вскоре после того, как комета Биэлы прошла мимо Земли, наблюдался обильный «звездный дождь» – ночью 12 ноября сотни метеоров бороздили небо, небесным фейерверком любовались и в Европе и в Америке.
Комета 1858 года.
Русский астроном-любитель Ф. А. Семенов, наблюдавший сверкающий поток метеоров-леонид, записал тогда в своем дневнике: «Уж не Биэлова ли комета причиной его является?»
Замечательная догадка Ф. А. Семенова впоследствии подтвердилась: связь между кометами и метеорными потоками оказалась несомненной.
В 1866 году несколько астрономов одновременно заподозрили, что родоначальниками метеорных потоков являются кометы. Орбита метеорного потока персеид почти в точности совпадает с орбитой кометы 1862-III, а орбита Леонид оказалась тождественной с орбитой кометы 1861-I. Однако полной уверенности не было. Хотелось получить совершенно бесспорное доказательство связи между кометами и метеорными потоками.
Такое доказательство доставила комета Биэлы.
Ее дальнейшая судьба такова. В январе 1846 года комета Биэлы на глазах удивленных астрономов сначала приняла форму груши, а затем разделилась на две части. Получилось две кометы Биэлы, одна – побольше и поярче, другая поменьше и послабее. Обе половинки двигались рядом на расстоянии в 250 000 километров друг от друга.
В январе 1846 года комета Биэлы разделилась на две части.
Катастрофа, происшедшая с кометой Биэлы, в течение почти целого столетия оставалась без объяснения. Только в 1937 году тщательное вычисление орбит метеорных потоков и кометы Биэлы помогло выяснить, что комета налетела на поток леонид. В результате столкновения комета потерпела аварию.
Подобные небесные происшествия случаются довольно часто. После 1846 года астрономы наблюдали четыре случая деления комет. Развалились кометы 1888-I, 1882-II, 1889-V и 1899-I.
Особенно интересна судьба большой сентябрьской кометы 1882-II. Ее яркое ядро в конце сентября стало вытягиваться, в октябре оно сделалось похожим на веретено, и в нем наметилось несколько светящихся сгустков. Эти сгустки постепенно расходились в стороны, и ядро кометы напоминало четыре бусины, нанизанные на нитку. Затем бусины оторвались друг от друга, и образовалось четыре самостоятельных кометы. Обогнув Солнце, эта четверка хвостатых странниц скрылась в дальних областях солнечной системы. Они должны вернуться лет через 600–700.
Родоначальница этой четверки, невидимому, сама является осколком какой-то особо большой кометы, которая развалилась на части до начала систематических наблюдений за небом.
Кроме кометы 1882-II есть еще несколько комет, которые движутся по ее орбите. Эти кометы пошли друг за другом вереницей в 1843, 1880, 1881 и 1882 годах.
Комета 1889 года на глазах наблюдателей развалилась на пять частей.
По мнению крупнейшего знатока комет, советского ученого С. В. Орлова причиной аварий является «нарушение кометами правил уличного движения» в межпланетном пространстве. Они сталкиваются с метеорными потоками, с отдельными метеоритами и с астероидами. Ведь ядро кометы – это всего лишь каменисто-песчаная туча; достаточно небольшого толчка, и она рассыпается.
Дальнейшую историю развалившейся кометы астрономы проследили опять-таки на примере кометы Биэлы.
Небесные странницы-двойняшки вернулись к Солнцу в 1852 году. Расстояние между ними увеличилось почти что в 10 раз. Кометы были явно в неустойчивом состоянии, их как бы «лихорадило». Они меняли яркость – то одна из них разгоралась, то другая. Так, соперничая в яркости, обе кометы Биэлы обогнули Солнце и скрылись из виду.
Их поджидали в 1859 году, но они не вернулись; не было их и в 1866 году. Незамеченными кометы проскользнуть не могли. И время их появления и место были определены очень точно, так как при одном из своих следующих возвращений комета Биэлы снова угрожала столкнуться с Землей.
Наступил 1872 год. Комета не показывалась, но зато 27 ноября этого года из созвездия Андромеды брызнул ослепительный поток падающих звезд. Тысячи метеоров расчертили небо множеством огненных линий.
Тщательное определение орбиты нового метеорного потока андромедид показало, что он двигался в точности по орбите погибшей кометы Биэлы. Стало очевидным, что комета развалилась, а ее остатки разошлись вдоль по орбите роем метеоритов.
Точно такой же звездный дождь из остатков кометы Биэлы повторился в 1885 году.
Замечательный русский ученый и основатель пометной астрономии Ф. А. Бредихин доказал несомненное родство между кометами и метеорными потоками. Каждая комета даже при своей «жизни» рассеивает по орбите метеориты и в конце концов превращается в метеорный поток.
Продолжая исследования Ф. А. Бредихина, астрономы установили, что поток орионид порожден кометой Галлея, поток драконид – кометой 1933-III, а таурид – кометой Энке-Баклунда. Таких метеорных потоков, связанных с кометами, насчитывается почти полтора десятка.
Бредихин считал кометы весьма недолговечными небесными телами. Исследования С. В. Орлова, продолжавшего работы Бредихина, подтвердили это мнение.
Вещество комет испаряется: под действием жара солнечных лучей комета теряет газы, заключенные в ее ядре. С каждым возвращением к Солнцу количество вещества в ядре кометы уменьшается, ее хвост редеет, а яркость ослабевает.
Кометы дробятся на части: постоянные столкновения с метеоритами и астероидами губят кометы.
Вещество комет рассеивается: для таких рыхлых и непрочных тел, как кометы, предел Роша очень велик. Под влиянием разрушающего влияния солнечного тяготения каменисто-песчаная туча постепенно расходится по орбите, превращаясь в метеорный поток.
Постепенное превращение распадающейся кометы в метеорный поток.
Итак, астрономы нашли откуда получаются метеориты – это остатки развалившихся комет. Но это верно только по отношению к метеорным потокам, да и то не ко всем.
Кроме метеорных потоков, вылетающих всегда из определенной точки неба, есть еще много так называемых спорадических метеоров, появляющихся неожиданно, в любое время года, в самых различных созвездиях.
Охота за метеоритами
Многие астрономы сосредоточили свое внимание на изучении именно спорадических метеоров. Наблюдать их гораздо труднее, чем метеоры потоков.
К появлению потока всегда можно заранее подготовиться. Все метеоры вылетают из определенного участка неба, число метеоров исчисляется тысячами, длится звездный дождь несколько часов. Даже если метеорный поток хлынет на Землю нежданно, то все равно астрономы успевают произвести нужные наблюдения.
Так было, например, 9 октября 1933 года. Из созвездия Дракона внезапно брызнул сноп «падающих звезд». Первым из астрономов его заметил Е. Л. Кринов, живший тогда в Ленинграде. Он немедленно по телефону известил других астрономов, и тотчас же группа ученых приступила к систематическим наблюдениям. Астрономы находились на своих постах до утра 10 октября, пока не иссяк звездный дождь. Этот поток драконид оказался остатками кометы 1933-III.
Предусмотреть, где и когда появится спорадический метеор, невозможно. Наблюдатель должен обладать терпением охотника, поджидающего в засидках, когда утка сядет на расстоянии ружейного выстрела.
Но наблюдения метеора из одного места почти никакой пользы не дают. Его обязательно надо сфотографировать одновременно с двух, достаточно удаленных друг от друга, пунктов. Это позволяет определить высоту, на которой появился метеор, его траекторию, то есть линию полета, и скорость движения.
Несмотря на беспримерное терпение астрономов, к настоящему времени удалось подстеречь и сфотографировать всего лишь несколько одиночных метеоров.
Вычисление орбит метеоров показало их несомненное родство с астероидами. Орбиты спорадических метеоров не так вытянуты, как у комет и метеорных потоков. Они движутся в ту же сторону, что и планеты. Наклоны их орбит невелики.
Между маленьким астероидом и метеоритом, повидимому, нет никакой разницы.
На землю безусловно много раз падали астероиды разных размеров. Самый большой из метеоритов, который, повидимому, является астероидом, лежит около Грутфонтейна в юго-западной Африке. Его называют Гоба-Вест. Весит Гоба-Вест около 60 тонн. Большой вес и трудности перевозки не позволяют доставить его в музей.
Второй по величине метеорит-астероид Анихито найден в Гренландии. Он весит 33,2 тонны. Его вывез из Гренландии в 1897 году известный исследователь полярных стран Роберт Пири.
Возле горного хребта Арманты в Китайской Народной республике лежит 20-тонный метеорит Кумыш Хой-ха, что значит в переводе на русский язык – «Серебряный верблюд».
Всего известно свыше двух десятков крупных железных метеоритов. Но ни один из них не наблюдался при падении.
Самые крупные железные метеориты, подобранные вскоре после их падения, находятся в СССР – это осколок Сихотэ-алиньского метеорита весом 1745 килограммов и метеорит Богуславка.
Астероидом, повидимому, является та громада весом 12 500 тонн, которая в штате Аризона пробила в земле гигантский кратер, названный индейцами племени Наваха «Каньоном Дьявола». «Каньон Дьявола» имеет 1200 метров в поперечнике и 180 метров в глубину. Обломки скал, раздробленных упавшим метеоритом, разбросаны на 10 километров вокруг кратера.
Каньон Дьявола в Аризонской пустыне – след падения большого метеорита.
Недавно в северном Лабрадоре обнаружен ранее неизвестный метеоритный кратер, который более чем вдвое превышает «Каньон Дьявола», его поперечник равен 3 километрам.
Таких воронок-кратеров, пробитых упавшими астероидами, известно на Земле несколько десятков.
Но несомненно одно, – метеориты родственны не только кометам, но и астероидам. Принадлежность железных метеоритов к астероидам подтверждают исследования света метеоров с помощью спектроскопа.
Такие исследования были начаты старейшим советским астрономом, членом-корреспондентом Академии наук СССР, С. Н. Блажко. Его работы продолжены Б. А. Воронцовым-Вельяминовым, И. С. Астаповичем и многими другими. Их наблюдения показали, что метеоры потоков, то есть остатки комет, по большей части каменные, железных среди них мало. Среди одиночных спорадических метеоров, которые, повидимому, являются мелкими астероидами, железных и каменных – почти поровну.
Один из самых неутомимых «ловцов падающих звезд» И. С. Астапович за 15 лет работы наблюдал более 40 тысяч метеоров. Он исследовал не только спорадические метеоры, видимые невооруженным глазом, но и самые мелкие из них, которые доступны для наблюдения только в телескоп.
Многолетние исследования И. С. Астаповича показали, что многие телескопические метеоры влетают в земную атмосферу с очень большими скоростями.
Метеорит, который движется со скоростью, превышающей 42 километра в секунду, не может быть членом солнечной системы. Эта скорость указывает, что орбита такого быстрого метеора не эллипс, а гипербола. Он – пришелец из межзвездного пространства.
14 августа 1932 года под Москвой была определена скорость одного из метеоров – он вторгся в земную атмосферу со скоростью свыше 48 километров в секунду.
Метеориты-чужаки, гости из межзвездного пространства, – обычное событие в нашей солнечной системе. Было бы странным, если бы они не залетали к нам. Русские ученые В. Я. Струве, Г. А. Тихов доказали, что межзвездное пространство не пусто, а наша солнечная система не изолированный уголок среди звезд Галактики. Между солнечной системой и всем остальным звездным населением Галактики поддерживается непрерывная связь. Одним из видов этой связи служат космические тельца, прилетающие к нам из ближайших областей Галактики.
Итак, в космической «почте», прибывающей на Землю, имеются посылки нескольких отправителей: комет, которые рассыпают вдоль своих орбит метеорные потоки; астероидов, которые обращаются в основном внутри орбиты Юпитера, и изредка попадают к нам метеориты из других солнечных систем и из темных туманностей Галактики.
