История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие - Дональд Протеро Страница 23

Как только образцы метеорита Альенде попали в лаборатории, ученые выжали из этих фрагментов всю возможную информацию. Общий состав породы, окружающей хондры, дал хорошее представление о структуре первоначального пылевого кольца Солнечной системы. Некоторые специалисты сосредоточились на химическом составе хондр, найденных в метеорите. Наиболее интересные из них – включения, богатые кальцием и алюминием (CAI)[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 планет

Железоникелевые 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.

Стивен Спилберг[37]

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