Главная

Официальная

Содержание

Об авторах

Контакты

Ссылки

КОСМОС И ЗЕМЛЯ

ВЕЛИЧАЙШАЯ КАТАСТРОФА
В ИСТОРИИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

  И. А. Резанов  

Солнечная система состоит из девяти планет, вращающихся вокруг центрального светила. Но еще в прошлом веке было высказано представление о том, что планет в начале было не девять, а десять. Согласно закону планетных расстояний Тициуса-Боде, между Марсом и Юпитером должна была находиться еще одна планета. Сейчас на месте ее орбиты располагается пояс астероидов, состоящий из обломков размером до 1000 км в поперечнике. 98% всех обломков движется в пределах астероидного пояса, образующего кольцо на расстоянии 2,2-3,2 астрономических единиц от Солнца. Углы наклона их орбит близки к плоскости эклиптики.

Существуют две альтернативные точки зрения на происхождение кольца астероидов. Согласно одной, их образование связывают со взрывом планеты-родоначальницы, когдато существовавшей между Марсом и Юпитером. Она получила название Фаэтон. Согласно второй точки зрения, в зоне пояса астероидов никакой родоначальной планеты не было, а астероиды представляют собой тела, возникшие при агломерации частиц газово-пылевого облака. Предполагается, что из-за сильных гравитационных возмущений со стороны растущего массивного Юпитера процесс объединения частиц остановился на промежуточной стадии и перешел в противоположный процесс дробления и разрушения. Независимо от того, на какой из этих точек зрения стоит исследователь, все считают, что падающие на Землю метеориты попадают к нам из пояса астероидов. Поэтому, анализируя их состав и происхождение, мы можем решить, была ли ранее там десятая планета.

В последние два десятилетия все выпавшие на Землю метеориты (а их известно более 9000) были подвергнуты всестороннему изучению, которое свидетельствует, что вещество метеоритов ранее входило в состав крупной планеты, имевшей в своем строении ядро, мантию и кору. На это указывает резко различный химический состав метеоритов. Часть из них — железные (с примесью никеля) и железокаменные (палассиды), состоящие из железа и минералов — оливина и пироксена. Те и другие составляли, по всей видимости, ядро распавшейся планеты. Наиболее распространены (60°/о) так называемые хондриты, сложенные силикатами с большим содержанием железа (до 25%). Ими была образована мантия былой планеты. Углистые хондриты и ахондриты принадлежали, по-видимому, верхней мантии и первичной коре погибшей планеты. Если встать на позиции образования метеоритов и астероидов непосредственно в результате конденсации из газово-пылевого облака, то становится непонятным, как из однородного вещества возникли столь разные астероиды? Но есть и более веские доказательства того, что метеориты ранее входили в состав материнской планеты. Это обнаружение в них алмазов, для образования которых необходимо давление не менее 60—80 тысяч атмосфер. А это уже планеты размером как минимум с Луну. Обнаружение в алмазах жилок, заполненных железом и пузырьков с газами, исключает предположение, что алмазы возникли вследствие ударов. Наиболее распространенные метеориты, хондриты, характерны тем, что они содержат округлые включения (хондры). Их образование академик А.А.Маракушев объясняет следующим образом: в какойто момент истории метеорита его вещество расплавилось с образованием эмульсии мелких силикатных капель в силикато-железоводородной жидкости. Затем произошло быстрое переохлаждение. Объяснить и то и другое можно лишь следующим образом: родоначальная планета с расплавленными недрами взорвалась (распалась) на куски. Это снизило давление в породах практически до нуля, упала температура. Обломки планеты окружал космический холод, они тут же остыли, превратившись в хондриты. Представление о метеоритах как обломках некогда существовавшей планеты сформулировали в нашей стране академики А.Н.Заварицкий (1948 г.) и В.Г.Фесенков (1951 г.)

Абсолютный возраст вещества метеоритов 4,4—4,7 млрд. лет, т.е. такой же, как и время образования Луны и Земли. Материнская планета Фаэтон образовалась одновременно с другими планетами Солнечной системы. А когда же она распалась (взорвалась)? Ответ на этот вопрос мы получили, изучая Луну. Луна — свидетельница космической катастрофы. Еще при наблюдениях с Земли выяснилось, что поверхность Луны покрыта ударными кратерами разных размеров. Когда же были получены космические снимки спутника Земли и, в особенности, когда там побывали люди, стало ясно, что Луна в прошлом подверглась жесточайшей метеоритной бомбардировке. Ударные кратеры на Луне существуют всех размеров — от мельчайших до гигантских, достигающих в диаметре 900 км (Море Восточное) и 1200 км (Море Дождей). Когда же они образовались и каким путем? Есть две точки зрения. Согласно первой, наблюдаемые на Луне и других планетах (Меркурии, Марсе) следы гигантских ударов — это результат продолжавшегося со времени образования Солнечной системы падения на планеты первичных планетезималей, из которых планеты и образовались. Однако существуют и иные представления.

Обилие ударных кратеров на Луне, и в том числе гигантских, связывается с относительно кратковременным, но очень мощным всплеском метеоритной бомбардировки, получившим название "лунный катаклизм". Несмотря на то, что крупные ударные кратеры на Луне различаются между собой по степени их сохранности, абсолютный возраст прогрева этих пород при образовании кратеров-бассейнов оказался в пределах ошибок метода почти одинаковым (около 4 млрд. лет), что дало возможность говорить об одновременности образования крупнейших кратерных бассейнов Луны.

По данным абсолютной хронологии намечается следующая последовательность в истории Луны. 4,5—4,4 млрд. лет назад Луна уже была раздифференцированным планетным телом, обладавшим корой, состоящей из полевых шпатов (анортозитов). Образовалась кора в результате плавления внешней оболочки Луны мощностью в 200—400 км. Исходный материал расплава разделился — тяжелые оливины и пироксены тонули, а более легкий полевой шпат всплыл на поверхность. Затем кора остыла и затвердела. 4 млрд. лет назад на Луну обрушился гигантский шквал метеоритов и астероидов и создал столь своеобразный, сохранившийся до наших дней рельеф ее поверхности. Неожиданно начавшийся "лунный катаклизм" также быстро и закончился: все исследователи единодушны, что к эпохе 3,9 млрд. лет назад крупных падений на Луну уже не было.

Надежно документировано время ударного катаклизма пока лишь на Луне (поскольку только с Луны доставлены образцы пород). Однако есть основания считать, что гигантские метеоритные кратеры, обнаруженные, например, на Меркурии, имеют такое же происхождение и тот же возраст, что и на Луне. Можно сделать вывод, что 4 млрд. лет назад в пределах Солнечной системы произошла чудовищная катастрофа, отразившаяся на всех ее планетах. Объяснение этой катастрофы — взрыв планеты Фаэтон, находившейся на орбите между Марсом и Юпитером. Как это произошло

Напрашивается следующая последовательность событий. Примерно 4,6 млрд. лет назад из протосолнечной туманности образовался вокруг Солнца диск уплотняющегося вещества, из которого путем его сгущения возникли 10 планет, многие из которых в свою очередь были окружены спутниками. В силу разного расстояния от Солнца и из-за разницы в размерах состав образующихся планет и их история оказались разными. Это отразилось, в частности, на разной скорости и величине их разогрева, разных размерах ядра, мантии, коры и газовой оболочки. Так, плотное ядро оказалось наибольшим у ближайшей к Солнцу планеты — Меркурия, а легкая мощнейшая газовая оболочка сохранилась на удаленных от Солнца планетах Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. В числе этих планет со времени образования (4,6-4,5 млрд. лет) и до эпохи 4,0 млрд. лет вращалась вокруг Солнца и планета Фаэтон. Однако в силу каких-то причин через 500—600 млн. лет после образования эта планета распалась (взорвалась). О причинах ее распада мы можем сейчас только догадываться. Образование планет, как и других крупных объектов Вселенной, например, звезд, происходит вследствие сил гравитации: вещество сжимается. Однако ему противодействует тепловая энергия, вызывающая расширение нагреваемого тела. Повидимому, у Фаэтона сложилось такое соотношение сил сжатия и сил расширения, что спустя 500—600 млн. лет в результате разогрева силы расширения возобладали, и планета распалась.

Возможно, решающую роль в разрушении планеты Фаэтон сыграла диссипация ее первичной водородной атмосферы. Как будет показано ниже, такая водородная атмосфера существовала на ранней Земле и масса ее составляла около 0,5% от массы Земли. Поскольку планеты, удаленные от Солнца, — Юпитер, Сатурн и др. окружены мощнейшими водородными оболочками, есть основания считать, что и у планеты Фаэтон, расположенной рядом с Юпитером, была водородная оболочка (больше по массе, чем у Земли, но меньше, чем у Юпитера). Эта оболочка оказывала дополнительное давление на породы, слагающие Фаэтон. Первоначально атмосфера была холодной и удерживалась планетой. Со временем благодаря энергии Солнца она разогревалась, и водородное покрывало стало покидать планету. Вследствие этого внешнее давление у Фаэтона снизилось и находящееся в центре планеты вещество (горные породы и заключенные в них газы) стало расширяться и планета распалась. Разлетаясь с определенной скоростью, обломки планеты Фаэтон распространились по всей Солнечной системе. Солнце как самое массивное тело притянуло к себе и поглотило большую часть обломков. Другая их часть попала в область тяготения остальных планет и их спутников. Наконец, часть осталась в пределах орбиты Фаэтона и до сих пор вращается по ней вокруг Солнца. Лишь очень малая часть сохранившихся обломков Фаэтона имеют сейчас такие орбиты, которые пересекаются с орбитой Земли и в виде метеоритов попадают на нашу планету.

Таким образом, сейчас в нашем распоряжении два источника сведений о былой космической катастрофе:
1) метеориты (их состав, происхождение и возраст) и
2) данные по Луне (условия формирования ее пород и их возраст).

ОКОНЧАНИЕ СЛЕДУЕТ

Главная

Официальная

Содержание

Об авторах

Контакты

Ссылки

 
Хостинг от uCoz