Откуда на Землю летят метеориты?
Космическое пространство отнюдь не пусто. Оно наполнено веществом, непрерывно мигрирующим между телами Солнечной системы. Каждый год Земля становится конечным пунктом назначения для сотен килограммов внеземных «гостинцев», и среди этого потока есть уникальные образцы. Большинство - безликие обломки астероидов, но находятся и настоящие звезды - метеориты с других планет и их спутников. Эти камни - уникальные посланцы, способные рассказать о далеких мирах больше, чем самые мощные телескопы. Российские ученые из Института геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) провели детальный анализ, чтобы количественно оценить эти потоки и понять, откуда, как часто и в каких количествах мы получаем «посылки».
Космических посланцев ученые находят по всей планете, но вести прямой подсчет падений очень сложно - многие метеориты падают в океаны или необитаемые районы. Исследователи из ГЕОХИ РАН решили пойти другим путем. Они идентифицировали и изучили регионы Земли с аномально высокой плотностью находок метеоритов - пустыни в Омане, Чили, Австралии, Ливии и зоны скопления метеоритов в Антарктиде.
Затем ученые сопоставили распределение метеоритов по массам в этих регионах с известными модельными кривыми прилета потока метеоритов на Землю. Это позволило им рассчитать, сколько обломков каждого типа падает на планету ежегодно, с учетом «времени экспозиции» - того, как долго метеориты накапливались в этих регионах до их обнаружения.
– Мы проанализировали 72 541 запись о метеоритах, общая масса которых более 707 тысяч тонн, - рассказал «Поиску» научный сотрудник лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН Альберт Абдрахимов. - Подобные исследования не проводятся за короткий срок. Это итог многолетней работы по сбору, очистке и анализу глобальных данных. Главный результат - мы впервые с высокой точностью количественно оценили ежегодный поток на Землю дифференцированных метеоритов с других планетных тел. Раньше были лишь общие оценки, теперь у нас есть конкретные цифры.
Оказалось, что ежегодно на нашу планету падают примерно 47 марсианских камней общей массой 70 кг, 112 лунных фрагментов массой 90 кг и рекордные 804 осколка с астероида Веста массой около 260 кг.
Эти цифры кажутся удивительными: Марс и Луна - ближайшие земные соседи, тогда как Веста находится значительно дальше, в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Такой неожиданный баланс «поставок» космического вещества ученые объясняют тем, что потоки с разных тел Солнечной системы формируются не только гравитацией и расстоянием, но и тонкими эффектами ударной физики и геологии.
Астероид Веста, который иногда называют «малой планетой», является одним из крупнейших в Солнечной системе. При хорошем зрении его даже можно увидеть невооруженным глазом. Сегодня осколки астероида классифицируются как HED-метеориты (группа каменных метеоритов, вылетающих с пояса астероидов). Они представляют особый интерес для ученых, поскольку позволяют разобраться в истории изменения химического состава материнской породы и ранней истории соседних планет. Например, с помощью этих метеоритов исследователи могут точно датировать столкновения крупнейших астероидов с протопланетами.
Несмотря на свои скромные размеры (около 525 км в диаметре), Веста демонстрирует удивительную эффективность в поставке метеоритного материала на Землю. За свою историю астероид не раз сталкивался с космическими телами, и, судя по его поверхности, испещренной кратерами и глубокими бороздами, ударов было много, и некоторые из них отличались чудовищной силой.
Совершенно иная ситуация с Марсом - планетой с мощной гравитацией и атмосферой. Чтобы преодолеть эти барьеры и выбить фрагмент породы с поверхности, требуется колоссальное по силе воздействие, сравнимое, например, с падением гигантского астероида. Такие события-катаклизмы происходят относительно редко, но каждое из них порождает огромное количество обломков. Некоторая их часть, несмотря на все препятствия, все же находит путь к Земле, компенсируя редкость событий масштабностью каждого выброса.
Посланцы Красной планеты известны как SNC-группа - метеориты марсианского происхождения. Они содержат уникальные свидетельства геологической истории четвертой планеты Солнечной системы: в их составе обнаруживаются минералы, образовавшиеся с участием воды, и микроскопические пузырьки газа. Однако большинство метеоритов с Марса - это магматические породы, которые не отражают все разнообразие марсианской поверхности, известной по данным орбитальных аппаратов и марсоходов.
Лунные фрагменты занимают промежуточное положение в этой палитре упавших на Землю инопланетных тел, но в целом сравнимы с марсианским «вкладом».
– Наша работа дает ключ к разрешению парадокса, почему с близкой Луны и далекого Марса вещества прилетает примерно одинаково. Мы показали, что это результат двух противодействующих факторов, - объясняет А.Абдрахимов. - С Луны выбить вещество проще - у нее низкая гравитация и нет атмосферы, но и объем выбросов от одного ударного события меньше. Получить «кусочек» Марса, наоборот, сложнее, но зато от одного крупного удара выбрасывается колоссальный объем материала. Главный выравнивающий фактор - время доставки. Лунное вещество долетает до Земли быстро - всего за десятки тысяч лет, а марсианское может блуждать по Солнечной системе миллионы лет, прежде чем упадет на Землю. В итоге потоки выравниваются.
Исследователи подсчитали, что за 4,5 миллиарда лет на Землю упало около 0,3 миллиарда тонн марсианского, 1,2 миллиарда тонн вестоидного и 0,4 миллиарда тонн лунного вещества. По их мнению, это капля в геохимическом океане нашей планеты: ни марсианский, ни вестоидный, ни лунный потоки не оказали значимого влияния на состав земной коры даже в ранние периоды истории, «когда метеоритная бомбардировка была интенсивнее».
В ГЕОХИ РАН отмечают, что исследование связывает воедино данные астрономии, геохимии и планетологии и меняет представление о миграции вещества в Солнечной системе. Таким образом, работа российских ученых открывает новую страницу в изучении космоса - от простого подсчета геологических «пришельцев» к пониманию сложных механизмов их путешествия между планетами и места Земли на этом маршруте.
Татьяна ЧЕРНОВА
Обложка: photogenica.ru
