Текст книги "Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир"

4. Шары из металла и расплавленного камня

Плавление – фактор геологического разрушения. Скальные породы Земли постоянно подвергаются сокрушительному тектоническому давлению и непрестанному выветриванию, но ничто не разрушает их так основательно, как нагрев. При переходе вещества из твердого состояния в жидкое атомы в камне теряют химическую связь друг с другом – вещество распадается на атомы. При расплавлении камень навсегда теряет почти все свои основные характеристики. Однако природа находит расплавленному камню хорошее применение и посредством этого воссоздает его заново.

Обновляющее действие плавления испытали, конечно, не только земные камни. Случилось это и с некоторыми из тех камней, которые падают с неба. Радиоактивный изотоп алюминия – ²⁶Al – был особенно мощным источником тепла в планетезималях. Быстро распадаясь, радиоизотопы высвобождали большое количество атомной энергии, заключенной в их ядрах, и полностью расплавляли многие планетезимали. В результате пыль, изначально наполнявшая протопланетную туманность и впоследствии сконденсировавшаяся в планетезимали, была полностью уничтожена. Целые миры, состоявшие из пылевых агломераций, трансформировались в светящиеся раскаленные шары из жидкого камня.

Большинство лавовых планетезималей имело небольшие размеры и остыло примерно за несколько миллионов лет. Их геологические генераторы тепла быстро израсходовали все запасы своей энергии и снова насквозь промерзли. Даже крупнейшие тела, которые могли сохранять запасы внутреннего тепла дольше, остыли примерно за 100 миллионов лет. И когда жидкие скальные породы замерзли и кристаллизовались, расплавленные планетезимали снова превратились в твердые тела, в недрах которых «заморозилась» история их интенсивного разогрева и полного химического преобразования. Ахондриты – метеориты, которые произошли от этих некогда расплавленных астероидов, – это самые старые известные нам вулканические камни.

Изменения в микроскопическом масштабе – превращение крошечных зерен пыли в жидкую магму – были только самым началом трансформации. Вся внутренняя структура расплавленных астероидов была в корне преобразована процессом, называемым «дифференциацией», в ходе которого эти астероиды из пылевых тел, более или менее однородных по всему объему, трансформировались в тела, обладающие двумя разнородными геологическими слоями: металлическим ядром и окружающей его каменной мантией с тонкой наружной корой.

Схема внутреннего строения астероида, испытавшего на заре своей истории масштабное расплавление. Несмотря на то что Земля во много сотен или тысяч раз крупнее большинства астероидов, она в разрезе выглядит похожим образом.

Тяга к железу

Железо было одним из наиболее распространенных элементов в пылевой части первичной туманности. Когда пыль, слипшаяся в планетезимали, расплавилась, железо выделилось из ее состава. Хоть гравитационное поле планетезималей и было чрезвычайно слабым, его силы хватало на то, чтобы мягко стягивать высвобожденное железо к центру тела. Металлическое железо благодаря своей высокой плотности медленно погружалось в кипящую магму и, проходя сквозь нее, в больших количествах собиралось в центре планетезимали.

Существует целая группа химических элементов, которые геологи называют «сидерофильными». Это слово происходит от древнегреческих σίδηρος (сидерос), что значит «железо », и φιλία (филия), то есть «любовь»: сидерофильные элементы «железолюбивы». Они проявляют высокую степень химической тяги к железу. В геологических системах – как земных, так и небесных – сидерофильные элементы обычно следуют за железом при его переходах от одного минерала к другому. Куда бы ни отправилось железо, сидерофильные элементы устремляются за ним. Среди четырнадцати таких элементов – никель, платина, иридий, вольфрам и золото. И когда эти элементы тоже высвободились из состава первичной пыли в процессе расплавления, они вслед за железом погрузились к центру своей материнской планетезимали. Объединившись, все эти вещества образовали большой пузырь металлической магмы – ядро планетезимали.

Если бы мы могли взглянуть на расплавленное металлическое ядро недавно прошедшей процесс дифференциации планетезимали, мы увидели бы, что оно ярко, как Солнце, сияет ослепительным красным светом. На деле, однако, это ядро было бы скрыто от взора окружающим его слоем менее плотной магмы, сквозь который металлы погружались в центральную область планетезимали. Лишенный большей части железа и почти всех сидерофильных элементов, по химическому составу этот внешний слой очень сильно отличался от центрального шара из металлической магмы.

Тяга к кислороду

Магма, окружающая металлическое ядро в центре расплавленного астероида, была богата элементами, которые геологи называют «литофильными». Именно они в основном и образовывали слой, расположенный непосредственно над ядром: мантию. «Лито-» происходит от древнегреческого λῐ́θος(литос), то есть «камень». Литофильные элементы – «камнелюбы»; у них высокое химическое сродство с кислородом, и они легко соединяются с богатыми кислородом минералами, обычно присутствующими в различных каменных породах. Плотность у них низкая, и поэтому они не опускаются к центру расплавленной планетезимали, а остаются в ее более высоких слоях, плавая на поверхности жидкого металла, который составляет ее ядро. Литофильные элементы очень широко распространены в камнях на поверхности Земли; среди них – знакомые нам кремний, алюминий, кальций, натрий и магний.

Ядра планетезималей занимали около половины их общего объема. В разрезе ядро выглядело бы кружком, внутри которого заключена плотная масса расплавленной каменной породы. Процесс образования ядер общий для Земли и всех остальных планет: Меркурий, Венера, Марс и Луна тоже имеют железо-никелевые ядра. Расплавленные планетезимали, хоть они в сотни или тысячи раз меньше, по своей внутренней структуре не намного отличались от планет. Вокруг Солнца бесшумно обращались по своим орбитам большие и малые шары из металла и расплавленного камня.

Быстро рассеяв свое внутреннее тепло в окружающее пространство, расплавленные породы кристаллизовались. Прошедшие процесс дифференциации планетезимали затвердели, образовав слоистые, как луковицы, тела со слоями различной природы. Железо-никелевые ядра в центре миниатюрных миров кристаллизовались и образовали твердые формации, состоящие из металлических минералов. Такие породы изредка можно встретить на земной поверхности; там и здесь они усеяны богатыми серой пузырьками размером с монетку. Плотная оболочка каменной мантии, заключавшая в себе металлическое ядро, тоже охлаждалась и кристаллизовалась; в ней образовался целый ряд каменных минералов, хорошо знакомых нам и на Земле. Тонкий покров, окружающий самый внешний слой каменной мантии, составлял поверхность планетезимали – каменную кору. Итак, при движении изнутри наружу в структуре планетезимали наблюдается упорядоченная последовательность: металлическое ядро, заключенное в броню из каменной мантии, а сверху каменная кора.

После остывания планетезималей их геологическая история вовсе не заканчивалась. Многие из них разлетались на части вследствие катастрофических ударов и столкновений, обогащая нарождающуюся Солнечную систему множеством каменных обломков. Другим пришлось сбросить свои каменные мантии и обнажить металлические ядра в ходе скользящих столкновений. И в наши дни, спустя более четырех с половиной миллиардов лет, пояс астероидов все еще выбрасывает за свои пределы эти некогда расплавленные камни и некоторые из них падают на Землю как метеориты-ахондриты.

Металлические камни

Даже сегодня, когда мы окружены технологиями, которые еще несколько десятилетий назад показались бы настоящей магией, прикосновение к железному метеориту вызывает ощущение чуда: на ощупь они непривычно холодные и неожиданно тяжелые – примерно в два с половиной раза тяжелее земного камня таких же размеров. Тяжесть метеоритного железа даже сейчас продолжает меня поражать.

В середине XIX века французский геолог Адольф Буасс первым предположил, что железные метеориты по составу близки к глубинным недрам Земли. Он оказался прав: железные метеориты – это части расколотых на куски ядер прошедших дифференциацию планетезималей. Само их существование говорит о случившейся в прошлом катастрофе. Либо каменная мантия, заключавшая в себе ядро, была полностью сорвана и выброшена в пространство в результате длительной бомбардировки, либо вся планетезималь в целом была буквально вывернута наизнанку катастрофическим ударом другого тела, что и привело к выбросу железных осколков.

На первый взгляд железный метеорит выглядит как типичный небесный камень, покрытый черной, будто лакированной корой плавления. Но на срезе открывается характерная для железо-никелевых сплавов переливающаяся серебристая поверхность, усеянная маленькими желтоватыми сернистыми пузырьками. При полировке поверхность становится идеальным зеркалом. Чтобы убедиться в инородности железных метеоритов, нет нужды измерять их экзотический изотопный состав или анализировать их странные геологические характеристики.

Два основных минерала, из которых состоят железные метеориты – камасит и тэнит – представляют собой кристаллические смеси железа и никеля в различных пропорциях. У них одинаковый серебристый блеск, но вся красота узоров срастания этих двух минералов проявляется в ходе специальной химической процедуры, называемой «травлением». Когда на полированную поверхность железного метеорита наносится небольшое количество химической смеси концентрированной кислоты и спирта, эта смесь воздействует на камасит и тэнит в разной степени. Серебристый блеск каждого из них тускнеет и приобретает новый оттенок. Возникает изысканный сетчатый узор переплетающихся прожилок металлических минералов, который космохимики называют «видманштеттеновыми фигурами»¹. Характерные игольчатые кристаллы камасита как бы пронизывают участки тэнита. Это уникальное геологическое явление встречается только в железных метеоритах. Известны кристаллы метеоритного тэнита размерами до метра – это говорит о невероятно медленном темпе охлаждения этих фрагментов ядра планетезимали на протяжении многих миллионов лет.

Когда я писал свою докторскую диссертацию, мне представилась счастливая возможность подвергнуть травлению полированную поверхность небольшого – размером с дыню – куска железного метеорита Кампо дель Сьело. И я никогда не забуду, как на поверхности металла, будто на поляроидном снимке, постепенно стали появляться древние видманштеттеновы фигуры – структура металлических кристаллов, образовавшаяся четыре с половиной миллиарда лет назад.

Еще одна любопытная особенность железных метеоритов – их магнетизм. В расплавленных металлических ядрах появлялись мощные магнитные поля, действие которых распространялось на тысячи или сотни тысяч километров вокруг. Когда ядра охлаждались и кристаллизовались, генерация сильных магнитных полей прекращалась, но следы действия магнетизма запечатлевались в металлических минералах ядра. Этот остаточный магнетизм сохранился по сей день – поэтому железные метеориты отклоняют стрелки компасов и прилипают к магнитам.

Недосягаемое ядро

Знания о глубоких недрах Земли мы в основном получаем из анализа ее сложного магнитного поля, гравитационных характеристик и исследования землетрясений. Земля обладает сильным магнитным полем, происхождением которого она обязана своему частично жидкому металлическому ядру; наша планета слишком тяжела и ее гравитационное поле слишком сильно, чтобы она могла целиком состоять из твердых скальных пород. Стало быть, в недрах Земли должна существовать область крайне высокой плотности, и проще всего представить себе, что это массивное металлическое ядро. Наиболее подробную информацию о недрах Земли дают землетрясения: происходя вблизи земной поверхности, они посылают сейсмические волны вглубь планеты, и, наблюдая, как эти вибрации отражаются и рикошетируют от различных геологических слоев, мы получаем подробную картину распределения физических характеристик мантии и ядра.

Магнетизм, гравитация и сейсмичность – мощные инструменты зондирования самых глубоких областей нашей материнской планеты. Но их возможности не идут ни в какое сравнение с той информацией, которую мы получили бы, если бы имели в своем распоряжении кусочек вещества земного ядра и могли бы подвергнуть каждую его частичку детальному изучению в лаборатории. Это произвело бы настоящую революцию в нашем понимании родной планеты. Однако ядро Земли находится у нас под ногами на глубине почти в 3 000 километров, и поэтому абсолютно недостижимо. Сможем ли мы добраться до столь глубоких областей планеты когда-нибудь в далеком будущем? Думаю, что это невозможно, и все-таки – а вдруг?

Пока этот день не настал, железные метеориты для нас единственный способ прикоснуться к веществу из центрального ядра планетарного тела. Разрезая на части и подробно исследуя в лаборатории осколки ядер планетезималей (таких как метеорит Кампо дель Сьело), мы пришли к более глубокому пониманию устройства и характеристик ядра нашей собственной планеты.

Исчезнувшие мантии

Мы живем на тонкой внешней оболочке коры, внутри которой заключено все вещество Земли. Под этим тончайшим, как папиросная бумага, геологическим слоем лежит каменная мантия, простирающаяся вниз до самого металлического ядра в центре нашей планеты.

Мантия Земли занимает огромный объем – 85% общего объема земного шара. Состоит она главным образом из литофильных элементов (магния, кремния и кислорода), которые остались наверху после того, как в эпоху дифференциации Земли железо погрузилось вниз, к центру планеты. Эти элементы преимущественно образуют кристаллы оливина и минерала под названием ортопироксен, а на больших глубинах преобразуются в такие экзотические минералы, как вадслеит, ринг-вудит и бриджманит.

Считается, что некогда расплавленные планетезимали, подобно Земле, подверглись дифференциации и в них образовались металлические ядра с сопутствующими им каменными мантиями. Но загадочным и обескураживающим представляется, что из примерно 60 000 метеоритов, известных сейчас науке, ни один не соответствует геологическим характеристикам пород земной мантии. Нет ни единого метеорита, который состоял бы из характерных взаимосвязанных кристаллов бутылочно-зеленого оливина и черно-зеленого ортопироксена. Проблема исчезнувших мантий не дает покоя многим космохимикам. Где же они? Фактом своего отсутствия метеориты из оливин– ортопироксеновых мантий рассказывают нам историю внезапной катастрофы. Популяция планетезималей, в которых формировались мантии, по-видимому, была полностью уничтожена вскоре после своего образования. Их существование в Солнечной системе было кратким. Вскоре после остывания почти все они, по всей вероятности, были разрушены коварными ударами – лобовыми, которые просто разбивали их вдребезги, или касательными, которые срывали мантии с их ядер. И ни одно из таких тел не дожило до нашего времени.

Свет на эту загадочную ситуацию проливают железные метеориты. Среди них изредка встречаются экземпляры с необычно маленькими кристаллами камасита и тэнита в решетчатых узорах видманштеттеновых фигур, из чего видно, что они остыли очень быстро, а значит, не могли образоваться в обернутом толстой внешней мантией ядре. С их родительских планетезималей мантии, вероятно, были сорваны, когда их ядра еще оставались жидкими. Потеряв свой изолирующий каменный покров, ядра этих планетезималей быстро остывали, и металлические минералы, образовавшиеся в них, остались «недомерками».

В отличие от железной шрапнели, образовавшейся из ядер, каменные осколки раздробленных мантий были физически хрупкими. После того как они были выброшены из родительского астероида ударом, они подверглись стиранию микроскопическими зернами межзвездной пыли и быстро превратились в изъеденную этой пылью комковатую массу. К нашей эпохе они давно уже разрушились, в то время как их металлические современники выжили и продолжают выпадать на Землю дождем железных метеоритов. Некоторые из оголенных ядер таких лишенных мантий планетезималей существуют и сегодня в поясе астероидов[10]10
  Самый крупный металлический астероид 16 Психея имеет поперечник около 200 километров. В 2022 году космическая миссия NASA «Психея» отправится с Земли, чтобы изучить этот необычный мир. Космический зонд должен прибыть к цели в конце 2020-х. Это будет первый случай исследования человечеством металлической планеты. Дождемся результатов!


[Закрыть], и недавно выброшенные их фрагменты (такие как метеорит Кампо дель Сьело) после межпланетных странствий попадают на Землю.

Группируя около 1 200 известных железных метеоритов по сходству их химических, изотопных и геологических характеристик, мы установили, что они были порождены по крайней мере тремя дюжинами различных прошедших стадию дифференциации астероидов. Три дюжины миров, каждый со своей собственной историей и геологической эволюцией, которая закончилась катастрофой.

«Палласово железо»

Разрушение первых расплавленных миров породило совершенно новый тип астероидов, сложенных из замысловатой смеси камня и металла, от которых произошли железокаменные метеориты. Самые удивительные среди них – палласиты. Этот исключительно редкий вид метеоритов (сейчас их известно всего около сотни) назван в честь немецкого натуралиста Петера Симона Палласа. В 1772 году находясь в экспедиции в Сибири в районе Красноярска, Паллас набрел на странный металлический булыжник. Местный кузнец за двадцать три года до этого нашел его в горах и, решив, что он пригодится в кузнице, тридцать километров тащил его к себе в деревню, что довольно непростое дело, так как весом глыба была примерно с два концертных рояля. Но старания кузнеца (к счастью для будущего науки о метеоритах) пропали даром: металл оказался непригоден для обработки и имел множество дефектов.

Местные крестьяне говорили Палласу, что этот камень – священный дар небес. Но Паллас как истинный ученый отнесся к этим рассказам скептически. Он заметил, что металл, из которого состояла глыба, был испещрен странными желто-зелеными кристаллами и имел ноздреватую текстуру, напоминающую морскую губку. Загадочная находка заинтересовала Палласа, и спустя пять лет он организовал перевозку глыбы в Санкт-Петербург, в Императорскую Академию наук для дальнейшего исследования. Там она получила известность под названием «палласово железо».

Полное название книги Эрнста Хладни «Железные массы» звучало так: «О происхождении железной массы, найденной Палласом, других подобных ей железных масс, и о некоторых связанных с этим явлениях природы». Хладни был твердо уверен, что найденный Палласом камень прилетел из космического пространства. Спустя несколько лет после того, как Хладни опубликовал свою работу, кусок «палласова железа» оказался в химической лаборатории Эдварда Ховарда в Лондоне, и здесь его внеземное происхождение было подтверждено – наряду с происхождением целой коллекции других камней, тоже, предположительно, небесных (в их числе метеорит Уолд Коттедж). Роль, которую «палласову железу» суждено было сыграть в науке о метеоритах, оказалась критически важной.

Палласиты с их россыпью бутылочно-зеленых размером с мелкую монетку кристаллов оливина, вкрапленных в массу металлического железа, выглядят очень привлекательно и заманчиво по сравнению с другими камнями. Если сделать срез палласита толщиной с папиросную бумагу и осветить с тыльной стороны, железо света не пропустит, в то время как оливин будет пропускать ярко-зеленые лучи – такие срезы напоминают витражные окна с цветными мозаичными стеклами, сквозь которые проходит солнечный свет. Ни в геологическом, ни в каком-либо ином отношении палласиты не похожи на земные минералы – их красота уникальна.

Долгое время их происхождение – где и как именно они образовались, на каких родительских астероидах – было загадкой. А за необыкновенной красотой палласитов скрывалась почти катастрофическая история. Первозданную прелесть оливиновых кристаллов кое-где нарушают бегущие по их поверхности трещины. И хоть многие из этих минералов ценятся как драгоценные камни (кристаллы оливина размером с абрикос нередко можно было заметить в диадемах и ожерельях австрийских аристократок), некоторые камни безнадежно испорчены глубокими трещинами и другими дефектами.

Время от времени внутри оливиновых кристаллов замечали крохотные капельки металла. Эти маленькие пузырьки, как мельчайшие магнитики, хранят информацию о древних магнитных полях, наведенных, когда расплавленные ядра их материнских планетезималей еще генерировали сильный магнетизм. Чтобы магнитное поле оказалось «вмороженным» в такие миниатюрные магниты, окружающее вещество должно было иметь температуру около 350 °C; будь оно горячее, мощное магнитное поле расплавленного ядра планетезимали просто прошло бы сквозь крохотные металлические пузырьки совершенно бесследно.

Это наблюдение имеет далеко идущие следствия. Когда ядро родительской планетезимали еще оставалось расплавленным, гигантские кристаллы оливина (и металлические пузырьки внутри них) должны были уже остыть, а это значит, что они располагались на небольшой глубине, далеко от ядра и ближе к поверхности родительского астероида.

Откуда же тогда взялся металл, подмешанный в палласиты? Металлическое железо в таких количествах встречается только глубоко в ядре – как же оно могло попасть в поверхностные слои малой глубины? Простое объяснение состоит в том, что палласиты образовались при колоссальной силы столкновениях между двумя планетезималями. Когда две планеты сталкивались, все еще расплавленное металлическое ядро одной из них – возможно, его мантия к этому времени уже была сорвана предыдущим столкновением – впрыскивалось в оливи-новую мантию второго. Захватывая в себя, будто красными горячими пальцами, огромные оливиновые кристаллы мантии, металл в конце концов остывал и затвердевал, и оливин навсегда оставался запертым в железной клетке. Столкнувшись, астероиды не разрушили друг друга, а смешались воедино, образовав гибридный мир.

Продолжают эту историю изотопы кислорода. Состав смеси кислородных изотопов в оливиновых зернах меняется от одного палласита к другому – это указывает, что палласиты произошли не от одного-единственного астероида. Драматический процесс смешивания древних миров в эпоху формирования Солнечной системы многократно повторялся.

Здесь как раз уместно задуматься о том, как нам повезло. Земля когда-то была планетезималью – малым зерном, из которого вырос каменный шар нашей планеты – и она выжила в буре катастрофических столкновений по чистой случайности. Из всей длинной цепи случайностей, которая привела к нашему сегодняшнему дню, выживание планетезимали, в конечном счете породившей Землю, было одним из первых звеньев. И наше существование – Земли и всех живых организмов, которые ее населяют, – с самого начала висело на волоске.

Тонкие покровы

В ходе бурной истории формирования Солнечной системы какому-то количеству планетезималей удалось в основном сохранить свою целостность и впоследствии превратиться в сегодняшние астероиды. На протяжении четырех с половиной миллиардов лет они сберегли свою исходную слоистую, как у луковицы, структуру – металлическое ядро, каменная мантия и каменная кора – и, избежав разрушения, все еще выбрасывают из своих каменистых поверхностных слоев метеориты. В результате ударов осколки скальных пород («каменные ахондриты») выбрасываются с поверхностей малых планет в межпланетное пространство. Ведя свою родословную от поверхностной магматической коры некогда расплавленных астероидов, такие метеориты сохраняют высокую степень сходства с некоторыми типами вулканических пород на земной поверхности.

Дело шло к полуночи 2 сентября 2015 года, когда один такой камень упал с неба в провинции Бингель на востоке Турции. Когда он вошел в земную атмосферу, небо мгновенно озарилось таким ярким сиянием, что его зарегистрировали камеры наружного наблюдения за 150 километров от места падения. Последовала серия оглушительных взрывов, камень развалился на части, и град осколков обрушился на деревню Сарычичек. Черные обугленные каменные обломки на улицах и крышах домов не оставили никаких сомнений в том, что этой ночью произошло падение метеорита.

За последовавшие недели и месяцы в окрестностях деревни было собрано больше пятнадцати килограммов осколков метеорита Сарычичек. Космохимики быстро поняли, что он принадлежит к группе метеоритов, названной в честь Эдварда Ховарда «ховардитами». Ховардитов известно чуть больше 350. Под обугленной корой они, по сравнению с их собратьями – железными и железокаменными ахондритами, – выглядят, если можно так выразиться, заурядными. Они целиком состоят из бледно-серых гранул, там и сям испещренных маленькими черными крапинками и крохотными белыми чешуйками. Вы могли бы наткнуться на такой обломок камня на какой-нибудь стройплощадке – он во многих отношениях напоминает кусок бетона. Если бы не лаково-черная оплавленная корка, при взгляде на ховардит мысль о его небесном происхождении вряд ли могла бы прийти в голову, даже если бы вы нашли его в пустыне.

Однако именно эти метеориты – хороший пример того, как много может рассказать нам каждый камень, даже самый, казалось бы, невыразительный.

Когда тонкий срез ховардита попадает под объектив геологического микроскопа, его скучные бледно-серые кристаллы вдруг преображаются, и мы видим калейдоскоп ярких и живых красок.² Восхищенному взгляду исследователя открывается хаотическая мозаика ярко-оранжевых кристаллов, отливающих то темно-красным, то светло-голубым, то серо-белым на непрозрачном угольно-черном фоне.

Крохотные кристаллы, из которых состоят ховардиты, образуют беспорядочную россыпь остроугольных фрагментов неправильной формы со случайными вкраплениями стекла. Большая часть этих минеральных фрагментов имеет микроскопические размеры – даже самые крупные из них не больше сантиметра в поперечнике. Эти кристаллические чешуйки разбросаны совершенно хаотически, что составляет разительный контраст со строгой упорядоченностью видманштеттеновых фигур в железных метеоритах и с напоминающими драгоценные камни кристаллами оливина в палласитах. Ховардиты выглядят так, словно их структура подверглась яростной деформации. А присутствие стекла говорит о том, что в какой-то момент своей геологической истории они испытали мощный тепловой удар.

Фрагментированная, неупорядоченная форма соединения кристаллов свойственна и таким обычным для земной поверхности минералам, как пироксен, плагиоклаз и ортопироксен. Даже если вы никогда в жизни не обращали внимания на попадающиеся вам камни, вы почти наверняка много раз видели и пироксен, и полевой шпат (а вероятно, и ортопироксен). Все они когда-то кристаллизовались из расплавленной магмы. Пироксен и плагиоклаз – основные минералы, входящие в состав базальта, черно-серого вулканического камня, образующегося из застывшей магмы. Он в огромном количестве встречается на островах вулканического происхождения, таких как Гавайи и Исландия. Ортопироксен образуется многими способами, но чаще всего на большой глубине, в подземных магматических бассейнах – там он формирует плотные кристаллы, выпадающие из магмы в осадок и огромными кучами накапливающиеся на дне бассейна.

Подобным же образом, вероятно, образовались и минералы в ховардитах. Но как они оказались настолько сильно фрагментированными? Расплавленный камень, как правило, остывает и кристаллизуется в виде аккуратно переплетающейся правильной мозаики. На Земле исходная переплетенная текстура магматической породы стирается и маскируется под воздействием выветривания и метаморфизма, но астероиды таких процессов не знают. Здесь нет ветра, дождя или инея, которые могли бы постепенно перемолоть магматические породы и превратить их в песок. Здесь очень холодно и не существует тектоники плит, которая могла бы превратить эти породы в новые виды камня. Так что же так перемешало структуру ховардитов? Ключ к ответу на этот вопрос дают некоторые другие каменные ахондриты, падающие с неба.

Метеоритное трио

В 1808 году, спустя шесть лет после того, как Ховард опубликовал свой первый систематический химический анализ семейства метеоритов, очередной болид обрушился с небес на деревню Штаннерн на территории современной Чехии. Град камней застучал по земле. Многие из них быстро подобрали очевидцы происшествия: шестьдесят шесть обломков общим весом в пятьдесят два килограмма без промедления были доставлены в музеи и научные институты. Космохимия была в 1808 году совсем молодой наукой и очень нуждалась в метеоритах.

Штаннернский метеорит оказался на тот момент уникальным. Под глянцевитой оплавленной коркой залегала пепельно-серая мелкозернистая порода, настолько мягкая, что крошилась под пальцами. Хоть это и был камень, по своим геологическим характеристикам он отнюдь не напоминал другие каменные метеориты – такие как Уолд Коттедж. Ученые быстро заметили его поразительное сходство с породами, обычными для островов вулканического происхождения.

Странный метеорит состоял главным образом из пироксена и плагиоклаза, основных компонентов земных вулканических базальтов. Метеорит Штаннерн был в буквальном смысле куском базальтовой породы, свалившимся из космоса. К 1900 году в Европе, Северной Америке и Индии были зарегистрированы падения еще девяти метеоритов похожей геологической природы. Они были легко отличимы от других, «обычных», типов каменных метеоритов и названы «эвкритами», от греческого слова 8i)Kpivf|g (эвкринес), что и означает «легко отличимый».

Минералы, из которых состоят эвкриты, должны были – как базальты на Земле – иметь вулканическое происхождение, но достаточно беглого взгляда на тонкий срез эвкрита, чтобы заметить их хаотическую структуру. Взаимосвязь кристаллов, обычная для магматических земных пород, здесь отсутствует. Геометрически правильные кристаллические формы, характерные для пироксена и полевого шпата в земных базальтах, в эвкритах почти не встречаются: кристаллы выглядят вкрапленными в массу камня осколками неправильной формы, случайным образом соединяющимися друг с другом. Многие из них смешаны с вулканическим стеклом – это свидетельствует о том, что в некоторый момент своей истории эвкриты подверглись мощному разрушающему воздействию.

Представитель другого необычного вида каменных метеоритов обнаружился в небольшой коллекции небесных камней, собранных на Восточно-антарктическом ледяном щите японскими исследователями в 1969 году. Под его почерневшей корой оказался целый ассортимент громадных кристаллов ортопироксена, некоторые размером с доброе куриное яйцо, перемежавшихся то здесь, то там случайно разбросанными меньшего размера кристаллами оливина и полевого шпата. Ортопироксеновые кристаллы, как и на Земле, должны были образоваться в залегающих глубоко под поверхностью магматических камерах. Большинство этих кристаллов, хоть и превосходили размерами те, что присутствуют в ховардитах и эвкритах, были на них очень похожи своими остроугольными очертаниями и хаотическим расположением. Сейчас известно уже почти 500 небесных камней такого типа; этой группе метеоритов присвоено название «диогенитов».