Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба

Два примера гигантских столкновений. В результате одного из них появится Луна, а в результате другого – нет. Участвующие в соударении тела показаны через час после начала контакта. Справа – поперечные сечения, где разные оттенки соответствуют разной плотности. В верхнем случае ядра проходят мимо друг друга («столкновение с оставлением места происшествия»), а в нижнем – вот-вот сольются в единое целое.

Alexandre Emsenhuber (U. Arizona)

Согласно стандартной модели, ядра слились быстро – примерно за несколько часов. Для любой системы существует характерное время гравитационного взаимодействия (Gρ)^–1/2, где G – это ньютоновская гравитационная постоянная[150], а ρ – плотность вещества в граммах на кубический сантиметр (для воды она равна 1, для горных пород – 3). Ядра погружаются и сливаются, что придает центральной части тела огромную скорость вращения. Пограничная область между ядром и мантией вовлекается в это движение, и от планеты отрываются огромные капли богатого мантийными породами материала – в точности, как это представлял себе Дарвин; на самом деле этот процесс можно воспринимать как расщепление, запущенное в результате столкновения. Ядро Тейи было почти полностью поглощено Землей, поэтому Луна в конце концов сформировалась из протолунного диска, состоящего в основном из горных пород.

Если бы Тейя двигалась всего на 10 % быстрее, она бы продолжила существовать как отдельная планета, полностью опустошенная, но избежавшая плена земного тяготения и вновь вышедшая на орбиту вокруг Солнца. Однако столкновение замедлило бы ее, так что она оставалась бы где-то поблизости и с большой вероятностью столкнулась бы с Землей вновь. Такую ситуацию называют цепочкой столкновений. Каждое из них замедляет олигарха, так что каждое следующее с большей вероятностью ведет к слиянию – если не это, то следующее станет последним, как у пружинки-слинки, шагающей вниз по покрытым ковролином ступенькам[151].

* * *

Гигантские планеты знамениты своими поразительными атмосферами и внутренними областями, испещренными полосами облаков и клубящимися ураганами. Но, каким бы завораживающим ни был этот вид и до какой бы степени они ни главенствовали в определении динамики движения планет, у планет-гигантов нет поверхности в том смысле, в каком ею обладают землеподобные планеты и крупные ледяные тела, такие как Плутон и Европа. Поверхность – это двумерный рубеж между жидкостью и газом (если речь идет об океане), или между воздухом и сушей, или между водой и льдом. Поверхность – это граница между двумя состояниями вещества, которая обеспечивает физический контраст и существование различных экологических ниш. Нас окружает безумный мир, полный жутких неожиданностей, а поверхности дарят нам места, которые можно назвать домом, места, где мы находим убежище, тепло и покой.

На Земле попадаются организмы, которые не живут на поверхности или возле нее: это свободно плавающий морской планктон и никогда не спящие акулы. Тем не менее и они в конечном счете зависят от того, что происходит на поверхности океана: от газообмена О₂ и СО₂ с атмосферой, от последствий воздействия солнечной энергии, от продуктов жизнедеятельности организмов, живущих в верхнем, пропитанном солнечным светом и кислородом слое воды. Существа, никогда не видящие солнечного света, питаются существами, живущими у поверхности (на Земле еженощно наблюдается миграция снизу вверх для поедания этого приповерхностного фитопланктона). Еще глубже, там, куда организмы падают, когда начинают разлагаться, есть донная поверхность, где очень странные существа живут и размножаются среди геотермальных источников и черных курильщиков. Самое большое количество и разнообразие живых существ на Земле можно обнаружить среди плавных градиентов и резких контрастов приливно-отливной зоны, соединяющей сушу, атмосферу и океан благодаря периодически меняющемуся гравитационному воздействию Луны и Солнца. Неровности, поры и зоны проницаемости – лучшие места для химических реакций, которые поддерживают термодинамику жизни и обеспечивают обмен водой и растворенными в ней веществами сквозь мембраны, альвеолы, капилляры и жабры.