Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

В отличие от железных метеоритов, хондриты состоят из месива минеральных зерен, многие из которых встречаются и в земных породах, но кроме них включают никелистое железо, которого в земных породах нет, а также мелкие похожие на мрамор сферические зерна, называющиеся «хондрами»^[13] (отсюда и название этого типа метеоритов). Хаотическая текстура хондритов указывает на то, что они образовывались случайным образом из различных компонентов. Их текстура также свидетельствует об очень важном признаке: они никогда не плавились целиком. Более того, отдельные минеральные зерна в хондритах имеют самый древний возраст, когда-либо измеренный с помощью радиоизотопного датирования: они датируются первыми днями существования Солнечной системы. Благодаря этим двум свойствам изучающие их геохимики пришли к выводу, что хондриты приносят нам то, чего мы не можем найти на Земле или в других разновидностях метеоритов: образец того исходного материала, из которого образовались Земля и соседние планеты. Похоже, это неизмененные образцы твердой материи, которая летала в Солнечной системе в момент рождения Земли; есть веские доказательства, что их источник — небольшие астероиды, которые никогда не становились достаточно крупными, а потому не нагревались и не плавились.

Примитивная природа хондритов сделала их основным источником информации об общем химическом составе Земли. Вы можете спросить, почему ключевую роль играют такие редкие камни, когда прямо под ногами у нас вся планета — бери и анализируй. Вы можете также спросить, зачем вообще знать общий состав Земли. Вкратце ответ таков: если мы хотим понять, как Земля дошла до нынешнего своего состояния, нам нужно кое-что знать о ее первоначальном общем составе. Его нелегко установить, когда наш доступ к породам осуществляется только через тонкую внешнюю оболочку планеты, которая сильно отличается от недоступной внутренней части. Однако, используя информацию от хондритов как своего рода проверку в реальных условиях, объединяя данные прямых измерений поверхностных пород и сведения о внутренности планеты, полученные с помощью дистанционного зондирования, геохимики смогли разработать модели для общего состава Земли, которые можно подтвердить независимыми свидетельствами — например, данными о плотности нашей планеты.

Важная при изложении таких моделей идея — то, что состав Земли и других планет земной группы (это внутренние планеты Солнечной системы — Меркурий, Венера, Земля, Марс) зависит от пропорций основных минералов, найденных в хондритах. Яркий пример — железо: хорошо известные различия в плотности планет земной группы можно практически полностью объяснить различным содержанием железа в них. В хондритах много зерен железа, однако их количество в разных хондритах отличается. Согласно таким моделям, Земля намного тяжелее Марса, потому что ее хондритоподобные строительные блоки содержали больше железа. Точно так же и другие различия между внутренними планетами можно понять, если оперировать различными количествами компонентов хондритов. Несомненно, это чересчур упрощенное описание того, что происходило в реальности, однако это не отменяет важности хондритов как хорошей отправной точки для понимания состава Земли и других планет. Разные планеты в итоге включали разное количество тех или иных составляющих этих метеоритов.

Но даже если метеориты дают хорошее представление о химическом составе Земли, они мало что говорят нам о процессе формирования планет. Что заставило сформироваться нашу планету 4,5 миллиарда лет назад? Кое-что можно узнать по метеоритам, однако большая часть сведений исходит из других источников, особенно из астрономических теорий и наблюдений.

В 1990 году НАСА запустило ныне знаменитый космический телескоп «Хаббл». Несмотря на то, что поначалу обнаружились проблемы с оптикой, с ними в конце концов справились, и с тех пор аппарат отправлял четкие потрясающие фотографии других далеких миров. Среди самых захватывающих объектов — исполинские облака в местах, которые мы привыкли считать «космической пустотой». Эти облака были хорошо известны астрономам и до запуска «Хаббла», однако снимки космического телескопа особенно красивы. На них видны огромные, неправильные, клочковатые, хаотичные, а иногда даже грозные на вид облака из газа и пыли. Оказывается, в этих повергающих наблюдателя в трепет областях зарождаются новые звезды и планеты.