С космическим путеводителем по Земле - Станислав Хабаров

Восемь больших планет входят в Солнечную систему. Земля относится к четырём близлежащим, внутренним. Замыкающим Солнечную систему считался Плутон, но он был по современным понятиям отнесён к карликовым планетам, и дальше всех из планет системы от Солнца уходит Нептун.

Дальше расположена область комет, образующихся в спиральных рукавах Галактики и захватываемых Солнечной системой при прохождении через рукава. Кометы иногда называют «блуждающими льдами». Действительно, ядра комет представляют смесь различных льдов с вкраплением твёрдых частиц и метеоритов.

При приближении к Солнцу происходит возгонка ядра кометы и у неё появляется направленный от Солнца хвост. Хвосты комет нередко вытягиваются на сотни миллионов километров. Но плотность их невелика (значительно меньше плотности воздуха). Земля свободно проходит сквозь кометные хвосты. Вблизи Солнца комета гибнет, образуя метеорный поток. Столкновения с ним в большинстве случаев наблюдаются в виде звёздного дождя на ночном небе.

Зарегистрированы случаи падения комет на Солнце. При этом возникает вспышка, и в спектре Солнца появляются эмиссионные линии кометного вещества. Космическая техника позволила провести зондаж кометного ядра, сначала в пролётном варианте. В марте 1986 года советские автоматические межпланетные станции «Вега-1» и «Вега-2» прошли вблизи ядра кометы Галлея, на удалении от него в 8900 и 8000 километров.

Структура кометных ядер не наблюдается с Земли. Сближение с кометой позволило поближе познакомиться с ядром. Оно оказалось монолитным телом неправильной формы (14 километров по большой оси и семь километров в поперечнике). Ежесуточно его поверхность покидает несколько миллионов тонн водяного пара. Космический «айсберг» покрывает пористая пылевая корка. Она окрашивает ядро в чёрный цвет и имеет температуру в 100 тысяч гpадусов. Корка состоит из пылинок, осевших из льда при таянии.

В потоке, отходящем от ядра кометы, преобладает водяной пар, имеются атомы вoдopoдa, кислорода, углерода, молекулы углекислоты, гидроксила, циана. Твёрдые частицы содержат углерод и металлы: натрий, магний, кальций, железо. Ежесуточно ядро кометы покидают около миллиона тонн пылевых частиц. В большинстве своём они имеют размер в сотые доли микрометра. Газ, истекающий из ядра кометы, ионизируется и образует гигантские плазменные образования, которые изменяют движение «солнечного ветра».

Дистанционное изучение комет было продолжено космическими аппаратами европейского и японского космических агентств и NASA. Затем в 2004 году к комете Чурюмова – Герасименко, открытой советскими учёными в 1969 году, отправилась автоматическая научная станция Европейского космического агентства – «Розетта». К комете станция летела десять лет, преодолев 6,4 миллиарда километров. Станция стала спутником ядра кометы, а её зонд «Филы» сел на поверхность кометы.

Комету фотографировали, бурили, просвечивали. На её поверхности были найдены лёд и органическое вещество. Вода с кометы отличалась от земной. В ней было в три раза больше тяжёлого водорода – дейтерия. Это ставило под сомнение гипотезу, что воду на нашу планету занесли кометы.

Не всегда столкновения с остатками комет проходят бесследно. Встреча с астероидом способна породить тектонические катаклизмы, оледенение, изменение магнитного поля Земли. Возможна даже «химическая атака» – выпадение в атмосфере кометных солей цианистой кислоты.

Столкновения с крупными метеоритами крайне редки. О них рассказывают следы на поверхности земного шара. Астроблемы – «звёздные раны» – находят в разных местах Земли. В Гудзоновом заливе в Канаде, в Африке и Антарктиде обнаружены гигантские кольцевые провалы диаметром в сотни километров.

Не всегда можно с уверенностью определить происхождение кратеров. Их могли образовать вулканические извержения. Правда, вулканизм при столкновении Земли с крyпными небесными телами может дополнить удар. Например, в сибирском кратере Попигай (диаметром в 100 километров) на поверхность выброшены породы с глубины пять километров. При ударе крупного метеорита может образоваться глубинный разлом – проводящий канал для извержения.

Сама энергия метеоритов, летящих с космической скоростью, при столкновении вызывает взрыв. При этом плавится и испаряется и сам метеорит, и породы в месте удара. Считается, что на ранней стадии истории Земли метеоритный поток был значительно интенсивнее. Найдены метеориты, возраст которых сравним с возрастом Земли. В Антарктиде обнаружен «звёздный» осколок, возраст которого составил 4,6 миллиарда лет. А самым старым метеоритом считается углистый метеорит Альенде, упавший в Чиуауа в Мексике. Его тугоплавкий состав из оксидов кальция и алюминия сконденсировался примерно 4,567 миллиарда лет назад. Эрозионные процессы постепенно стирают следы столкновений. Сравнительная планетология отмечает аналогию состояния поверхности ранней Земли с поверхностями Луны и Марса, на которых следы от ударов не стёрты.

В индийском штате Махараштра имеется один из нескольких на Земле метеоритных кратеров в базальте. Образован он сравнительно недавно – около 50 тысяч лет тому назад. Вулканическая деятельность в этом районе прекратилась за десятки миллионов лет до этого события, и кратер в твёрдой породе являет собой как бы чистый образец результата соударения. Метеорит, ударивший в это место, был невелик. Он образовал в базальте кратер глубиной 150 метров и диаметром два километра. Всего на планете обнаружено около двухсот крупных ударных кратеров, из них около двадцати расположено на территории СНГ. В последние годы метеоритные кратеры научились отличать по присутствию в них минералов коэсита и стишовита, не встречающихся в обычных условиях, а возникающих при ударах в условиях высоких температур и давлений, превышающих 40—80 тысяч атмосфер.

С космических орбит удаётся наблюдать и скрытые наносами кратеры. Воронки, похожие на лунные, обнаружены, например, на севере Африки и в других местах Африканского материка.

«Небесные камни» легче обнаруживают себя в пyстынях и приполярных областях. Частицы, вкрапленные в лёд у Южного полюса, напоминают о взрыве в районе реки Тунгуски в 1908 году. Во льду на глубинах 10—13 метров, соответствующих 1908—1909 гoдам, присутствует большое количество элемента иридия, который входит в состав метеоритов, а на поверхности Земли встречается очень редко.

О тунгусской загадке существует много гипотез. По одной из них, над Сибирью в 1908 году взорвалась, войдя в плотные слои атмосферы, голова кометы. Взрывом, мощность которого оценивается в десять мегатонн, размётано в атмосфере семь миллионов тонн пыли.

Существует в числе прочих и такая маловероятная гипотеза, по которой причиной взрыва был обыкновенный природный газ. 2,5 миллиарда кубометров газа просочилось через разлом в атмосферу. Смешавшись с воздухом, горючий газ образовал взрывчатую смесь, через которую прошёл грозовой фронт. Взрыв произвёл разрушения и закрыл разлом.

Более удивительно звучит гипотеза о крупном каменном метеорите, прошившем атмосферу по скользящей траектории и породившем разрушительную ударную волну. Похожий ныряющий манёвр для гашения подлётной скорости реализован в полётах советских «Зондов», выполнявших облёты Луны. Возможно, что то же произошло при встрече естественных небесных тел. Полёт гигантского метеорита в атмосфере сопровождался абляцией – оплавлением (при этом он вёл себя подобно теплозащитной обмазке космических спускаемых аппаратов), о чём свидетельствуют застывшие капельки расплава в районе катастрофы.

15 февраля 2013 года в окрестностях Челябинска, войдя под острым углом в атмосферу, взорвался суперболид. Событие, наблюдаемое современниками, стало самым большим после Тунгусского метеорита. С Землёй столкнулись фрагменты астероида. Спустя полминуты движения в атмосфере небесное тело разрушилось. Взрыв его в тротиловом эквиваленте оценивался в 460 килотонн. Были ранены, в основном осколками выбитых окон, 1613 человек. Ударная волна дважды обошла земной шар. Осколок метеорита весом в полтонны был обнаружен в озере Чебаркуль.

Однако не крупные метеориты определяют поступление на Землю космического вещества. Основной приход его – в виде пыли.

Вопрос о микрометеоритах волновал космических пилотов. Первые же полёты подтвердили крайнюю редкость достаточно крупных космических «градин». Но, помимо прогноза, необходимого для практической космонавтики, существовал один из вопросов анкеты Земли: поправляется наша планета или, наоборот, худеет с возрастом?

Дело в том, что молекулы верхней атмосферы испаряются в космос. Планета «дышит», выдыхая вещество в космическое пространство. Но метеорное поступление даёт прибавку в весе. Каков итоговый баланс? Оценки метеорных осадков в доспутниковую эпоху определили около десяти тонн в сутки. Конечно, в подобных прикидках неизбежны ошибки, но на этот раз ошибка была очень велика.