Золото попало на Землю с неба

Когда-то давным-давно Ходжа Насреддин говорил о том, что золото попадает на Землю с неба вместе с падающими звездами. Недавно американские ученые подтвердили его предположение. Согласно их исследованию, большинство редких металлов занесли на нашу планету врезавшиеся в нее небесные тела, называемые планетезималями, свыше 4 миллиардов лет назад.

Фото: Фото: AP

В последнее время стало модно бояться падения на землю астероидов, метеоритов и других крупных небесных тел. Спору нет, оказаться рядом с местом "контакта" подобного пришельца из космоса с земной поверхностью действительно весьма неприятно, поскольку это чревато достаточно мощным взрывом. Однако никаких более катастрофических воздействий на Землю и ее климат эти небесные тела оказать, судя по всему, не могут (о чем мы уже писали в материале Человек произошел… от астероида?).

Более того, согласно известному анекдоту Ходжи Насреддина, от небесных тел иногда можно и… обогатиться. Этот знаменитый турецкий шутник любил рассказывать про то, что звезды состоят из золота; когда они падают на землю, то превращаются в золотые монеты. Самое интересное, недавно ученые из NASA выяснили, что доля шутки в этой шутке, конечно же, имеется, но все остальное — чистая правда.

Не так давно объединенная команда специалистов из четырех институтов и университетов США, финансируемая NASA, сравнила содержание так называемых редких металлов в земной коре и мантии, а также в образцах лунных и марсианских пород (от марсианских метеоритов). Ученые пришли к весьма любопытным выводам: все они, скорее всего, были занесены на нашу планету "гостями из космоса" в далеком прошлом.

Речь идет о таких элементах, как золото, платина, рений, осмий, палладий, рутений и иридий. Их совсем немного в земной коре, однако, по теоретическим расчетам геологов, на самом деле их вообще не должно быть в настоящий момент на поверхности нашей планеты. И вот почему.

Согласно общепринятой на данной момент гипотезе о формировании планет типа Земли, с самого начала в протопланетном облаке возникает своеобразная сортировка элементов. Железо и другие тяжелые элементы стремятся (из-за того, что они тяжелые) оказаться ближе к центру зарождающейся планеты, где они в дальнейшем формируют ядро, выталкивая при этом силикаты и другие легкие элементы ближе к поверхности. В дальнейшем, когда планета уже сформирована, этот процесс (мантийная конвекция) еще продолжает какое-то время происходить — до тех пор, пока все железо и его "родственнички" не окажутся в ядре. После чего всякая геологическая активность планеты прекращается.

Фото: AP

Очевидно, что на Земле мантийная конвекция, вызванная погружением тяжелых элементов к центру планеты, все еще продолжается. Об этом свидетельствуют случающиеся время от времени землетрясения и извержения вулканов. Однако некоторые ученые считают такое положение вещей, мягко говоря, не совсем нормальным. По расчетам, она должна была закончиться в течение первых нескольких миллионов лет после формирования всех слоев литосферы, то есть ядра, мантии и земной коры. Однако этого почему-то не произошло.

Отгадка, по мнению американских исследователей, кроется в многочисленных ударах крупных планетезималей на финальной стадии формирования нашей планеты, уже после появления у Земли ее естественного спутника. Напомним, что планетезималями называются небесные тела, вращающиеся вокруг протозвезды и образующиесяврезультате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска. В дальнейшем, когда подобные тела накопят уже много "строительного материала", из них образуются протопланеты.

О том, что на заре существования Солнечной системы столкновения только-только появившихся планет были обычным делом, ученые говорят не впервые. Новое исследование, результаты которого изложены в Science (http://www.sciencemag.org/content/330/6010/1527), еще одно подтверждение такой картины. Кстати, согласно исследованию группы Уильяма Боттке из Юго-западного исследовательского института в городе Боулдер (штат Колорадо, США), подобные атаки испытали на себе не только молодая Земля, но также Луна, Марс и некоторые спутники планет-гигантов. При этом именно эти агрессивные небесные гости и "насытили" Землю и другие объекты их атак "лишними" золотом, платиной, иридием и т. п.

Авторы работы рассчитали на компьютере, каким размером должны были быть планеты-ударники, чтобы привести содержание редких элементов в мантиях Марса, Луны и Земли к их нынешнему значению. В результате удалось вычислить, что примерно 4-4,5 миллиарда лет назад в нашу планету врезался объект, диаметр которого составлял 3000 километров, что, как мы знаем, приближается к диаметру Плутона.

Это достаточно много, чтобы изменить процентное содержание металлов, но недостаточно, чтобы разрушить молодую Землю. В целом эта поздняя стадия "золотой" бомбардировки добавила Земле 0,5% ее массы. Она же, согласно модели, изменила наклон оси вращения нашей планеты на 10 градусов.

Фото: AP

Что касается Луны, то ей, с одной стороны, повезло чуть больше — на нее "наскочил" небесный гость поперечником до 300 км. Судя по всему, кроме драгоценных металлов он занес на наш спутник еще и воду, чьи следы в его мантии были обнаружены достаточно давно. Свидетельство этой катастрофы — крупнейший и древнейший гигантский кратер, который называют South Pole — Aitken, близ южного полюса спутника. А вот крупнейшее из упавших на Марс тел было диаметром 1600-1800 километров Предполагается, что именно оно оставило след в виде бассейна Borealis.

Любопытно, что еще один довод в пользу такой модели авторы гипотезы отыскали в поясе астероидов. Крупнейшие объекты в нем, такие как Гигея, Веста, Паллада, Церера, имеют диаметры соответственно от 530 до 930 километров. Все же другие астероиды главного пояса имеют диаметр лишь от 230 километров (Юнона) и ниже. Так что, как видите, в подобном распределении размеров зияет явный пробел.

Исследователи из группы Боттке полагают, что упомянутая выше четверка — это, возможно, выжившие планетезимали, то есть несостоявшиеся планеты, которым не хватило материала на финальной стадии роста и которым посчастливилось не столкнуться с другими молодыми небесными телами в Солнечной системе. А недостающие в поясе объекты в промежутке поперечников от 230 до 530 километров — это как раз те "хулиганы", что своей яркой гибелью принесли золото, палладий и платину на Марс, Луну и нашу планету.

Так что, как видите, гости из космоса могут обогатить обитателей других планет редкими металлами. Получается, не зря Ходжа Насреддин говорил, что золото падает с неба. Оно действительно именно оттуда и падает! Жалко, что не каждую ночь…

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"