Небесные явления всегда вызывали интерес у человека: солнечное и лунное затмения, противостояние планет, полет комет и, конечно, падение метеоритов. О самом большом обнаруженном метеорите, о том, чем звездопад отличается от метеоритного дождя, где искать «космических пришельцев» и как отличить их от земной породы «Мосгортуру» рассказал руководитель музейного комплекса Московского Планетария Игорь Максимов.
Если говорить совсем просто, метеорит — это небесное тело, которое упало на поверхность Земли. Однако метеоритом называется еще и объект, упавший на Луну, планеты земной группы — Марс и Меркурий, спутники планет или любой другой крупный космический объект. У Луны и Меркурия атмосферы почти нет, поэтому они не защищены от падения метеоритов. У Марса атмосфера очень слабая, которая тоже не может защищать от атак небесных тел. Вместе с Землей все эти объекты — основные «потребители» метеоритного вещества.
– Метеоры, метеориты, метеороиды — в чем разница между этими понятиями?
Метеор в переводе с древнегреческого языка — «небесное явление». Метеорами раньше называли все небесные события от дождя до молнии, а вышедшая из этих понятий наука о таких явлениях получила название метеорология. Метеор в астрономии — это явление падения метеороида, вошедшего в атмосферу Земли. Метеороид (метеорное тело) – небесное тело, по размерам находящееся в промежутке между космической пылью и астероидом, как правило до 30 метров в диаметре.
Когда множество мелких метеороидов входят в атмосферу Земли, мы наблюдаем метеорные дожди. Пролетая через атмосферу планеты, метеороид теряет от 80 до 95 процентов своей массы и приобретает форму, отличную от той, которую он имел, когда вращался на орбите Земли. Если метеороид все-таки достиг поверхности планеты, его называют метеоритом. В этом и заключается принципиальное отличие между метеороидом и метеоритом.
Космическое тело более 30 метров в диаметре — астероид (от древнегреческого – «подобный звезде»). Тело таких размеров, вошедшее в атмосферу, представляет собой колоссальный по энергии и ударной силе объект. Таких падений очень мало и случаются они один раз в сто и более миллионов лет. Статистика по ним существует, но она очень приблизительная.
Падение астероидов на Землю всегда приводило к глобальным катастрофам. Например, одной из причин вымирания динозавров 65 миллионов лет назад, называют падение гигантского астероида, диаметр которого по самым скромным подсчетам составлял около 10 километров. Он вошел в атмосферу Земли и упал в районе современного полуострова Юкатан. Фрагментов астероида найти не удалось, но косвенные признаки падения огромного космического тела существуют — часть ударного кратера Чиксулуб (Чикшулуб, исп. Chicxulub) диаметром 180 километров сохранилась на дне Мексиканского залива.
– Это самый большой кратер, оставшийся от падения небесного тела на Землю?
– Нет, это далеко не самый большой кратер на Земле. Космические катаклизмы раньше происходили намного чаще. Атмосфера планеты сформировалась не сразу, на ранних стадиях развития Земли ее атмосфера была очень слабой, и метеориты часто бомбардировали нашу планету. По мере увеличения плотности атмосферы количество падений уменьшилось, но не закончилось. Официально самым большим ударным кратером считается кратер Вредефорд, расположенный в Южной Африке, в 120 километрах от Йоханнесбурга.
Его диаметр составляет 300 километров, а приблизительный размер создавшего его астероида — 20 километров. Однако по самым последним данным, полученным со спутников миссии GRACE, рекордсменом стал метеоритный кратер Земли Уилкса в Антарктиде около 500 километров в диаметре, погребенный под мощной толщей льда.
– Откуда метеориты прилетают на Землю?
– Главный источник поступления метеоритов — пояс астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера. Небольшая часть метеоритов прилетает на нашу планету с Марса и Луны.
– Где с самой большой вероятностью можно найти части метеорита?
– Самые благоприятные места — пустыни и Антарктида. Песок и лед «замораживают» метеориты, но не поглощают их, поэтому камни хорошо видны на поверхности. Сибирь и средняя полоса России, покрытая лесами — самый неблагоприятный объект для поиска метеоритов — растительность со временем «забивает» фрагменты небесных тел, многие метеориты уходят под поверхность почвы.
– Какие разновидности метеоритов существуют?
– Самая распространенная классификация метеоритов — по химическому составу. Метеориты бывают трех видов: каменные метеориты — 92 процентов всех падений и находок, железокаменные — примерно 2 процента и железные — 6 процентов. Внутри каждого из этих классов существуют свои подклассы. Например, каменные метеориты, состоящие в основном из каменного материала, разделяют на хондриты и ахондриты.
Хондриты — это каменные метеориты, в структуре которых находятся хондры (от дрвенегреческого — «зерно») — округлые вкрапления силикатного состава размером около одного милиметра, заметные невооруженным глазом. Хондриты также делятся на подклассы: хондрит обыкновенный, хондрит углистый, хондрит энстатитовый — по преобладанию какого-то минерала в составе.
Ахондриты — метеориты другого генезиса, без хондр. По структуре и составу они ближе всего к земным базальтам. Железокаменные метеориты — переходный тип. В них содержится и каменное вещество, характерное по минеральному составу для каменных метеоритов, и метеоритное железо — особый тип вещества, железо-кобальт-никелевый сплав. Железокаменные метеориты имеют два подкласса: палласиты и мезосидериты.
Палласиты состоят из железоникелевой матрицы с находящимися внутри кристаллами оливина. Если палласит разрезать на части и отполировать, получится что-то похожее на драгоценный камень. Достаточно необычно выглядят и мезосидериты — из-за равных частей силикатов, железа и никеля, они привлекают внимание своей контрастной неоднородной черно-серой структурой.
В составе железных метеоритов преобладают железо и никель с небольшими примесями минералов. Железные метеориты, проходя атмосферу, сгорают меньше своих «товарищей» и лучше сохраняются. Большинство крупнейших метеоритов, найденных на нашей планете, относятся к данному виду, но, несмотря на это, железные метеориты среди находок встречаются значительно реже.
– Как человек, обнаруживший метеорит, может определить, к какому виду принадлежит его находка?
– Конечно, лучше всего было бы связаться со специалистами. Но, чтобы самому убедиться, что перед вами железный или железокаменный метеорит, нужно сделать спил, отшлифовать его и протравить слабым спиртовым раствором азотной кислоты. При травлении появляется некий узор — «видманштеттеновы фигуры», открытые в начале XIX века австрийским минералогом Алоизом Видманштеттеном.
Напоминающий решетку рисунок образуется, когда два кристаллизующихся минерала камасит и тэнит не могут смешаться при низких космических температурах. Все попытки получить «видманштеттеновы фигуры» в земных условиях не увенчались успехом — процесс происходит только в космосе в условиях очень медленного охлаждения, и узор, похожий на скрещенные иголки — один из главных признаков большого содержания в метеорите железа.
– Существует ли еще какая-то классификация метеоритов?
– Метеориты разделяют на два главных класса по методу обнаружения: падение и находка. Падение — процесс непосредственного наблюдения летящего болида (метеора). Мы зафиксировали время явления, его длительность, бежим к месту упавшего метеорита и находим какие-то его остатки. Челябинский метеорит — яркий пример падения — люди видели пролетающий болид, засняли явление и проследили ореол падения небесного тела.
Находка — это метеорит, который обнаружили на поверхности Земли, но падения которого никто не видел. Например, метеорит Сеймчан — типичная полуторатонная находка. Он был обнаружен в 1967 году в Магаданской области, первый его фрагмент массой 300 килограммов нашли в одном из притоков реки Хекандя. В 2004 году, когда возобновили экспедицию к этой находке, обнаружили еще несколько фрагментов, один из которых весом в полторы тонны хранится в Планетарии. Этот фрагмент хорош тем, что на нем можно очень наглядно показать главный отличительный внешний признак метеорита.
– Какой именно?
– Наличие так называемых регмаглиптов — высеченных трещин. Когда крупный метеороид летит на Землю, он имеет угол падения и определенную скорость — чем угол более пологий, тем меньше скорость. Пока тело летит, на нем за счет действия атмосферы образуются трещины или углубления. Это и есть регмаглипты — характерные волнообразные вмятины на поверхности метеорита. По этим вмятинам можно определить, какой стороной летело тело и в каком направлении падало. Поэтому важный внешний признак метеорита, особенно достаточно большого фрагмента — регмаглипты.
– Какие еще внешние отличительные признаки метеоритов можно назвать?
– Второй внешний признак — все метеориты магнитны. Если вам нужно проверить, метеорит перед вами или нет, просто поднесите магнит к предполагаемому метеориту. Еще один признак — кора плавления, часто имеющая черный цвет и матовую поверхность. Все метеороиды, пролетающие через атмосферу, сильно нагреваются, но не прогреваются до конца.
Прогретая поверхность слетает в процессе падения тела, и до Земли долетает только несгоревшая, но изрядно оплавленная часть метеороида. В процессе полета метеороид может распадаться на фрагменты. Чем меньше плотность вещества, из которого состоит метеороид, тем на большее количество фрагментов он распадается. Если метеороид распался на огромное количество фрагментов и долетел до Земли, поток его частиц называется метеоритным дождем.
– Метеоритный дождь — то же явление, что и звездопад?
– Нет, не стоит путать метеорный поток — звездопад с метеоритным, это принципиально разные явления. Если метеоритный дождь — это осколки метеорита, то звездопад никакого отношения к метеоритам не имеет. Каждый метеорный поток или звездопад связан с какой-нибудь кометой. Комета является источником вещества — она оставляет рой частиц во время ее пролета. Земля обращается вокруг Солнца и проходит через этот рой, поэтому у каждого метеорного потока строго определенное время. Интенсивность метеорного потока не всегда одинакова, она может быть больше или меньше. В отличие от метеорного дождя, метеоритный дождь нельзя предсказать.
– Когда прошел самый сильный метеоритный дождь?
– Самый мощный метеоритный дождь был вызван падением Сихотэ-Алинского метеорита. Он упал в горах Сихотэ-Алинь (Приморский край) 12 февраля 1947 года и стал сильнейшим железным метеоритным дождем в мире. Болид, войдя в атмосферу Земли, распался на огромное количество осколков общей массой более 100 тонн и усыпал площадь в 35 квадратных километров.
Самый большой из найденных осколков весил почти две тонны. Менее крупные остатки метеорита находят в тайге и сейчас. Крупнейший дождь из каменных метеоритов прошел 8 марта 1976 года в китайской провинции Гирин и длился 37 минут. За это время выпало около четырех тонн «осадков», а самый крупный фрагмент весил 1,7 тонны.
– Были ли случаи попадания метеорита в человека?
– Каждый год на Землю по разным данным выпадает несколько тысяч тонн метеоритного вещества, и 90 процентов из них приходится на территорию мирового океана. Статистики по человеческим жертвам нет. В древних китайских, русских и западноевропейских летописях есть четко зафиксированные случаи падения камней с неба, которые происходили еще до нашей эры. Однако тогда население планеты было меньше, концентрация жителей была иной. По мере же роста населения и распространения ареала городского пространства увеличилась и вероятность человеческих жертв.
Если говорить о фактах, то существует только один точно зафиксированный случай: в 1954 году на территории штата Алабама метеорит Сулакога травмировал женщину. Неофициально его называют метеоритом Ходжес или Ходжесским, в честь Энн Ходжес — пострадавшей. Каменный метеорит пробил крышу дома, где находилась Энн, попал в радиоприемник на столе и, отскочив от поверхности прибора, ударил Ходжес в бок, оставив след ожога. Это единственный в истории случай, признанный всеми.
Есть еще одна история, связанная с первым зафиксированным марсианским метеоритом Нахла, упавшим в 1911 году на территории египетской пустыни в 100 километрах от Александрии. Фермер, пасший овец, утверждал, что на его глазах метеорит попал в собаку и полностью ее испарил. Доказательств этого случая нет, но существует такое понятие как «синдром нахла дог» — когда нет подтверждения сказанным словам, и история является недостоверной.
– Что представляет собой событие, которое многие ученые сегодня называют Тунгусским феноменом?
– Раз в сто лет происходит астрономическое событие типа падения Тунгусского метеорита. Сейчас правильнее называть это Тунгусский феномен, потому что присутствие там метеорита не доказано. 30 июня 1908 года в районе реки Подкаменной Тунгуски произошел взрыв колоссальной мощности — это факт, но вот какое космическое тело вызвало этот взрыв, до сих пор не ясно.
Одна из гипотез, которой я склонен верить: это была упавшая комета. Она прошла через атмосферу, и поскольку комета в значительной части состоит из замерзшего газа, в атмосфере она полностью сгорела, вызвав взрыв огромной силы. Эту точку зрения впервые высказал основатель российской сравнительной планетологии Кирилл Павлович Флоренский. Он был руководителем экспедиции к месту падения небесного тела в конце 1950-х — начале 1960-х годов.
Флоренский поставил точку, сказав, что метеоритного вещества на месте падения, скорее всего, найдено не будет. Взрыв силой 50-60 мегатонн, произошедший в воздухе, соизмерим со взрывом самой мощной водородной бомбы («Царь-бомбы»). На несколько сотен километров вокруг был вывален лес, а взорвался «метеорит» на высоте 15-20 километров от поверхности Земли. Но несмотря на то, что существует множество энтузиастов, которые либо в составе общества любителей Тунгусского метеорита, либо как члены экспедиций, постоянно совершают «вылазки» к месту взрыва и пытаются найти остатки метеорита, мне кажется, что Флоренский был прав.
– Как часто могут происходить подобные природные катастрофы?
– Катаклизмы такого рода происходят примерно раз в сто лет, и подтверждение этому Челябинский метеорит. 1908 год — Тунгусский метеорит, 2013 — Челябинский. Но это, конечно, не такие события как падение астероида Чиксулуб, вызвавшего глобальные изменения в климате Земли.
– Какой метеорит считается самым большим из сохранившихся?
– Cегодня самый большой — метеорит Гоба, его обнаружили в 1920 году в Намибии. Железную глыбу весом 66 тонн нашел фермер, вспахивая свое поле. Ученые говорят, что этому метеориту около 80 тысяч лет, и его масса на момент падения доходила до 90 тонн. Однако время, эррозия, научные исследования и вандалы «уменьшили» вес великана до современных 60 тонн. Примечательно, что ни следов падения, ни кратера не сохранилось — случайно обнаруженный метеорит назвали в честь фермы, где его нашли (Hoba West Farm), и в 1955 году признали национальным памятником.
– Как у метеоритов появляются названия?
– Все метеориты называют по месту находки. Вот Челябинский метеорит, например, хотели назвать Чебаркуль — из-за озера, куда он упал, но потом решили взять местность пошире. Метеорит с самым экзотическим названием, на мой взгляд, — Каньон дьявола. В штате Аризона есть не самый большой метеоритный кратер правильной круглой формы, диаметр которого — примерно 1200 метров, глубина — чуть больше 200 метров, края — по 46 метров. В начале XX века этот участок земли купил горный инженер Дэниел Бэрринджер, хотел доказать метеоритную природу кратера. Он начал бурить скважины, чтобы «добуриться» до метеорита. Потратив на это почти 30 лет, он умер в 1929 году, так и не обнаружив следов метеорита.
Тогда еще никто не знал, что есть косвенные признаки ударной природы кратера, и для доказательства совсем не обязательно наличие метеорита. При ударе метеоритного тела о землю возникает особый тип горных пород, который формируется в результате ударного метаморфизма, как говорят геологи, или в результате сильного взрыва. В момент удара метеорита о землю на несколько секунд возникает температура в тысячи градусов и давление в несколько тысяч атмосфер.
При таких условиях формируется особый класс горных пород так называемые импактиты, среди которых, при наличии достаточного количества углерода в породах мишени, могут образоваться и импактные алмазы (очень мелкие). Основатель научного направления астрогеологии в США Юджин Шумейкер продолжил дело Бэрринджера и в начале 1960-х годов нашел в каньоне импактные алмазы и открытую к тому времени разновидность кварца — коэсит, который тоже формируется при больших температурах и давлении.
И только потом уже за несколько километров от кратера нашли остатки метеорита. Так кратер Бэрринджера (или Аризонский кратер) получил еще одно название Каньон Дьявола — в честь метеорита, который упал около 50 тысяч лет назад. Теперь этот кратер является эталонным — там под руководством Юджина Шумейкера проходили практику все американские астронавты, которые высаживались на Луне, поскольку ландшафт кратера Бэрринджера очень похож на лунный.
– Когда появилась наука о метеоритах?
– Метеоритика — наука достаточно молодая, ей чуть более 200 лет. В конце XVIII века авторитетнейший химик Антуан Лоран Лавуазье, которого считают основоположником современной химии, был членом Парижской академии наук. В 1772 году на одном из заседаний академии, куда принесли очередные образцы метеоритов, он поставил на докладе о них резолюцию: «Камни не могут падать с неба, поскольку на небе камней нет». Это его заявление отбросило на 30 лет становление метеоритики как науки. Были уничтожены многие коллекции собранных метеоритов, а новые образцы не принимались.
В это время на русской службе в Петербургской академии наук находился немецкий ученый-естествоиспытатель Петр Симон Паллас. В одной из многочисленных экспедиций по Сибири Палласу показали железную глыбу непонятного происхождения, которую в 1749 году нашел местный купец. Паллас посчитал глыбу уникальной находкой и определил ее как самородное железо. Объект весом почти 700 килограммов доставили в Петербург, в первую формирующуюся коллекцию метеоритов в Кунсткамере.
Тогда в академии наук в Петербурге работал еще один немецкий физик Эрнст Хладни, который, детально исследовав железную глыбу, впервые предположил, что это метеорит. Им была написана книга «О происхождении найденной Палласом и других подобных ей железных масс и о некоторых связанных с этим явлениях природы», которая, по сути, и заложила основы новой области наук о космосе — метеоритики.
В 1794 году Хладни опубликовал свой труд на немецком языке, этот год считается годом рождения метеоритики как науки. Хладни, в честь заслуг Палласа, назвал глыбу «Палласово железо», которое вскоре стали называть палласит. Сегодня палласитами называют тип железокаменных метеоритов.
– Получается, мы стали первыми, кто на научном уровне признал существование метеоритов?
– Выходит, что так. В конце 1970-х годов группа энтузиастов снарядила в Сибирь экспедицию к месту, где был найден первый российский метеорит («Палласово железо» считается метеоритом номер один в российской коллекции). На этой сопке установили памятник метеориту, а сопку, где его обнаружили, назвали метеоритной. В этом смысле мы были раньше французской академии наук. Только в 1803 году, когда в окрестностях Парижа выпал очень сильный метеоритный дождь «Легль» (с французского «орел»), французы признали факт падения «камней с неба» и существование метеоритов.
– Каково современное состояние метеоритики?
– Зародившись на рубеже XVIII — XIX веков, метеоритика стала постепенно наращивать методы изучения и знания о веществе из космоса, превратившись в достаточно мощное научное направление. В 1933 году образовалось Международное метеоритное общество (The Meteoritical Society) — общество по изучению и диагностике метеоритов. Это некоммерческая организация, которая занимается систематизацией и присвоением официальных названий всем падающим и найденным метеоритам.
На ежегодных конференциях метеоритного общества формулируют термины, номенклатуру, переклассификацию. Сейчас метеориты могут относить к одной группе, а потом появляются новые данные, и приходится записывать метеорит к другой. Все эти переходы и фиксируют в обществе. Они выпускают бюллетень и базу данных этого бюллетеня, где каждый год официально регистрируют все падения и находки. Челябинсий метеорит тоже там записан.
– Какая организация в нашей стране отвечает за метеориты?
– Комитет по метеоритам РАН — официальная организация, куда поступают все данные по находкам и падениям метеоритов в нашей стране. Комитет собирает, идентифицирует, изучает и хранит метеориты. Он же дает представление в международный комитет, который на основании полученных данных присваивает метеориту номер, название и вносит в единый реестр. В каждой стране существует комитет, который отвечает за метеориты — названия у них разные, но суть — одна. Деятельность таких организаций очень важна и помогает избежать научной путаницы — номенклатуру нужно делать по строгим критериям, чтобы все было понятно и четко.
– Как проходит процесс регистрации метеорита в России?
– Чтобы определить, является ли обнаруженный объект метеоритом, необходимо отправить его в Лабораторию метеоритики ГЕОХИ РАН (Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского). Сотрудники лаборатории изучат образец и сообщат о результатах. Если вы захотите зарегистрировать свой метеорит в Международном каталоге и дать ему официальное имя, нужно будет передать организации, которая подает заявку на регистрацию, 20 граммов вещества метеорита. Получается, что часть вы передаете Лаборатории метеоритики, где она будет храниться в Музее внеземного вещества Российской Академии наук. Весь процесс регистрации обычно занимает около года.
– Кому принадлежат обнаруженные метеориты?
– Метеориты принадлежат тому, кто их нашел, и представляют, в основном, только научный интерес. Конечно, можно делать из них всякие поделки, украшения или просто дарить и продавать. В законодательстве многих европейских стран, Великобритании, США и России существует такое правило: владелец метеорита имеет право хранить его у себя или продавать, но вывозить за пределы страны находку нельзя.
Метеорит и все его фрагменты должны оставаться на территории того государства, где были обнаружены. Научные сообщества, конечно, делятся образцами находок, но основное правило одно: если ты нашел фрагмент небесного тела и доказал, что это метеорит, ты можешь оставить его у себя. Хотя в некоторых странах законодательство более строгое. Например, в Австралии, Швейцарии и Дании метеориты считаются собственностью государства и должны быть сданы в музей.
