Космические угрозы ближе, чем мы думали

Сколько раз вы смотрели на звёздное небо и задумывались о том, что где-то там летают осколки планет, следы давно угасших звёзд и просто космическая пыль возрастом в миллиарды лет? Или что в метеоритах могут быть спящие споры инопланетных бактерий? Кажется, всё это так далеко и не имеет к нам никакого отношения, но так ли это на самом деле?

Ну, скажите честно, часто ли вы смотрите на ночное небо и гадаете, не упадет ли вам на голову какой-нибудь космический камушек? Скорее всего, нет. У нас и без того забот хватает: работа, дом, пробки... А вся эта космическая романтика с метеоритами, спорами бактерий, которые скитаются по галактике — так, блажь для учёных, которым заняться больше нечем.

Или всё же нет? На самом деле метеориты хранят информацию о тайнах Вселенной. Они способны рассказать нам о бурных событиях, которые происходили миллиарды лет назад, о зарождении Солнечной системы, а возможно, и о существовании внеземной жизни.

Давайте всё-таки попробуем разобраться, что же такого интересного нашли учёные в этих камнях с неба.

Типы метеоритов

Для начала стоит отметить, что не все метеориты одинаковы. В зависимости от состава метеориты делятся на три основные группы: каменные, железные и железокаменные.

Каменные

Каменные метеориты — самые распространенные, что, впрочем, не делает их менее интересными.

Они состоят преимущественно из силикатов — минералов, которые являются основными составляющими земной коры. Внутри этой группы выделяют хондриты и ахондриты. Хондриты, в свою очередь, делятся на углеродистые, обыкновенные и энстатитовые, которые отличаются по составу. А ещё у них есть хондры (оттуда и название) — сферические образования, которые считаются одними из самых древних материалов Солнечной системы.

Ахондритов меньше, всего около 7 процентов от всех каменных, и хондр у них нет. По составу они ближе к земным породам, которые успели подвергнуться значительному плавлению и переработке.

Считается, что хондриты образовались прямо в космосе из протопланетных облаков, а ахондриты — это обломки протопланет и планет.

Железные

Железные метеориты встречаются гораздо реже. Это уже не просто камушки, а тяжеловесы, ведь состоят они преимущественно из железа и никеля. Это фрагменты ядер астероидов, разрушенных в результате столкновений.

А ещё они просто красивые: у них часто есть характерные узоры — фигуры Видманштеттена (по тому, насколько естественно человек произносит эти слова, можно определить, что он имеет дело с метеоритами).

Кстати, англичане уверены, что первым их увидел их учёный Уильям Томсон ещё в 1804 году, а австрийцы настаивают на приоритете своего соотечественника — Алоиса фон Видманштеттена, который совершил это открытие в 1808. В итоге, в науке закрепилось более звучное название «фигуры Видманштеттена»

Такой узор возникает, когда при низких температурах космоса два кристаллизующихся минерала не могут смешиваться. В лабораториях такое пытались повторить — не вышло, и очевидно почему: необходимы очень и очень медленные условия охлаждения (от десятков до сотен градусов за миллион лет).

Железокаменные

Но самые редкие и, соответственно, ценные для науки (да и для коллекционеров тоже) — это железокаменные метеориты. Они состоят из смеси силикатных минералов и железоникелевого сплава и тоже показывают красивые структуры.

Например, в палласитах кристаллы оливина словно вкраплены в металлическую основу. Это чем-то похоже на эксклюзивные ювелирные украшения, которые изготовила сама природа ещё за миллиарды лет до появления человечества!

Происхождение же палласитов до сих пор до конца не выяснено. Их необычная структура может указывать как на столкновение двух разных астероидов, так и на что-то более сложное (например, они могли образоваться внутри большого астероида).

Ещё есть мезосидериты, которые заметно отличаются от собратьев: состоят из почти равных долей железа и силикатов. Получается эдакий кусок металла, щедро усыпанный каменными вкраплениями — выглядит довольно необычно. Принято считать, что появились они при столкновении больших астероидов.

Тайны палласитов

И вот мы плавно переходим к тому, зачем же учёные так тщательно изучают все эти метеориты. Дело в том, что это — не просто красивые камушки из космоса: например, необычная структура палласитов свидетельствует о бурных событиях, которые происходили на заре формирования Солнечной системы.

Одним из таких свидетелей является метеорит Сеймчан, который обнаружили в 1967 году в Магаданской области.

Учёные из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН и геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова провели детальное исследование кристаллов оливина из этого метеорита.

Внутри этих кристаллов были обнаружены так называемые антикристаллы — пустоты, которые повторяют форму кристаллов, но заполненные не веществом, а пустотой.

Оливин — это минерал, который обычно встречается в мантии Земли и в некоторых метеоритах. Это важный индикатор процессов ранней солнечной системы.

Ранее подобные образования наблюдал в метеоритах ещё Владимир Иванович Вернадский (он назвал их «капиллярами»), но тогда разобраться с их происхождением было не под силу даже ему.

И вот, спустя почти столетие современные технологии помогли раскрыть эту тайну: оказывается, антикристаллы образовались в результате многоэтапных процессов, в числе которых как механические воздействия (сжатие, растяжение), так и химические реакции между оливином и железом.

Если проще, то никелистое железо и оливин метеорита Сеймчан изначально принадлежали разным частям родительского тела — металлическому ядру и силикатной мантии. А смешались они из-за столкновения с другим протопланетным телом в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Вот тебе и «камушек упал»!

Может ли жизнь падать с неба?

Но и это ещё не всё: оказывается, не только камни могут бороздить просторы космоса.

Под руководством профессора Евгения Колесникова исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета выяснили, что споры земных бактерий, которые оказались в околоземном пространстве (спасибо человеку), или гипотетических внеземных микроорганизмов могут выжить при входе в атмосферу Земли.

Чтобы описать аэродинамический нагрев спор бактерий, учёные разработали модель, которая базируется на совместном численном решении уравнений движения и теплового баланса (да, это математика).

Созданная программа основана на совместном численном решении уравнений движения в околоземном пространстве модельного микробиологического объекта, а также уравнения теплового баланса, которое описывает изменение внутренней энергии этого объекта. вгений Колесников профессор кафедры физической механики СПбГУ

Выяснилось, что при падении из космоса споры земных бактерий (и даже гипотетических инопланетных гостей) нагреваются не так сильно, чтобы погибнуть. Это значит, что они вполне могут выжить, спуститься вниз и оказаться в воздухе, а то и вовсе на земле. Что они там будут делать — вопрос открытый, и, честно говоря, гипотетические ответы оптимизма не вселяют.

Получается, жизнь может путешествовать по космосу прямо на обломках планет? Если споры бактерий в состоянии пережить такой экстремальный полёт до поверхности, то теоретически, жизнь могла быть занесена на Землю (или, наоборот, с Земли на другие планеты) именно таким образом.

Это подтверждают и результаты эксперимента «Биориск» на МКС, которые показали, что некоторые земные бактерии могут жить в открытом космосе больше полутора лет. Мало того, из-за космической радиации они ещё мутировать умудряются и приобретать новые свойства.

Риски для земной природы от космических бактерий-мутантов очевидны.

Итак, оказывается, даже падение небольшого метеорита — это не только красиво, но и может быть опасно. Открытия учёных из СПбГУ и ГЕОХИ РАН показывают, насколько тесно связаны, на первый взгляд, далёкие космические процессы и жизнь на нашей планете.

К нам могут попасть незнакомые бактерии, которые способны вызвать болезни или даже изменить земную природу. Поэтому так важно изучать не только сами метеориты, но и то, как они взаимодействуют с нашей атмосферой и какую «начинку» могут доставить на Землю.

Пока мы не знаем, существуют ли внеземные формы жизни и, если существуют, то насколько они опасны для нас. Однако, сам факт того, что какая-то жизнь может летать по космосу, вынуждает нас внимательнее относиться к всяким исследованиям и разработке мер безопасности.

А ещё, получается, изменённые бактерии могут вернуться на Землю и с кусками космического мусора (если выживут).

Что касается палласитов, то эти необычные метеориты помогают учёным лучше понять, как формировались планеты миллиарды лет назад. С помощью анализа их состава и строения исследователи могут восстановить события, которые случились миллиарды лет назад, когда планеты только формировались.

Всё это позволяет нам лучше понять не только историю космоса, но и место Земли в этом грандиозном мироздании.

Такие дела.