Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и ее обитателей

Ладно, возвращаемся к тому, с чего начали эту главу – к ингредиентам, из которых свалялась наша планета.
Итак, нобелевский недолауреат Хойл бросил догадку о том, что именно магнитное поле небулы сыграло важную роль в формировании планетной системы. Мысль им была брошена на уровне чистой идеи, без детального продумывания механизма включения-выключения поля. Этот механизм был позже проработан другими людьми. Проработан и дополнен очень важными деталями. Кем конкретно? Сделал это советский ученый Владимир Ларин, который гениально свел воедино все, что было известно до него, и расположил это все в логическом порядке. Пустяк, по-вашему?.. Действительно, нарисовав описанную выше картину рождения Солнечной системы, Ларин ничего нового сам не открыл. Но ведь и Менделеев тоже не открыл ни одного элемента! А просто расположил все известные и открытые не им химические элементы в определенном логическом порядке. Но после этого химия стала наукой. А до того была свалкой фактов…
Давайте снова вернемся на 4,5 миллиарда лет назад, к моменту, когда в тех зонах, где скоро появятся планеты, летали пока еще здоровенные рыхлые образования, сделанные из мягких хлопьев слипшегося вещества. А из чего были сделаны хлопья? Дело в том, что в каждой зоне, где формировались планеты, состав химических элементов был разным. Иными словами, ингредиенты всех планет-пирогов нашей Солнечной системы различались. Почему так получилось, ведь первоначальный состав туманности был хаотичным, то есть вполне однородным? Потому что вещество в туманности было частично ионизировано и после сброса протопланетного бублика ему пришлось лететь прочь от протосолнца, продираясь сквозь магнитные силовые линии. А ионизированные частицы, то есть частицы, имеющие электрический заряд, не могут так же свободно, как нейтральные частицы, пересекать решетку магнитных силовых линий. Магнитное поле их тормозит, останавливает.
Рис. 1. Магнитная сепарация вещества по степени его ионизации. Ионы (черные точки) задерживаются силовыми линиями магнитного поля небулы. Нейтральные частицы (кружочки) свободно пролетают через магнитные «прутья»
При этом атомы разных элементов имеют разную склонность к ионизации. Скажем, цезий ионизировать легко – электрон с его внешней оболочки улетает просто от света зажженной спички. А вот атом гелия ионизировать очень сложно, его для этого нужно изрядно побом-бардировать высокоэнергичными фотонами. И потому одни атомы – с высокой склонностью к ионизации – задерживаются около протосолнца магнитным полем, а другие, у которых склонность к ионизации низкая, улетают свободно. Именно поэтому на периферии Солнечной системы крутятся гигантские газовые пузыри (Юпитер, Сатурн и пр.), а вблизи от Солнца – маленькие «металлические» планеты.
Склонность химических элементов к ионизации называют потенциалом ионизации. И если взять табличку с потенциалами ионизации всех элементов таблицы Менделеева, то можно прикинуть, как именно прошла магнитная сепарация вещества, сколько, каких именно элементов и на каком расстоянии от Солнца зависло в разных зонах. Иными словами, из чего потом собрались Земля, Марс, Венера.
Но для начала посмотрим, справедлива ли сама эта идея: действительно ли магнитное поле туманности сыграло решающую роль в сепарации химических элементов. Догадку эту легко проверить, поскольку кое-что о составе разных тел Солнечной системы мы знаем. Что же нам известно?
1. Нам очень хорошо известен состав Солнца.
2. Мы знаем, из чего сделана земная оболочка до глубины примерно 150 км. Пробурилось человечество в глубь планеты пока только на 12 километров, но некоторые обломки пород с гораздо больших глубин у нас есть – их выдавило на поверхность разными геологическими процессами. Мы также знаем, из чего состоит поверхность Луны, поскольку оттуда космическими аппаратами и астронавтами доставлены пробы грунта.
3. Наконец, благодаря метеоритам нам известно, из чего сделан пояс астероидов, который находится за орбитой Марса.
Итак, у нас есть три точки. Три зоны.
Что ж, для начала неплохо. Откладываем на вертикальной оси относительную распространенность разных химических элементов, а на горизонтальной – их потенциалы ионизации. Все очень просто: для того, чтобы убедиться, что количество того или иного химического элемента зависит от его потенциала ионизации, нам нужно получить на графике линию, не параллельную горизонтальной оси.
Посмотрите на графики (рис. 2–4) и убедитесь: распределение элементов в Солнечной системе действительно зависит от потенциала их ионизации. Лишь на одном графике линия параллельна горизонтальной оси – на графике «Земля – Луна». Так и должно быть: обе эти планеты сформировались в одной зоне (на одном расстоянии от Солнца), поэтому их состав совершенно одинаков. Система работает!..
И вот в этот захватывающий момент повествования я вынужден нажать на тормоз и сделать небольшую остановку. Наверняка эти графики, которые обычным читателем воспримутся совершенно спокойно или, вернее всего, будут им равнодушно пролистаны, некоторых геологов, астро– или геофизиков, если таковые попадутся, приведут в состояние легкого шока. И мне понятно, почему.
Графики эти малоизвестны. Потому что ими, строго говоря, некому интересоваться: геологи не интересуются космосом, а данные здесь чисто космохимические. Астрофизики не очень интересуются внутренностями планет, да к тому же опубликованы эти графики были в рамках той науки, которой астрономы не интересуются – в геологической литературе.
И опубликованы не Хойлом. Хотя совершенно непонятно, почему умница Хойл, высказав свое предположение о влиянии магнитного поля небулы на эволюцию планетной системы, не сделал еще один маленький и совершенно очевидный шаг – не сопоставил распространенность разных элементов в Солнечной системе в зависимости от расстояния до светила. Возможно, он был занят более важным делом – писал разоблачительную статью в «Таймс», сочинял очередной научно-фантастический рассказ или просто ковырял в носу. Гениям все простительно.
Рис. 2. Распределение элементов в зависимости от потенциала ионизации. Зона «Метеориты – Земля»
Рис. 3. Распределение элементов в зависимости от потенциала ионизации. Зона «Земля – Солнце»
Рис. 4. Распределение элементов в зависимости от потенциала ионизации. Зона «Луна – Земля»
Вместо него эту нудную работу по скрупулезному сбору материалов и вычерчиванию графиков сделал упомянутый уже Владимир Ларин. Результат его настолько поразил, что Ларин решил поделиться своим открытием с… С кем? С коллегами? Но коллеги его были геологами, их мало интересовал космос. Тогда с астрофизиками!
Ларин позвонил Иосифу Шкловскому…
Широкой публике астрофизик Шкловский памятен тем, что он долгие годы был упорным сторонником множественности цивилизаций в космосе и постоянно порывался искать братьев по разуму. А к концу жизни разочаровался и кардинально переменил свою точку зрения по этому вопросу – стал столь же упорно и горячо отрицать существование иных цивилизаций и считать земную цивилизацию единственной, существующей во Вселенной… Это вообще характерно для творческих и художественно одаренных людей – такие вот эмоционально окрашенные метания. Тем более если вспомнить, что в молодости Шкловский мечтал быть художником-портретистом. А стал блистательным астрономом. Что не мешало ему писать юмористические миниатюры и новеллы.