Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Базальт позволил корочке оформиться в более-менее внятную конструкцию. Наконец появляется рельеф — ранее тонкая прослойка из расплавленной, постоянно перетекающей каши не могла удерживать крупные образования, а вот базальт справился с этой работой. Если бы вы взглянули на Землю из космоса в этот период, она была бы черной с красноватыми прожилками, местами открывающей вам свое раскаленное содержимое, с алыми пятнами от падения метеоритов, с хрустом пробивающих тонкую корочку. Такой ей остается быть совсем недолго, ведь скоро пойдет дождь.

Если бы инопланетяне описывали краткие характеристики нашей планеты, без сомнений, они упомянули бы о воде. Вода занимает 70 % всей поверхности Земли, даруя ей название «голубая планета», тоннами перемещается в виде облаков и входит в состав всех живых организмов. Нужно помнить, что, хотя вода и формирует облик планеты, ее «внешние» запасы составляют лишь 0,02 % от всей массы Земли. Большая часть воды на поверхности содержится в океанах — 97,5 %, остальная часть размазана в виде пресных водоемов, ледников, а также в атмосфере, где ее масса — лишь 0,001 % от общей. Наше пристальное внимание к этой субстанции обусловлено лишь тем, что мы без нее жить не можем.

Вода начала копиться на планете после Великого столкновения: все, что накопилось до этого события, мы в расчет не берем, так как, если на планете и была вода, после столкновения с Тейей ее унесло в космос, как и все летучие соединения. Существует две принципиальные теории, как вода могла появиться на планете, причем они не исключают друг друга. Первая гипотеза предполагает, что вода прилетела к нам из космоса. В космосе очень много воды: например, она входит в состав комет. На окраинах Солнечной системы гипотетически есть так называемое облако Оорта, как раз богатое кометами. Они периодически залетают к нам и по сей день. В эпоху хаоса и ранней Солнечной системы такие походы в гости были не редкостью, и на Землю падали тысячи комет и астероидов, состоящие преимущественно из воды. Возможно, этому процессу отчасти помогал Юпитер. В какой-то момент он своей гравитацией захватил часть находящихся поблизости к нему комет и ледяных астероидов и пустил в сторону Земли, разогнав их словно из пращи. Теорию космического происхождения воды подтверждает и изотопный состав океанов — соотношение дейтерия (тяжелого водорода) к обычному водороду близко к тому, что встречается на астероидах. Впрочем, это, как всегда, дискуссионный вопрос. Мы не можем знать точно, что происходило в те далекие времена. Возможно, на Земле сохранилась вода и после столкновения с Тейей, поскольку она могла находиться глубоко в силикатных расплавах под давлением, и испариться из них мгновенно для нее проблематично. Также вызывает вопрос, точно ли из облака Оорта вода могла быть занесена на Землю или же из других мест Солнечной системы. Луна тоже вносит свои поправки — она очень «сухая» по сравнению с Землей и почему-то не получила свою порцию комет. Работы у геологов по установлению точных данных еще много.

Кстати, на всякий случай следует напомнить, что хвост кометы в процессе ее движения по орбите Солнца, если она к нам залетела, направлен от нее не по ходу движения, а от Солнца. Хвост кометы состоит из газа и пыли, испаряемой и сносимой солнечным ветром с ее поверхности, поэтому не верьте всяким киношникам, показывающим обратное. Если комета очень долго будет летать вокруг горячего объекта, она испарится, возможно, оставив какие-то каменные или железные фрагменты.

Альтернативная гипотеза происхождения воды на Земле предполагает, что вода содержалась в планетарных недрах, а в процессе их плавления вышла на поверхность. Она была там с самого начала: минералы мантии при крайне высокой температуре и давлении способны удерживать до 3 % воды в своем составе. Это вроде бы немного, но если пересчитать на объемы земных недр, то в них до сих пор могут содержаться запасы воды, в 80 раз превышающие объем современного Мирового океана. Более того, возможно, вода способна образовываться de novo. Это теория на данный момент считается экзотичной, но если смоделировать условия, близкие к условиям недр Земли (температура около 1400 °C и давление, в 20 тыс. раз превышающее атмосферное), то окажется, что содержащийся в мантии диоксид кремния может реагировать с водородом, что приводит к образованию жидкой воды и гидрида кремния. Такие процессы происходят на глубине от 40 до 400 км от поверхности Земли.

Эти две гипотезы не исключают друг друга и заслуживают права на существование. Вы, как и я, по большей части состоите из воды. Вода наполняет вас, циркулирует по вашим венам, позволяет работать мозгу. Причем молекулы воды, занимающиеся сейчас этой работой, возникли в сотнях километрах под толщей земной поверхности. Или же они образовались из пепла мертвых звезд где-то на границе Солнечной системы. Обе гипотезы удивительны.

Пошел дождь. Первые капли падали на раскаленный базальт, шипели, тут же испарялись, но их становилось все больше. Планету заполнило шипение, оглушительное, всепоглощающее шипение. Кора темнела, остывала, горячий туман заволакивал все видимое пространство, проникая в самые труднодоступные места. Вулканический пепел смешивался с водой, впитывал ее, превращаясь в пасту, многометровую грязь, потоками стекая в низины, где встречался с еще горячей магмой. Вода и грязь моментально вскипали, взрывались, выбрасывая собственное содержимое на десятки метров вокруг, и снова стекали вниз, пока не иссякала вся тепловая энергия разогретых трещин.

Грязные тучи заволокли небо, дождь усиливался, превращаясь в шторм, тяжелая атмосфера заряжалась сама от себя. Молнии, масштабы которых трудно представить, сверкали каждую секунду. Дождь не собирался прекращаться, он все лил и лил, забирая из атмосферы все, что только мог: пепел, углекислый газ, аммиак. Кислота лилась с небес, растворяя кристаллы на поверхности, образуя сперва лужи, затем озера и, наконец, океаны. Трудно определить, как долго шел этот дождь — тысячи, а может, и миллионы лет непрерывно.

О тех временах нам могут поведать лишь кристаллы циркона, благо они способны существовать практически вечно. Миллиарды лет после их возникновения из вулканического вещества они становились частью все новых пород, выветривались из них, затем снова попадали в ловушку, пока их не взял в руки человек и на мгновенье не остановил бесконечный цикл. По кристаллам циркона можно определить геологический возраст породы, поскольку цирконы включают в свой состав уран — радиоактивный элемент с периодом полураспада порядка 4,5 млрд лет. Когда образуется кристалл, уран в его структуре, словно секундомер, начинает распадаться с образованием атомов свинца. Каждые 4,5 млрд лет примерно половина всех атомов урана должны превратиться в свинец, а еще через 4,5 млрд лет оставшаяся половина также поделит себя пополам на свинец, и т. д. По этим часам можно с точностью определить возраст кристалла и, соответственно, время, когда он образовался из вулканической породы, и при каких условиях. Кристаллы, едва заметные глазу, рассеянные словно пыль в древнейших горных породах, могут рассказать о них практически все: возраст, температура образования и даже — при определенных условиях — контактировала ли с ними вода. Мне кажется, геология — очень романтичная наука. Каково это — разглядывать в микроскоп песчинку, зная, что она пережила все, что было связано с этой планетой? Она находилась здесь с самого начала, плавала в первородной магме, лежала на дне океана, врастала в самые твердые скалы. Сверху начинала бурлить жизнь, развивались и умирали самые разнообразные существа, а она спала своим мирным кристаллическим сном. Когда-нибудь ее найдут, вставят в женскую сережку существа, в этот период доминирующего на планете, потому что им нравится, как она отражает излучение, доступное их глазу. Затем сделают еще какую-нибудь побрякушку, а затем еще, пока она не затеряется и не вернется в свое естественное состояние — в толщу породы. Для циркона это все будет неважно — мирно тикают урановые часы где-то внутри, кристалл медленно превращается в свинец, а история все идет. В конце концов атомы, слагающие кристалл, вернутся в космос из-за расширения местной звезды и рассеются в безграничном пространстве Вселенной, чтобы вновь где-нибудь образовать кристалл, может быть, все тот же циркон, если повезет. И возможно, внутри опять окажется немного урана, и часики вновь запустят свой ход на далекой, никому не известной планете.