Эрик Асфог - Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба

Кратеры лунных нагорий начали появляться в течение нескольких миллионов лет после формирования спутника; Земля тогда еще была неоформившимся, безумным местом. Каждый новый кратер на нагорьях разрушал предыдущие; поверхность нагорий насыщена кратерами, поэтому после определенного момента хронологию восстановить трудно. Другая крайность – это поверхности таких планет, как Венера и Земля, достаточно больших, чтобы иметь длительную глобальную геофизическую активность. Венера очень молода в том смысле, что кратеров на ней мало; возраст ее поверхности – полмиллиарда лет. Земля еще моложе: средний возраст ее поверхности около 100 млн лет, но некоторые континенты хранят память о прошлом вопреки активной тектонике плит.

Мы не знаем, какие процессы вызывали или вызывают постоянное обновление поверхности Венеры. Если бы это была тектоника плит или эрозия, тогда многие из ее самых крупных и древних кратеров должны были быть разрушены непрерывной геологической активностью иногда почти до неузнаваемости, как древнейшие кратеры на Земле или Марсе. Вместо этого самые крупные и древние кратеры на Венере хорошо заметны и полностью сохранились. Где же уничтоженные выветриванием, частично подвергшиеся субдукции или еще каким-то образом разрушенные кратеры Венеры?

Получается загадка: высчитываемый по кратерам поверхностный возраст Венеры очень мал, но незаметно никакого процесса, который обновлял бы ее поверхность. Это не может быть погода: воды там нет, а ветров у вялой поверхности, где атмосферное давление столь огромно, очень мало. Не может быть причиной и землеподобная тектоника плит, потому что тогда бы сохранялись древние, густо покрытые кратерами континенты. Локальная тектоническая или вулканическая активность оставили бы после себя частично разрушенные или захороненные крупные кратеры и ударные впадины. Вулканическая деятельность предпочтительно стирала бы кратеры в низинах и оставляла бы дуги кратерных краев вокруг затопленных лавой бассейнов, как на Луне. Ничего из этого мы не видим.

Радиолокационный снимок ударного кратера Балч (диаметр 40 км), полученный американской межпланетной станцией «Магеллан». Более светлые части снимка соответствуют участкам с неровностями порядка 10 см (рабочая длина волны радара). Балч – один из немногих крупных кратеров Венеры, которые мы застали в процессе разрушения.

NASA/JPL

Попытки разрешить все эти противоречия на основе наших ограниченных знаний привели к идее «венерианского катаклизма», обновившего сразу всю поверхность планеты полмиллиарда лет назад. Возможно, кора стала слишком толстой, перестала пропускать тепло и обвалилась вся целиком, перевернувшись вверх дном повсюду одновременно. Возможно, точку поставило столкновение с какой-то внутренней планетой размером с Луну, которое привело к расплавлению всей поверхности; пожалуй, эта версия не так уж надуманна. Возможно, обновление поверхности Венеры связано с не менее странными событиями на Меркурии, который каким-то образом утратил свою мантию. Как бы там ни было, Венера, кажется, начала планетную жизнь с чистого листа, стерев всю свою прошлую историю.

Поверхность Венеры негостеприимна: там так жарко, что плавится свинец, давление, как на морской глубине около 900 м, может раздавить иную подводную лодку, а облака состоят из серной кислоты. Ниже тоже нет ничего хорошего; поверхностная температура уже выше, чем может вынести какой-либо живой организм, а в глубине становится еще жарче. Если когда-то, до того, как случилась некая катастрофа, там и была жизнь, она погибла. Но над облаками, где-то в 50 км выше поверхности, давление и температура не особенно отличаются от атмосферных условий на поверхности Земли. Могло ли что-то живое уцелеть там? Чем бы оно питалось?

Ученые смогли всерьез задаться этими вопросами, когда «Магеллан», важнейшая американская межпланетная экспедиция середины 1980-х гг., обеспечила нам подробные геологические изображения всей Венеры, полученные с помощью радара [136], 10-сантиметровые волны которого могли проникать под облака. Десятилетием раньше советские спускаемые аппараты серии «Венера» впервые показали нам поверхность планеты и взяли пробы атмосферы. Остается надежда на еще одну важнейшую межпланетную экспедицию – «Венера-Д» (индекс «Д» означает «долгоживущая»). Ее целью является посадка модуля, который проведет на поверхности планеты двадцать четыре часа, а также вывод на орбиту радара. В качестве возможного вклада NASA рассматриваются аэростатные зонды или другая полезная нагрузка. Кому обязательно нужно быть долгоживущим, так это специалисту по Венере: старт экспедиции всегда ожидается через десяток лет, а Венера и ее секреты терпеливо ждут своего часа.

С момента своего зарождения Солнце совершило 20 оборотов вокруг центра Млечного Пути – прошло 20 космических лет . Примерно равный космическому году отрезок времени – 250 млн лет – требуется горячей отвердевшей мантии Земли, чтобы полностью перевернуться на конвейерной ленте тектоники плит , которая обеспечивает планетарный теплообмен и скорее всего крайне важна для появления по-настоящему землеподобных условий на нашей планете. Впервые она была описана немецким геофизиком Альфредом Вегенером [137]как процесс распада суперконтинента под названием Пангея: идея совместить, как кусочки мозаики, очертания и географию континентов, расположенных по разные стороны Атлантики, в итоге оказалась верной, хотя изначально ее высмеивали как идиотскую. Сейчас тектоника плит понимается как повторяющийся глобальный цикл [138]заталкивания, перемалывания, погружения и извержения.

Вот кратко ее механизм. Пластины холодной и жесткой литосферы , которые также называют плитами , опускаются по своим краям, более холодным и тяжелым. Они погружаются в мантию – более горячую, более примитивную по составу и более податливую – и затягивают за собой океанические желоба. За этими желобами, в подвижных клиньях, где смешиваются материалы погружающейся части плиты (субдуцирующего слэба) и исходной мантии, формируются вулканические дуги, такие как Японский архипелаг или Анды. Там, где сходятся и сталкиваются более мощные или сложно построенные плиты, возникают горные хребты вроде Сьерра-Невады и Гималаев.

Поскольку общая площадь поверхности Земли не меняется, на замену уходящей вниз образуется новая кора; благодаря конвекции мантии, в Атлантическом и Индийском океанах, а также в восточной части Тихого океана возникают зоны спрединга (раздвигания), похожие на швы на бейсбольном мяче. В Африке, над мантийным поднятием прямо сейчас раскрывается новое внутриконтинентальное море. Сегодня краевые части плит, слэбы, опускаются под действием конвекции до середины мантии, где претерпевают изменения и растворяются; раньше, когда мантия была горячее, фрагменты слэбов могли погружаться вплоть до ядра, образуя там «кладбище плит» [139]. Гигантские магматические капли из этих глубин, возможно, всплывают, поднимаясь сквозь всю мантию, чтобы извергнуться в так называемых горячих точках вроде Гавайских островов.