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

Как только земная кора затвердела после гигантского столкновения, приведшего к образованию Луны, на планете началась геология. Первое время все менялось слишком быстро, чтобы мы могли это отследить, но затем покрытая корой малоподвижная мантия сгустилась – как овсянка в печи. Крупные тела продолжали сталкиваться с Землей и иногда разрушали эту древнюю кору, так что в ее истории было множество фальстартов. В отличие от массивной Земли, которая оставалась отчасти расплавленной, Луна, согласно данным термального моделирования [314], полностью затвердела в течение 10 млн лет. Парадоксальным образом чем больше Луна подвергалась бомбардировкам на стадии тонкой коры, тем быстрее она остывала; каждый удар частично вскрывал кору, обнажал океан магмы и перемешивал кашу, ускоряя потерю тепла. В таком случае Луна – за исключением слоя KREEP с его радиоактивным разогревом – могла затвердеть всего за миллион лет [315].

Геологи не работают с линейной шкалой времени, за исключением тех случаев, когда им приходится это делать, – при условии, что они могут разместить события во времени. Так, с момента появления прорывных работ Юджина Шумейкера мы работали над тем, чтобы скоординировать геологическое время (число, привязанное к каким-либо событиям) по всей Солнечной системе, выискивая для этого доказательства и улики. Очевидное место, с которого стоит начать установление этих связей, находится у нас на заднем дворе, на «седьмом континенте» Луне. Поскольку Луна так быстро утратила способность к изменяющей все геологии, именно там мы можем найти лучше всего сохранившиеся свидетельства злоключений, через которые Земля проходила вскоре после своего формирования.

Нектарский и раннеимбрийский периоды на Луне, от 3,5 до 4 млрд лет назад, совпали с первым цветением жизни на Земле. Гигантские бомбардировки происходили и там, и, хотя возникшие в результате ударные бассейны исчезали и менялись из-за геологических процессов, при их образовании в космос было выброшено огромное количество материала коры. Точно так же, как на Землю падают метеориты, извергнутые с Луны, наш спутник подвергался бомбардировке земными камнями. Там они смешивались с лунным реголитом – и мелкие обломки пород, и песчинки, и огромные валуны. Они прилетали в то время, когда на Земле зарождалась и расцветала жизнь, и у большинства из них относительная скорость составляла щадящие 2–3 км/с, немного выше лунной скорости убегания. Надежды на то, что земные организмы могли прижиться на Луне, мало, но там могли сохраниться следы первоначальной жизни.

Циркон, как вы, возможно, помните, – высокотемпературный силикатный минерал, лабораторный анализ которого позволяет провести радиометрическое датирование и установить давление и температуру в момент его образования. На Земле циркон рассказывает нам о катархее, и в особенности о циклах древнего планетного вулканизма и об условиях того времени, например о концентрации в атмосфере молекулярного кислорода, которая связана с присутствием или отсутствием воды [316]. Цирконы были обнаружены и в лунных образцах, и большинство из них, если судить по их химии, имеют лунное происхождение. Но образец 14321, доставленный «Аполлоном-14», возможно, происходит с Земли. В обломках кварца и полевого шпата из этой породы содержится и циркон, кристаллизовавшийся 4 млрд лет назад при окислительных условиях [317], температурах и давлениях, очень отличающихся от условий образования других лунных цирконов и более типичных для богатой жидкостью низкотемпературной среды вроде той, что имелась под ранней континентальной корой Земли.

И это только вершина айсберга. Где-то под подошвами астронавтов валялись и более крупные обломки более интересных, лучше сохранившихся катархейских материалов, только и ждущие, пока их найдут – прямо настоящая программа по доставке образцов сквозь пространство и время. Но поиск земных камней на Луне по определению бессистемен. Это задача для робота, который, не ведая скуки, будет годами собирать и сортировать камни. Метеориты могут быть где угодно, как фотографии на антресолях у вашей бабушки [318], пыльные реликты эпохи, о которой вы ничего не знаете. Но эти коробки нужно начать открывать.

Мы немного отвлеклись от темы разнообразия планет. В связи с ней я люблю цитировать знаменитую фразу Льва Толстого, которой он начинает свой роман «Анна Каренина»: «Все счастливые семьи похожи друг на друга, каждая несчастливая семья несчастлива по-своему». Специалисты по статистике слегка расширили это утверждение, назвав его принципом Анны Карениной: если отсутствие любого из нескольких факторов приводит к провалу, успех требует, чтобы все эти факторы имелись в наличии одновременно. Приложив этот принцип к нашей теме, можно сказать: «Все прошедшие аккрецию планеты похожи друг на друга, но каждая не прошедшая аккрецию планета уникальна в том, как именно она не прошла аккрецию». Что такое не прошедшая аккрецию планета? Реальный пример тут – Меркурий; реальные примерчики – невероятно разные астероиды Главного пояса. Все они представляют собой то, что осталось, когда победители – прошедшие аккрецию планеты – забрали себе практически все.

Согласно принципу Анны Карениной, планетный эмбрион может иметь любое количество встреч самого разного типа с более крупными планетами, при условии, что при каждой встрече он избегает аккреции. Альтернативный вариант – он никогда не встретился с более крупной планетой, которая поглотила бы его, либо потому, что сам является самой крупной планетой в округе, либо потому, что его орбита динамически изолирована. Солнце поглотило более 99,8 % массы Солнечной системы, а Юпитер – более 70 % того, что осталось, так что в этом смысле каждой из планет повезло. Любому объекту в зоне землеподобных планет понадобилось еще больше удачи, чтобы не быть поглощенным Землей или Венерой, которые собрали 93 % того, что там было. Марс, Меркурий, Луна и астероиды составляют только 7 % общей массы, так что, когда вы смотрите на эти объекты, вы должны изумляться, как маловероятно то, что они вообще существуют.

В Главном поясе самые крупные астероиды вроде Весты, Цереры и Психеи так не похожи друг на друга, как это только возможно, – каменные миры, ледяные миры, металлические миры. Если они сформировались в одном регионе Солнечной системы и, пожирая планетезимали, доросли до того, что стали самыми большими, не следует ли ожидать, что между ними будет, по крайней мере, что-то общее? Если же каждый из них был просто удачливее других, как несколько уцелевших солдат в аналогии, которую я приводил выше, они будут разными, но тогда подразумевается, что в Главном поясе имелась крупная планета, поглотившая почти все тела, – почти все, кроме этих последних выживших. А где же эта планета? Она исчезла.