АНТАРКТИДА — КОПИЛКА МЕТЕОРИТОВ

Вот уже несколько лет каждую зиму, когда в южном полушарии, напротив, лето, японские и американские специалисты по метеоритам отправляются в Антарктиду. В 1969 году японцы в значительной мере случайно обнаружили в районе гор Ямато на Земле Королевы Мод необычно большое количество метеоритов. До этого открытия в мировых коллекциях насчитывалось около 2400 метеоритов (образцов — больше, так как часто находят несколько или даже много фрагментов одного метеорита). С 1969 года по 1982 год японские ученые обнаружили в Антарктиде 4750 новых фрагментов. Со своей стороны, американские исследователи на другом конце ледового континента, на Земле Виктории, за этот же период нашли 1750 обломков метеоритов.

Неужели, по каким-то причинам, в районе Южного полюса выпадает больше «небесных камней», чем в других районах Земли? Это не так. И для шестого континента верна общая статистика: на квадратный километр площади суши за миллион лет приходится в среднем одно падение метеорита. Так в чем же причина такой необычно высокой концентрации находок? Во-первых, на бескрайних белых просторах метеорит легче заметить, чем на фоне почвы, под растительностью, среди обычных земных камней. Во-вторых, метеориты, выпавшие в Антарктиде, подхватываются своеобразным ледовым конвейером и концентрируются в определенных районах. Особенности этих районов теперь известны, и их научились находить.

Площадь ледового покрова Антарктиды около 13 миллионов квадратных километров. Выпадающие сюда ежегодно (в среднем) тринадцать метеоритов покрываются слоем снега, слои накапливаются, уплотняются давлением последующих слоев, превращаются в лед. Местами толщина ледового панциря составляет три километра. И во всем этом «слоеном пироге», как изюминки, вкраплены упавшие с неба камни. Других камней тут просто нет. Ледник медленно ( со скоростью нескольких метров в год) течет к окраине материка, на берегу огромные глыбы льда откалываются под собственной тяжестью и падают в океан, унося с собой метеориты, которые после таяния айсбергов оказываются навечно где-то на дне океана, за много тысяч километров от места падения. Но кое-где у окраины континента медленно текущий лед наталкивается на скальный барьер. Слои льда перетекают через это препятствие, вынося с собой наверх и каменные включения (см. схему). Сильные и сухие антарктические ветры испаряют лед на таких гребнях, а камни остаются. Гипотеза проверена: по содержанию различных изотопов определили возраст метеоритов в таких районах накопления и возраст обнажающихся здесь на горизонтальном разрезе слоев льда. Получено неплохое совпадение данных, значит, метеориты действительно принесены к месту сбора этими слоями. Зная механизм накопления, можно по геоморфологическим признакам находить районы, где должны иметься «месторождения» метеоритов. Такие поиски провела в декабре 1999 — январе 2000 годов экспедиция, состоявшая из американских, японских, французских и германских ученых. Исследователи использовали данные аэрофотосъемки и изображения, переданные со спутников. В 300 километрах от американской антарктической станции Мак-Мердо по этим данным удалось обнаружить такое вероятное место накопления. Действительно, здесь было найдено 360 фрагментов. И — это уже чистая случайность! — около 50 из них были разбросаны по эллипсу размерами 800 на 200 метров, а их распределение (мелкие осколки по краям) позволяло предположить, что они не принесены из разных районов, а являются кусками одного метеорита, упавшего сюда сравнительно недавно и еще не засыпанного слоями снега. Методами датировки показано, что этот метеорит упал не более 20 лет назад. Результаты экспедиции еще обрабатываются.

Особенно интересуют ученых так называемые углистые хондриты — метеориты из темного, хрупкого, легко крошащегося вещества, напоминающего уголь и содержащего много органики. Пока в Антарктиде найдено около 40 фрагментов углистых хондритов. В их составе обнаружены аминокислоты и другие биологические вещества. Углистые хондриты доказывают, что в Солнечной системе сложные органические соединения существовали по меньшей мере за миллиард лет до возникновения жизни на Земле (большинство метеоритов — остатки материала, из которого сложились планеты). Возможно, эти первичные органические вещества послужили основой для развития жизни. Углистые хондриты из Антарктиды  особенно ценны для науки, так как можно быть уверенным, что содержащиеся в них органические вещества принесены именно из космоса, а не являются земным приобретением. На безжизненном леднике аминокислотам просто неоткуда взяться.

Другой, крайне интересный класс находок представлен пока всего лишь несколькими небольшими фрагментами. Первый из них, обнаруженный в 1982 году американскими учеными в районе гор Аллан-Хиллс, весит 31 грамм. При изучении тонких шлифов этого камня под микроскопом было отмечено большое сходство с лунными породами, образцы которых доставили на Землю наши, отечественные автоматические станции «Луна» и американские корабли «Аполлон». Споры о происхождении этого осколка длились два года, и после всестороннего его изучения в двадцати четырех независимых лабораториях специалисты пришли к выводу, что это действительно осколок Луны. Сильные аргументы в пользу такого заключения дали химические анализы. В обычных метеоритах в 2–3 раза больше марганца, чем в сходных с ними горных породах Земли и Луны. А осколок, найденный у Аллан-Хиллс, имеет столько же марганца, как лунные и земные камни. Соотношение трех изотопов кислорода с атомным весом 16, 17 и 18 такое же, как в лунных породах. Таково же и содержание редких газов. После этого открытия японские специалисты порылись в своих антарктических коллекциях и нашли еще два лунных метеорита, собранных несколько лет назад у гор Ямато и не привлекших тогда  особого внимания. Их масса 25 и 37 граммов.

Чтобы взлететь с Луны, любое тело должно набрать скорость 2,4 километра в секунду. Предполагают, что с такой скоростью могут разлетаться осколки лунных пород после удара в Луну тяжелого метеорита. Важным аргументом против такой гипотезы было до недавних пор то, что фрагменты, признанные метеоритами с Луны, не имеют следов сильной оплавленности или мощного удара. Но сейчас показано, что при ударе массивного метеорита кусочки поверхностных пород рядом с местом падения сами от удара не пострадавшие, могут быть выброшены вверх с большой скоростью, как капли воды от упавшего в пруд камня. Рассчитано, что Земля захватывает около четырех процентов осколков, возникших при падении на Луну большого метеорита. В год это 10–100 тонн лунного вещества (большая часть его сгорает в земной атмосфере).