книги из ГПНТБ / Кесарев, В. В. Эволюция вещества Вселенной

телом, а вдали от Солнца спутник Нептуна Тритон сформировался высокоплотным телом.

На наш взгляд, различия между планетами возникают не в стадии формирования, а в стадии развития. Показатели Меркурия отклонились от показателей других планет сравнительно недавно, в связи с его катастрофой. Попытаемся показать вероятность такого события на основании расчета. В приложении 11 автором показано, что масса же­ лезного ядра Меркурия составляет 37% общей мас­ сы (3,3-ІО26 г). При соотношении масс верхней мантии к ядру 1,0: 1,14 масса верхней мантии с ко­ рой должна была бы быть равна 1,07ІО26 г, а мас­ са нижней мантии — 5,3-Ю26 г. Следовательно, об­ щая масса прежнего Меркурия могла быть 7,59X ХІО26 г. В этом случае железное ядро Меркурия составляло бы 16%, а средняя плотность — 4,7 г/см3. Таким образом, получается, что в прошлом, до ка­ тастрофы, Меркурий не выделялся из ряда пла­ нет, его показатели были последовательными. По массе Меркурий находился между Венерой и Мар­ сом.

В результате катастрофы Меркурий потерял 60% своей массы, убыль вещества произошла пол­ ностью за счет верхней мантии с корой и частично за счет вещества нижней мантии. В настоящее вре­ мя Меркурий представляет собой остаток прежней планеты (40%), состоящий в основном из желез­ ного ядра и небольшого слоя вещества нижней мантии. Радиус прежнего Меркурия мог равняться 4370 км, тогда как радиус современного Меркурия оценивается в 2440 км. Это означает, что Меркурий разрушился на глубину 1930 км. Данная глубина не является случайной, так как она совпадает с ре­ акционной зоной, расположенной над планетным ядром, а радиус ядра равен 1800 км,

Ѵ0

Если бы Меркурий не потерпел катастрофы и продолжал существовать и развиваться, то его же­ лезное ядро могло бы увеличиться с 16 до 18%. Принимая во внимание, что у тела такой массы за 1 млрд, лет железное ядро увеличивается на 3%, можно судить, что развитие Меркурия приостано­ вилось 0,7 млрд, лет назад. Таково примерное вре­ мя катастрофы Меркурия.

В связи с катастрофой Меркурия решаются весьма важные вопросы о происхождении, составе, возрасте метеоритов, обитающих в межпланетном пространстве. При полном разрушении верхней мантии в межпланетное пространство поступило каменных метеоритов 1,07-ІО26 г. При частичном разрушении нижней мантии в межпланетном прост­ ранстве появились кометы общей массой 3,22-ІО26г. При катастрофе железное ядро Меркурия не под­

ские процессы. Однако, если внешний слой Мерку­ рия представляет собой остаточный слой бывшей нижней мантии бывшей планеты Меркурий, состоя­ щей из первичного планетного вещества, данное тело могло бы выполнять функции кометы. Пред­ посылкой к этому может служить достаточно вы­ сокий внешний обогрев со стороны Солнца. Темпе­ ратура на подсолнечной стороне Меркурия оцени­ вается в 600—650° К. В этом свете совершенно не исключается существование в недалеком прошлом газово-пылевой атмосферы, порождаемой химиче­ скими процессами, которые происходят на поверх­ ности планеты. Динамический характер подобной

91

атмосферы вытекает как из того, что выбрасывае­ мая газо-пыль наделена кинетической энергией, так и из того, что притяжение Меркурием в семь раз слабее земного притяжения. Разумеется, здесь немаловажную роль играют световое давление и солнечный ветер. В скором времени предполага­ ются исследования Меркурия американскими уче­ ными с помощью космических приборов.

29 марта 1974 г. американская автоматическая станция «Маринер-10» прошла на расстоянии око­ ло 700 км от планеты Меркурий. Снимки с освещен­ ной стороны показывают, что планета густо покры­ та кратерами, похожими на лунные, но здесь нет обширных равнин, напоминающих лунные моря. Диаметр самых крупных кратеров около 190 км.

Наличие кратеров на планете не является при­ знаком, подчеркивающим индивидуальные особен­ ности планеты. Наоборот, отсутствие кратеров на планете было бы явлением совершенно необычным. Именно нечто подобное обнаруживается на Мерку­ рии в связи с отсутствием на его поверхности мо­ рей. Отметим это явление как первую особенность Меркурия.

Далее, согласно данным, полученным космиче­ ским аппаратом «Маринер-10», атмосфера Мерку­ рия очень разреженная (ІО-5 мбар). Дымки и об­ лака не обнаружены. Установлено присутствие ар­

дорода. Отметим это явление как вторую особен­ ность Меркурия.

По данным того же космического аппарата «Маринер-10», у южного края диска Меркурия об­ наружена депрессия; создается впечатление, что от планеты откололся кусок. При этом исследователя­ ми допускается столкновение Меркурия с другим

92

космическим телом. Северный полярный район пла­ неты менее изрыт, чем южный. Отметим это явле­ ние как третью особенность Меркурия.

Согласно данным автоматической космической станции «Маринер-10», напряженность магнитного поля Меркурия — менее 1% земного. Температура на планете фиксируется от —185 до 510° С. Если иметь в виду, что у Меркурия железное ядро со­ ставляет 37% и вращение планеты 58,6 земных су­ ток, то отсутствие магнитного поля — четвертая особенность планеты.

По мнению автора, все вместе взятые особенно­ сти Меркурия объясняются тем, что современный Меркурий является выеокоплотным остатком при крушении первичной планеты. Потери массы за счет сброса верхних слоев, нарушение структуры и функций не позволяют рассчитывать на проявление внутренней активности. Близость к Солнцу породи­ ла приливные силы и разрушение планеты. Обна­ женная нижняя мантия после этого, возможно, проявляла свойства кометы при солнечном обогре­ ве, что могло привести к выгоранию первичного планетного вещества с поверхности. До катастро­ фы планета Меркурий могла иметь внешние зоны и сферы, включая и магнитосферу. Наличие мощ­ ного железного ядра, но без внутренней активности планеты, не является достаточным условием для появления магнитного поля.

5. О ТРЕХ КРУПНЫХ КАТАСТРОФАХ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

Некрупные катастрофы, сопровождающиеся распадом небольших тел на части, — явление весь­ ма частое в Солнечной системе. Справедливость данного положения подтверждается имеющимися наблюдениями над кометами. Так, например, при

93

фотографировании кометы Икейа-Секи 4 и 5 нояб­ ря 1965 г. было установлено, что эта комета рас­ палась на две, а может быть, и на три. Еще в сен­ тябре 1882 г. на глазах астрономов эта комета раз­ делилась на части. Есть основание подозревать, что это было не первое деление кометы. Кометы,

открытые в 1668, 1680, 1843, 1882, 1887 гг., движут­ ся по очень близким орбитам, и надо полагать, что они представляют собой семейство, возникшее от одной материнской кометы. Комета Биэла, повтор­ но открытая в 1926 г., при одном из последних воз­ вращений в 1845 г. неожиданно оказалась двойной кометой. Эта пара комет появилась вновь в 1851 г., но расстояние между ними увеличилось. Их после­ дующее возвращение ожидалось в 1859 и 1866 гг.,

фами возникает вопрос: не было ли в Солнечной системе более крупных катастроф? По самым об­ щим представлениям, более крупные тела, чем ко­ меты, а именно планеты, также должны иметь свое начало и свой конец. Нам представляется, что име­ ются достаточно веские предпосылки к подобному допущению. К их числу относятся: а) отличитель­ ные особенности Меркурия среди планет и спутни­

крупных осколков, в том числе каменных, железо­ каменных и железных метеоритов.

Отличительные особенности планеты Меркурий были уже рассмотрены. В связи с его катастрофой в межпланетное пространство могло поступить 1,07-ІО26 г вещества каменных метеоритов и 3,22х X ІО26 г вещества комет.

Отличительная особенность спутника Нептуна Тритона заключается в том, что это тело при об­

94

щей массе 1,4-ІО26 г, по расчетам, должно было иметь среднюю плотность 3,9, а не 4,1 г]см3, какую он теперь имеет. Масса ядра Тритона составляет 12%., или 1,68-ІО25 г (см. приложение 11). Химиче­ ски эквивалентная этой массе ядра масса верх­ ней мантии должна быть равна 1,47-ІО25 г при мас­ се нижней мантии 1,71 • ІО26 г. Отсюда следует, что общая масса Тритона до катастрофы могла состав­ лять 2,03-ІО26 г. В связи с катастрофой радиус Тритона уменьшился с 2500 до 2000 км.

В настоящее время Тритон представляет собой остаток, равный 70% прежнего первичного тела. В связи с катастрофой Тритона в межпланетное пространство поступило 0,15-ІО26 г каменных ме­ теоритов и 0,48 • ГО26 г вещества комет.

Характер разрушений Меркурия и Тритона не дает основания предполагать попадание в межпла­ нетное пространство железных метеоритов, так как при катастрофах того и другого тела не подверга­ лись разрушению железные ядра. Тем не менее железные метеориты существуют. Это может слу­ жить указанием на то, что в Солнечной системе ранее полностью распалась планета. Имеются ос­ нования предполагать, что такая планета (ее име­ нуют Фаэтоном) действительно существовала меж­ ду Юпитером и Марсом. Масса Фаэтона различны­ ми исследователями оценивается по-разному. До­ пустим, что она была больше бывшего Меркурия в 2,3 раза и разрушилась несколько ранее Мерку­ рия. В этом случае при крушении Фаэтона в меж­ планетное пространство могло поступить 3-Ю26 г каменных метеоритов, 1,16-ІО27 г вещества комет, 3,4 • ІО26 г железных метеоритов.

В итоге получается, что при трех крупных кру­ шениях в Солнечной системе в межпланетное про­ странство поступило 4,2-ІО26 г каменных метеори-

95

тов, 3,4* ІО26 г железных метеоритов и 15,3-ІО26 г вещества комет. Эта оценка близка к оценке мас­ сы межпланетного вещества, полученной С. В. Ор­ ловым, — ІО27 г.

Частные, но принципиальные положения, кото­ рые не нашли своего отражения в изложенном тек­ сте, могут быть восполнены при постановке приве­ денных ниже вопросов и ответов.

Вопрос. Отражают ли метеориты состав пла­ нет?

Ответ. Дифференциация вещества по всему объему верхней мантии формирует слои веществ по их степени плавкости, летучести, растворимости. В свете этого каждый класс метеоритов отражает состав не всего планетного вещества, а только оп­ ределенного слоя, расположенного на конкретной глубине.

Вопрос. Можно ли судить по соотношению па­ дающих на Землю метеоритов о химическом соста­ ве планеты?

Ответ. Многие исследователи оценивали состав Земли по каменным и железным метеоритам в их различных соотношениях. На наш взгляд, если па­ дающие на Землю метеориты и отражают соотно­ шение между каменными и железными метеорита­ ми в межпланетном пространстве, все равно по нему нельзя судить о составе Земли, так как в межпла­ нетном пространстве обитают метеориты не одной планеты. Кроме того, помимо метеоритов оскол­ ками планет являются кометы, следовательно, без учета комет любое соотношение различных клас­ сов метеоритов не может дать истинного состава планеты.

Вопрос. Каков состав материнского вещества метеоритов и почему оно не обнаруживается среди падающих на Землю метеоритов?

96

Ответ. Материнским веществом метеоритов яв­ ляется вещество нижней мантии. При разрушении этой зоны планеты возникают не метеориты, а ко­ меты. При внедрении комет в атмосферу Земли вещество комет взрывается от нагревания при тре­ нии и сгорает в кислороде атмосферы, а продукты распада — газы и пары — распределяются главным образом в атмосфере.

Вопрос. Каков возраст метеоритов?

Ответ. В ранней стадии существования Солнеч­ ной системы не было предпосылок к катастрофам и, следовательно, предпосылок появления планет­ ных осколков в межпланетном пространстве. Они могли возникнуть позднее при трех возможных ка­ тастрофах. У всех трех космических тел в пору ка­ тастроф степень развития находилась в полном со­ ответствии с их общим'и массами. Время возникно­ вения метеорита, разумеется, не совпадает с време­ нем появления его минералов, за исключением слу­ чаев застывания магмы.

В-опрос. Почему среди метеоритов, выпавших на Землю, мало железо-каменных, углистых и вовсе не обнаруживаются метеориты, отражающие состав коры?

Ответ. Железо-каменные метеориты, углистые метеориты и метеориты-тектиты отражают очень узкие слои вещества планеты. Несмотря на то что таких веществ мало на планете, они играют чрез­ вычайно важную роль, потому что свидетельствуют о переходных ступенях вещества при его дифферен­ циации. Метеориты состава планетной коры не об­ наруживаются потому, что слой коры представ­ ляет собой еще меньшую пленку, чем слой железо­ каменных составов.

Вопрос. Сколько комет в Солнечной системе, ка­ ковы их происхождение и возраст?

Ответ. При формировании Солнечной системы конденсация пылевых облаков до космических тел могла протекать в широком диапазоне масс. Все первичные космические тела с массой ниже ІО25 г могли представлять собой тела с кометной функ­ цией, т. е. с наружной, а не с внутренней актив­ ностью. Такие первичные кометы за истекшие мил­ лиарды лет в значительной степени подвергались распаду при прохождении через зоны перигелия.

Другой источник пополнения Солнечной систе­ мы кометами — это планеты и крупные спутники планет, терпящие катастрофы, при этом возникают кометы вторичного происхождения. По массе вто­ ричных комет могло возникнуть в три раза боль­ ше, чем всех метеоритов.

Вопрос. Формируются ли сферы Земли за счет падающих на нее метеоритов?

Ответ. Формирование зон и сфер на Земле — это фундаментальное свойство самой планеты, и под­ чинять его «слепому» случаю — попадет или не по­ падет что-либо из межпланетного пространства на Землю — было бы крайне неправильно. Однако есть много гипотез, в некоторых из них возникно­ вение биосферы связывается с падением на Зем­ лю комет.

Вопрос. Каковы следствия и выводы из рассмот­ рения катастрофических событий в Солнечной си­ стеме?

Ответ. Космические тела развиваются по двум направлениям — эволюционному и катастрофиче­ скому. Помимо звезд и комет по катастрофическо­ му направлению могут развиваться планеты и их спутники.

Непосредственной причиной катастроф яв­ ляется повышенная внутренняя активность косми­ ческих тел, для комет — наружная активность.

98

Опосредствованная причина — возникновение при­ ливных сил в телах, вызываемых ближайшими со­ седями: у Фаэтона — Юпитером, у Тритона —Неп­ туном, у Меркурия — Солнцем.

Степень разрушения тел при катастрофах мо­ жет быть различной: это космическое тело без ат­ мосферы, без верхней мантии, частично или пол­ ностью без нижней мантии. Конечная степень — полное разрушение.

О масштабах совершившихся катастроф в Сол­ нечной системе представляется возможным судить по высокоплотным остаткам разорвавшихся тел и по межпланетному веществу, находящемуся в си­ стеме.

6. ЮПИТЕР

Принимая во внимание наиболее характерную черту Вселенной — универсальность и то, что ло­ гичнее не разобщать планеты на группы, подгруп­ пы и отдельные единицы, а, наоборот, выявлять то общее, что их роднит, было бы более последо­ вательным строить модель Юпитера по образцу модели Земли. Совершенно очевидно, что такой подход находится в полном противоречии с концеп­ цией «водородного» Юпитера. То, что дает эта концепция в понимании природы Юпитера, теперь достаточно известно. По какой-то непонятной при­ чине легчайший газ — водород — поддался кон­ денсации и образовал планету-гигант с ядром из металлического водорода (для звезд такие ядра по­ чему-то не допускались) и с атмосферой якобы толщиной 1000 км, состоящей из водорода, мета­ на, аммиака. Тщетно было бы искать объяснения тому, что для Сатурна, со средней плотностью в два раза меньшей, чем у Юпитера, построить «во-

99