Происхождение всего: От Большого взрыва до человеческой цивилизации

Наиболее заметное место скопления материала, из которого могли образоваться планеты земной группы, – это главный пояс астероидов, располагающийся между Марсом и Юпитером. Его составляет множество астероидов размером от камня и автомобиля до больших объектов неправильной формы, как Веста, диаметром примерно 500 км, и даже более крупных, хорошо сформированных сферических карликовых планет, подобных Церере, диаметром 950 км (оба этих объекта были предметом исследования недавней миссии НАСА Dawn ). В поясе астероидов достаточно материала для образования большой планеты земного типа, но из‑за Юпитера шансов на это образование нет: гравитационное притяжение этого гиганта разрушит любое тело с прирастающей массой, как только оно станет достаточно большим. Гравитационные силы Юпитера до сих пор оказывают влияние на пояс астероидов: проходя по одному и тому же месту своей орбиты, Юпитер может периодически сближаться с орбитами объектов пояса (так называемый орбитальный резонанс), выталкивая с них тела и открывая так называемые щели Кирквуда в поясе астероидов. Как предполагают, материал, выбрасываемый из щелей Кирквуда, образует большинство метеоритов, достигающих Земли.

Пояс астероидов и все метеориты, которые из него прилетают, – отличные примеры «кирпичиков», из которых построены планеты внутренней области Солнечной системы. Некоторые классы астероидов (и метеоритов), называемые хондритами, которые не были расплавлены и вообще избежали серьезных изменений, существенно повторяют изначальный химический состав Солнечной системы, сохранившийся в Солнце. Это нетронутые строительные блоки Земли. Состав хондритов играет важную роль в понимании того, как образовалась Земля и проходила эволюция внутренней структуры нашей планеты, состоящей из горных пород, а также океанов и атмосферы (мы обсудим это в следующей главе).

Наконец, во внутренней области Солнечной системы между Венерой и Марсом, в промежутке, где располагается и Земля, находится три семейства астероидов (пусть и не столь плотные, как Главный пояс астероидов), называемых Амуры, Аполлоны и Атоны. Астероиды последних двух семейств иногда пересекают орбиту Земли и периодически падают на нашу планету. Так, 65 млн лет назад один из таких астероидов – возможно, около 10 км в диаметре, размером с небольшой город, – упал на полуостров Юкатан, что вызвало вымирание динозавров. Столкновение с астероидом считается очень редким, но не невозможным событием. Хотя вероятность такого столкновения мала, потенциальные урон и жертвы могут быть столь велики, что шанс погибнуть при этом примерно таков же, как шанс погибнуть в авиакатастрофе. Поэтому подсчет и отслеживание астероидов, а также усилия по предотвращению их падения на Землю (скорее всего, путем медленного изменения их курса при условии, что объект удастся заблаговременно обнаружить) – серьезные задачи таких правительственных организаций, как НАСА. Хотя падение астероида имело бы катастрофические последствия для нас и многих других форм жизни на Земле, но по большому счету наша планета всего лишь занимается очисткой Солнечной системы от старого «строительного мусора».

4. Континенты и строение Земли

Создав Солнечную систему и планеты, мы можем сфокусироваться на нашей родной планете и спросить себя, как же возникла окружающая среда, в которой мы живем. Как и множество других организмов, мы – наземные существа. В какой‑то момент истории Земли нашим очень далеким предкам понадобилась суша и конкретно континенты, чтобы распространиться по всему миру. Континенты с их весьма необычной корой присущи только Земле. Но чтобы понять, как они появились, нам придется совершить путешествие в глубины Земли.

Большую часть информации о планетах, звездах, галактиках и Вселенной дают астрономические наблюдения, физика элементарных частиц, полеты космических аппаратов в пределах Солнечной системы и метеориты. Но чтобы понять что‑либо во внутреннем строении Земли, не говоря уже о строении любой другой планеты, нам нужно «взглянуть» на центр нашей планеты сквозь 6400‑километровую толщу горных пород и металла. Это делает внутренние области Земли еще менее доступными для наблюдения, чем другие галактики, и понимание устройства нашей планеты остается одной из самых важных задач науки.