Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба - [40]

Самые древние кратеры на Земле расположены на древних щитах. Самый большой из таких кратеров – Вредефорт в Южной Африке, структура диаметром 300 км. Возраст Вредефорта превышает 2 млрд лет, и он почти стерт выветриванием и эрозией. Самый молодой крупный кратер на Земле – это Чикшулуб, образовавшийся при столкновении Земли с 10-километровым астероидом или кометой. Возможно, это событие привело к вымиранию динозавров почти 66 млн лет назад[141]. Выброс веществ при ударе повысил кислотность океанов[142], уничтожил известковый (то есть обладающий скелетными образованиями с высоким содержанием кальция) планктон и напрямую или опосредованно стал причиной вымирания трех четвертей видов растений и животных, завершив мезозойскую эру.

До открытия этого 180-километрового кратера, погребенного под километрами осадочных отложений, все, что у нас было, – оставшиеся в летописи осадочных пород следы глобального биологического опустошения, тонкие слои импактных выбросов в разных местах и метровые слои этих выбросов, к примеру, на Гаити[143]. На поиски кратера ушло более десяти лет, и существовал большой шанс, что он так и не будет найден: он мог располагаться в океане и давно исчезнуть в зоне субдукции, оставив после себя, как улыбку Чеширского Кота, только следы выбросов[144]. Как выяснилось, астероид ударил в континентальную окраину на восточной оконечности того, что теперь стало полуостровом Юкатан, на границе с мелководным морем. Это объясняет, почему столкновение оказалось таким смертоносным: среди пород в месте удара были богатые сульфатами донные отложения, что привело к глобальному выбросу сульфатных аэрозолей, которые значительно закислили биосферу.

Геологическая история Луны определяется в основном крупными столкновениями и – на видимой стороне – затоплением магмой лунных морей. Геологические периоды Луны связаны с четырьмя архетипическими кратерами. Нектарский период назван в честь Моря Нектара (Mare Nectaris) – одного из старейших опознаваемых морей видимой стороны Луны. Имбрийский связан с Морем Дождей (Mare Imbrium), чьи границы четко очерчены, а выбросы распространяются по значительной части поверхности Луны. Эратосфенский и коперниковский периоды названы в честь кратеров Эратосфен и Коперник, образцы импактных расплавов из которых были взяты астронавтами программы «Аполлон» и получили абсолютные датировки. Каждый период – это выражение общего геологического времени, когда формировались кратеры определенного типа.

«Мишень» Моря Восточного. Эта эффектная фотография сделана в 1967 г. космическим аппаратом «Лунар орбитер – 4» с высоты 2700 км. Диаметр внешнего кольца гор составляет 930 км. Правее находится Океан Бурь, а далеко справа за границей снимка – Земля.

NASA

Одна из самых ярких лунных достопримечательностей – Море Восточное, расположенное в напоминающем мишень кратере диаметром 930 км в восточной части лимба. Это не просто кратер, но многокольцевая ударная впадина, являющаяся самой молодой из крупных структур Луны. При наблюдении с Земли объект наполовину скрыт, и первоначально его считали чем-то вроде застывшего во времени цунами, гигантских волн, прокатившихся по сильно поврежденной коре, наполовину твердой, а наполовину расплавленной. Более свежая идея, которая, кажется, работает лучше, состоит в следующем: то, что мы видим, – это ряд концентрических уступов, которые сформировались в коре, когда податливые глубокие слои мантии выплеснулись, чтобы заполнить глубокую воронку. И само столкновение, и последовавшая за ним отдача должны были вызвать глобальные сейсмические колебания, повлиявшие на топографию всей Луны. Ударное образование Моря Восточного должно было привести к выбросу огромной массы материала, часть которого добралась бы и до Земли.

Земля кажется куда более простой. Если смотреть на запад с тихоокеанского побережья США, видно только безграничное бурное море. Но благодаря столетию развития современной геологии это можно воспринимать и так: огромная каменная плита толщиной в десятки километров и протяженностью в тысячи, покрытая несколькими километрами воды, движется на вас со скоростью роста ногтей – несколько метров за человеческую жизнь, – катясь на спине мантии, в которой происходит конвекция. У берега эта плита подныривает и опускается под вас; когда она оказывается за вашей спиной, содержащаяся в ней вода провоцирует вулканическую активность, в результате чего вверх начинают подниматься гранитные плутоны. Это неостановимое движение сопровождается трением, что становится причиной землетрясений. Люди, посторонитесь!

Глава 3 Системы внутри систем

Наш мир начался давным-давно, Тут как раз ветер и дождь…

Уильям Шекспир. Двенадцатая ночь[145]

Самые большие планеты – это не воспламенившиеся звезды, вращающиеся сфероиды, состоящие в основном из водорода и гелия. Из-за огромного внутреннего жара, накопленного в результате аккреции, их атмосферы полны вихрей, размер которых может составлять десятки тысяч километров – больше, чем диаметр Земли. Основная часть материала таких гигантских планет сгустилась непосредственно из туманности газа и пыли, окружавшей центральную звезду, и, таким образом, по своему составу они в целом «подобны звездам». Если говорить о размере, то планета, имеющая пять (или даже десять) масс Юпитера, окажется совсем ненамного больше этого гиганта Солнечной системы, потому что все эти материалы легко подвергаются сжатию: чем больше массы вы добавляете к планете-гиганту, тем сильнее она спрессовывается. Для такого небесного тела существует максимальный теоретически возможный размер – чуть больше Юпитера. При дальнейшей аккреции газа планета не растет, а сжимается. Если газовый гигант накапливает более 17 масс Юпитера, температура и давление в его центре становятся такими огромными, что там начинается термоядерный синтез