Николай Горькавый – Драконоборцы. 100 научных сказок (страница 45)

– Луна была в десять раз ближе, чем сейчас? – удивился Андрей. – Она, наверное, казалась огромной на тогдашнем небе!

– Так и было, – подтвердила Дзинтара. – Из-за приливного взаимодействия с Землёй Луна отодвинулась от Земли на нынешнее расстояние и до сих пор отползает от нашей планеты на четыре сантиметра в год. Она прекратит удаляться, когда суточное вращение Земли замедлится настолько, что Земля окажется повернута к Луне одной стороной – так сейчас Луна повернута к Земле.

– Значит, они будут смотреть друг на друга, не отрываясь? – пошутила Галатея. Дзинтара кивнула и продолжила перечислять проблемы, стоящие перед планетологами:

– Как образовались другие спутники Солнечной системы? Например, обратный по орбитальному вращению, огромный спутник Нептуна Тритон, на котором есть гейзеры из жидкого азота? Как возникли группы нерегулярных спутников, которые кружатся вокруг планет-гигантов по самым причудливым орбитам? Как появились спутники у астероидов? Как возникли кометы и главный пояс астероидов, а также пояс гигантских ледяных тел, располагающийся за Нептуном?

В середине XX века человечество знало за Нептуном только Плутон. Но он оказался лишь одним из крупнейших тел этого пояса. Поэтому астрономы голосованием лишили Плутон статуса настоящей планеты. И многие вскоре пожалели об этом, потому что первый космический аппарат, который приблизился к Плутону, открыл на нём разнообразнейшие геологические структуры: горы до пяти километров из прочного водяного льда и узорчатые равнины, покрытые холмами из текучего азотного льда. Этот лёд течёт со скоростью нескольких сантиметров в год и передвигает на себе водные айсберги.

Плутон окружён преимущественно азотной атмосферой с лёгкой дымкой, высота которой достигает 200 километров над поверхностью. Вокруг Плутона вращается пять спутников, так что система Плутона по геологическому богатству и динамическому разнообразию не уступает более крупным планетам.

Есть ли (или была ли?) жизнь на Марсе или в подлёдном тёплом океане юпитерианского спутника Европы? Как выглядит вблизи метановый океан на поверхности Титана, спутника Сатурна? Как возникли кольца Сатурна, Урана и Юпитера, а также недавно найденные кольца вокруг некоторых астероидов?

Но самыми сложными являются практические задачи выживания человечества в Солнечной системе и её освоение. Сумеют ли лунные поселения стать экономически независимыми и быстро развивающимися? Смогут ли марсианские купола обеспечивать себя продовольствием? Отправятся ли когда-нибудь земные корабли в плавание по рекам и озёрам Титана? Появится ли в атмосфере Венеры огромный обитаемый дирижабль? Станет ли астероид Церера с её запасами подземного льда обитаемым миром? Как будет развиваться космическая геология и добыча полезных ископаемых в поясе астероидов? Смогут ли ракеты создаваться в космосе из металла, добываемого тут же, на астероидах?

Один из крупнейших астероидов – Психея 16 – по современным представлениям является полностью металлическим телом, состоящим из железа и никеля. Стоимость такого количества металла на земном рынке превосходит всякое воображение. Астероиды могут служить источником не только обычных железа и никеля, но и золота, платины, иридия и других ценных металлов. Десятиметровый астероид, состоящий из платины, стоит на Земле миллиарды долларов. Поэтому в начале XXI века стали появляться многочисленные компании, которые собираются заняться космической геологией и добычей полезных ископаемых на астероидах.

Удивительные материки и экзотические океаны, гейзеры и вулканы, инопланетные небеса с десятками лун и диковинными облаками ждут своих исследователей. Если создать космический корабль, который сможет достаточно долго двигаться с ускорением, при котором вес космонавта будет равен земному, то перелёты внутри Солнечной системы станут занимать считаные дни. И тогда настанет эпоха грандиозных космических открытий внутри Солнечной системы и время освоения её просторов и богатств.

Следующие слова первого космического геолога Джека Шмитта, сказанные им в одном из интервью, прямо адресованы молодежи, будущим исследователям космоса: «Мы исследовали лишь очень маленькую часть Луны. Обратную сторону Луны мы вообще не затронули! Исследование Марса станет потрясающе интересным».

– Мы непременно займёмся исследованием Марса. Мы изучим весь миллион других планет! – пообещала Галатея. – И нашими именами назовут материки и океаны!

Нил Армстронг (1930–2012) – первый астронавт, высадившийся на Луне в 1969 году в ходе американской экспедиции «Аполлон-11».

Базз Олдрин (р. 1930) – американский астронавт, высадившийся на Луне в 1969 году вместе с Армстронгом.

Роналд Эванс (1933–1990) – американский астронавт, участник последней лунной экспедиции программы США «Аполлон-17».

Юджин Сернан (1934–2017) – американский астронавт, участник последней лунной экспедиции программы США «Аполлон-17». Совершил высадку на Луну в декабре 1972 года.

Харрисон (Джек) Шмитт (р. 1935) – американский астронавт-геолог, побывавший на Луне в декабре 1972 года в ходе экспедиции «Аполлон-17».

Сказка о Земле и воде, золоте и алмазах

Перед традиционной вечерней сказкой Дзинтара показала детям причудливый камень, похожий на половинку шара с пустотой внутри.

– Вот каменная книга, с чтения которой я начну сегодняшнюю историю. Это агат, или агатовая камера, происхождение которой до сих пор во многом остается загадкой для геологов – учёных, которые изучают образование и строение Земли и её минералов. Посмотрите внимательно на эту полость, покрытую изнутри кристаллами. Их вырастила вода, вернее водный раствор различных веществ. Попробуем прочитать эту книгу или хотя бы бегло просмотреть её.

Что было в начале? Просто пустота в горных породах, куда по трещинам проникала вода. На внешней границе камеры видны тонкие слои, словно годовые кольца на пне дерева. Они различаются по толщине и цвету. Значит, был период, когда на стенках агатовой камеры росли не кристаллы, а медленно отлагались слои вещества с переменным оттенком: светлые, тёмные, оранжевые, голубоватые. Их цвет зависел от химического состава раствора, проникавшего в агатовую камеру сквозь трещины. Эти трещины в стенках агата тоже хорошо видны – возле них процесс накопления слоев нарушается. В какой-то момент образование ровных слоёв на стенке камеры остановилось. Значит, поменялись условия – возможно, из-за землетрясения или из-за медленного движения гор. Благодаря этому в полость стал поступать раствор другого состава – и начался рост кристаллов кварца.

– Что такое кварц? – спросила Галатея.

– Это минерал, состоящий из диоксида кремния, где на каждый атом кремния приходится два атома кислорода. Кварц – один из самых распространённых минералов на Земле, из которого состоит 12 % земной коры. Он входит во многие другие минералы в виде смесей и силикатов. С учетом этого, общая масса кварца в земной коре составляет 60 %.

– Значит, он должен быть повсюду!

– Конечно. Когда вы с Андреем играли в детской песочнице, то имели дело с кварцевым песком.

Повзрослевший Андрей покраснел и заёрзал. Он уже давно не играл в песочнице!

– Горный хрусталь – это тоже кварц. В агатовой камере видны и фиолетовые аметистовые кристаллы – и это кварц, только с примесью железа. Отметим, что сначала в агатовой камере росли прозрачные кристаллы кварца, но потом в растворе появились ионы железа, марганца и, возможно, какие-то другие примеси, и кристалл приобрёл тёмно-синюю аметистовую окраску. На самом деле происхождение цвета у кристаллов – это интересная проблема, в которой много неясного. Можно заметить, что интенсивность фиолетовой окраски тоже меняется со временем и ростом слоёв в камере: она становится то темнее, то светлее.

Внутренняя поверхность агатовой камеры покрыта светлыми крупными кристаллами кварца. Здесь виден желтоватый налёт, который может быть связан с осаждением частиц рыжей глины или с химическими процессами, в которых участвуют ионы железа и алюминия.

Геологическая история миллионов лет отражена в этой агатовой книге. И далеко не все её страницы мы прочитали или просто перевернули. Посмотрите вот на эти странные образования… – Дзинтара указала на мелкокристаллические пластины в агатовой камере, – они расположены так, что повторяют форму крупного кристалла. Когда-то в агате крупный кристалл кварца прекратил расти как единый кристалл. Возможно, из-за большого количества примесей в растворе, которые сыграли роль многочисленных центров кристаллизации, молекулы, приносимые водой, перестали надстраивать уже имеющуюся структуру кристалла и образовали на его поверхности тонкий слой из мелких кристалликов. Он оказался более устойчивым к растворению; и когда крупный родительский кристалл растаял в протекающей воде, то поликристаллический слой остался, образуя хрупкую полую структуру, повторяющую симметрию материнского кристалла. Такие кристаллические структуры называют псевдокристаллами.

– Как это – кристалл кварца растаял в воде? – удивилась Галатея. – Ведь песок не растворяется в воде! И горный хрусталь тоже.

– Растворяется, только надо очень долго ждать! – улыбнулась Дзинтара.

– У тебя терпения не хватит! – пошутил над сестрой Андрей.