Порівняльна планетологія: що вона вивчає

Звичайно, вивчення планет надзвичайно цікаве саме по собі, але не слід забувати про те, що його головний результат полягає в пізнанні нашої власної Землі, її давно минулого дитинства, сліди якого майже не збереглися в ході бурхливих і тривалих геологічних перетворень. Однак знання цих найдавніших процесів абсолютно необхідно для розуміння всієї подальшої геологічної історії Землі, для практичної діяльності людини.

Видатний український вчений академік В. І. Вернадський стверджував, що в геології немає початку і немає кінця. Ця думка була правильна не тільки в його час, коли геологи знали історію планети за період лише в півтора мільярда років, але вона правильна і зараз, коли цей термін збільшений більш ніж удвічі. За перші 300-600 мільйонів років земна твердь розшарувалася на ядро, мантію і кору, її низини заповнилися океанами, планета огорнулася газовою атмосферою, куди увійшов кисень, а в прогрітій Сонцем воді забурлило життя. Подальші ж мільярди років не внесли нічого принципово нового в природну історію. Це вже була власне “земна” еволюція. Вплив космічних катастрофічних подій в ці епохи став багато слабкіше. (Наше Сонце і надалі продовжує впливати на земне життя, правда вже не без допомоги людського генію, скажімо винайдені людиною сонячні панелі дозволять використовувати сонячну енергією з великою користю).

На поверхні Місяця, де немає ні дощів, ні вітрів, сама природа створила величезний геологічний музей. Тут прямо на поверхні лежать породи, вік яких три – чотири мільярди років. І сьогодні простіше злітати за чотириста тисяч кілометрів, ніж пробиватися через лічені кілометри твердої земної кори. Місячні ж кратери – це відображення подій, які, очевидно, відбувалися і на Землі на ранніх етапах її історії, але сліди яких були знищені геологічними процесами. Тому вивчення покритих кратерами поверхонь Місяця, Марса, Меркурія — це погляд в далеке минуле Землі.

Геохіміки твердо впевнені в тому, що наша планета в цілому ніколи не була рідкою. Але окремі ділянки її надр були в минулому розплавлені і, можливо, не один раз. Академік Олександр Павлович Виноградов розробив стосовно землі теорію так званого зонного плавлення. Тепло радіоактивного розпаду розплавляло планету по частинах, і тоді важкі елементи накопичувалися в глибинах, а легкі спливали, щоб створити кору. Кирило Павлович Флоренський, враховуючи численні метеоритні віспини на місячному лику, вважає, що процес поділу речовини на Землі на ранніх етапах її розвитку був прискорений ударами падаючих з неба метеоритних тіл.

Енергія, що виділялася при цих великих і дрібних катастрофах, плавила земну твердь, звільняючи гази і воду. І разом з ростом планети, що притягає з космосу матеріал, росли синхронно і гідросфера, і атмосфера. Метеоритний дощ був настільки інтенсивним, особливо в той час, коли повітряна сорочка ще не захищала Землю, що кожен квадратний метр її поверхні багато разів під цими ударами неба «втрачав твердість». Так відбувався поділ речовини.

Цікаво, що дослідження місячного грунту — реголіту виявили інші властивості, ніж у земної кори. На відміну від останньої реголіт збагачений тугоплавкими елементами. Ця розбіжність пояснюється, на думку К. П. Флоренського, не іншою «технологічною схемою» диференціації порід, а різницею мас. Виділені при ударах метеоритів легкоплавкі компоненти переходили в газоподібний стан і частково губилися в слабкому гравітаційному полі Місяця. Земне ж тяжіння чіпко утримувало випаровувану речовину.

Оскільки ми знаємо про наших найближчих сусідів по Сонячній системі не дуже багато, то іноді нове знання не прояснює становище, а тільки ускладнює його. Так, наприклад, безводність Венери, яка перекинула всі передбачення вчених, знову змусила задуматися про походження земних океанів. Чому наша планета така водна – поки не ясно. І якщо Марс виявиться сухим, то виникне проблема, яку якось доведеться вирішувати.

«З часів Адама – зауважує Кирило Павлович, – всі проблеми знаходили якесь пояснення. Так вже влаштована людина, істота винахідлива. Але ось питання, наскільки наші відповіді узгоджуються з природою».

Так, сьогодні в планетології з поясненнями слід бути особливо обережним, так як сміливі гіпотези дуже швидко спростовуються прямими експериментами. Адже тепер астрономія – наука експериментальна. Серед проблем, які планетологи намагаються вирішити таким шляхом, числиться і проблема утворення ядра. Досі не ясно, чи то воно створювалося ще на стадії згущення первісної туманності, чи то виникло через неоднорідності при акреції, коли вже сформована планета стягувала з навколишнього простору уламки матерії. Порівнюючи склад впалих на Землю метеоритів, можна спробувати відповісти на це питання про ранні стадії еволюції планети.

Академік Леон Абгарович Орбелі писав з приводу біологічних систем: «Структура високоспеціалізованого органу містить в собі всю історію його розвитку». В якійсь мірі ця думка вірна і для геохімічних об’єктів.

Сьогодні вивчення планет спирається на успіхи науки геохімії. Глибоке буріння, вивчення дна океанів, дослідження тектонічної активності – все це досягнення вельми важливі не тільки для глобальної геології, але і для космічної. Однак немає ніякого сумніву в тому, що в самому недалекому майбутньому почнеться зворотний процес — використання даних, отриманих при вивченні інших планет, для розшифровки особливостей походження земних утворень. Цей вплив має велике значення і зараз. По всій видимості, розподіл на даній кулі багатьох корисних копалин пов’язаний з дуже ранніми стадіями еволюції планети. Швидше за все, саме порівняльна планетологія дозволить осмислено підійти до самої прагматичної задачі геологічної науки – де шукати залізо, нікель, уран…

Існує цілий ряд проблем, які є для навколосонячних планет внутрішньо-сімейною справою. Тільки зіставлення численних інформаційних даних дозволить зробити висновок не по одній точці – земній, а по цілому ряду. І тоді земне і небесне, геологія і космологія зіллються в єдину науку про планетні тіла.

Автор: А. П. Виноградов.