Top.Mail.Ru
Ничего не найдено

Попробуйте изменить запрос

  1. Главная
  2. Публикации
  3. ✍Препринт: «Супервулканы»

Препринт: «Супервулканы»

Вулканы неотделимы от истории Вселенной. Прочтите отрывок из книги вулканолога и научного журналиста Робина Эндрюса об удивительных и загадочных вулканах на Луне. 

Было холодно, как и на протяжении миллиардов лет. Без ветра серебряные моря пребывали в покое. Высоко в небе сверкали звезды. Земля скрипела, как стареющий деревянный корабль в пути, но горы оставались неподвижными. Бездны хранили молчание. Колизеи из камня стояли в память о прошедших эонах хаоса. Время от времени осколки льда или камня с краев бытия падали на поверхность и разбивались от удара. Каменный снег взлетал вверх и плыл по земле, оседая в тишине этой великолепной пустоши. 

Но однажды со звезд явился гость. Он был сделан не из камня или льда, а из металла. Это был корабль, приплывший из другого мира, украшенный багряными флагами чужой державы. Когда он приблизился, из него вырвался оранжевый шлейф, рассеивая тени. Не проявляя никаких признаков замедления, судно направилось к Морю Ясности, а затем врезалось в Болото Гниения. 

Десять лет спустя еще один корабль прибыл в серебристое царство. Это судно вело себя по-другому: отыскав безопасное место, где можно бросить якорь, оно резко замедлило ход. Проскочив через зияющее марево, залитое тьмой, оно остановилось в Море Ясности. Когда корабль опустился вниз, в разные стороны разлетелись осколки камней. 

Тишина. Прошло несколько часов. Затем открылся люк, и из него высунулись два ботинка. Кто-то спустился по трапу, сделал паузу, затем опустил ногу на поверхность. Еще пауза, и путешественник произнес: «Маленький шаг для человека, и огромный скачок для всего человечества». 

Через десять лет после того, как Советский Союз намеренно совершил аварийную посадку на Луну своего космического корабля «Луна-2» без экипажа, Соединенным Штатам удалось доставить на лунную поверхность само человечество. После 4,5 миллиарда лет затянувшейся изоляции этот одинокий форпост в звездном океане наконец-то принял гостей. 

Снимок с космонавтом Олдрином на Луне. Источник: history.nasa.gov

Вдохновляющая, потрясающая душу история «Аполлона-11» сегодня, пожалуй, производит не меньшее впечатление, чем полвека назад. Результаты программы «Аполлон» были настоящим чудом и прочно запечатлелись в воображении миллионов людей, родившихся много лет спустя после самого события. Но гораздо меньше внимания достается самой Луне. Для многих она — уже пройденный этап: мы были там, подобрали несколько камней. Теперь она наша. И в отличие от других миров в нашем галактическом соседстве она, кажется, ничего особенного собой не представляет. 

Последнее отчасти верно. Сегодня Луна — это холодная пустыня. На ней нет инопланетной жизни. Мы проверили. Марс, первая планета помимо нашей, на которую ступит нога человека, кажется более интересным местом, — возможно, более достойным нашего внимания. Но присмотритесь немного внимательнее, и вы обнаружите, что Луна на самом деле не такая, как вы думаете. 

В марте 2020 года Геологическая служба США опубликовала комплексную геологическую карту Луны — объединенное и упорядоченное изображение, составленное на основе ранее существовавших карт, которые были выпущены в 2013 году. Главная цель новой карты — дать четкое представление о том, что мы знаем о геологическом строении этой скалистой сферы. На ней вы можете увидеть Море Ясности, или Mare Tranquillitatis, окрашенное в фиолетовый и красный цвета. Эти оттенки соответствуют базальту — вулканической породе, образующейся в результате остывания лавы, подобной той, которую Килауэа с таким рвением извергал в 2018 году. Это означает, что Нил Армстронг и Базз Олдрин, первые в истории человечества посланники другого мира, действительно высадились в настоящем море, как и Майкл Коллинз, наблюдавший за ними сверху. Просто это было море из застывшей лавы, простирающееся на 870 километров от одного берега до другого. 

Комплексная геологическая карта Луны. Источник: astrogeology.usgs.gov

Уменьшите масштаб, и геологическая карта превратится в разноцветное чудо вулканических отложений. Ближняя сторона Луны, которая всегда обращена к Земле, покрыта подобными застывшими вулканическими морями. Древние потоки лавы разбросаны по лунной поверхности, как конфетти. В других местах поля вулканического стекла образуют брызги оранжевого, красного, розового и фиолетового цветов. 

«Луна долгое время была почти мертвой с геологической точки зрения», — говорит Сара Рассел, планетолог из лондонского Музея естественной истории. Но, отмечает она, это также мавзолей вулканов, собрание вулканических гор, конусов, куполов, долин, рек, каналов, туннелей и кратеров, которые обязаны своим существованием всеобъемлющему океану магмы. 

Снимок Луны. Источник: earthsky.org

Наш бледный страж — это не просто чудесный космический край застывших извержений. Самые ранние воспоминания Земли, давно стертые с лица планеты, по-прежнему высечены в лунном камне. Если нам удастся заполучить некоторые из них, мы сможем открыть окно на миллиарды лет назад в прошлое — в самые первые дни существования единственного дома, который мы когда-либо знали. 

Некоторое время назад посреди дикой Антарктиды Райан Зиглер узнал, что НАСА объявило конкурс на единственную в своем роде должность: хранитель лунных образцов «Аполлона» в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне, штат Техас. Он также узнал, что у него осталось всего шесть часов, чтобы подать заявку, поэтому он срочно вернулся на станцию Мак-Мердо — американский научно-исследовательский центр, и поспешно составил резюме и заявку «в убогой компьютерной комнате». 

Работу он получил. Сегодня он не только хранитель образцов «Аполлона», но и руководитель Управления по приобретению и хранению внеземных образцов, что означает, что он также курирует всю коллекцию космических материалов НАСА. Сюда входят материалы с других планет, астероидов, комет и даже звезд. Другими словами, он — хранитель внеземной атрибутики. Надеюсь, именно такое звание гордо красуется на его визитных карточках. 

Образцы «Аполлона» были взяты с Луны во время миссий под номерами 11, 12 и с 14 по 17, которые проводились с 1969 по 1972 год. Чтобы астронавты знали, что именно искать, многих из них обучали геологи. Один астронавт, Харрисон Шмитт из «Аполлона-17», и сам был профессиональным геологом. В общей сложности астронавты привезли на родину 382 килограмма лунного материала. Но не все образцы «Аполлона» были лунного происхождения: камень, подобранный «Аполлоном-14», оказался куском Земли, выброшенным в космос много веков назад и упавшим на Луну в виде земного метеорита. 

Привезенный с Луны образец «Большая Берта». Источник: eos.org

Большая часть образцов «Аполлона» лежит в суперзащищенном хранилище. В качестве дополнительной меры предосторожности 15 % образцов хранятся в другом месте — на секретном объекте. Таким образом, если в Космическом центре Джонсона произойдет катастрофа — террористическая атака или сильный ураган, или, например, чья-то неуклюжесть обернется катастрофическими последствиями, или если мы обнаружим, что образцы каким-то неожиданным образом были загрязнены, в распоряжении ученых все равно останутся кусочки Луны. 

Эти камни — одни из самых ценных материалов на Земле. Как и следовало ожидать, их нельзя просто взять и полизать. Чтобы до них добраться, нужно пройти через строгий, многоступенчатый процесс защиты от загрязнений: облачиться в нейлоновый костюм, бахилы и шапочку для фиксации волос, затем миновать несколько небольших шлюзов, воздух в которых тщательно фильтруется. Когда вы попадаете в само хранилище, вас встречают многочисленные прозрачные шкафы. Камни «Аполлона» хранятся в герметичных контейнерах, которые сами находятся в герметичных пластиковых чехлах, в атмосфере нереактивного газа азота, чтобы влажный воздух Хьюстона не вступил в реакцию с железом в камнях. Они надежно защищены от грязных человеческих рук. 

Зиглер в закрытой лаборатории. Источник: borneobulletin.com.bn

Работа Зиглера как смотрителя заключается не в том, чтобы разбивать камни молотком и выяснять, из чего состоит Луна. Это работа специалистов внутри и вне НАСА — ученых, которые прежде еще должны доказать, что они заслуживают получить доступ к паре граммов лунной породы, чтобы продвинуть наше понимание Вселенной. Зиглер, который всегда должен быть в курсе последних достижений лунной науки, проводит много времени, общаясь с учеными, помогая им найти нужные образцы и сохраняя коллекцию для будущих поколений. «Бюрократии здесь больше, чем мне бы хотелось, — говорит он, — но это государственная служба, ничего не поделаешь». 

Образцы с «Аполлона» и их химический состав — наш основной источник знаний о Луне. В 1970-е годы ученые из СССР тоже осуществили три успешных полета на Луну, в ходе которых специальные роботы собрали лунные материалы и привезли их на родину, но эти образцы сравнительно невелики. Мы стоим на плечах «Аполлона». 

Однако нам не всегда приходилось лететь на Луну, чтобы добыть ее осколки для изучения. Иногда Луна сама приходит к нам в гости в виде метеоритов. Небольшие космические камни, которые не сдерживает отсутствующая на Луне атмосфера, регулярно врезаются в ее поверхность со скоростью десятков тысяч километров в час, выбрасывая лунные обломки в открытый космос. Некоторые из них падают на Землю. 

Белая точка на снимке внизу слева - это вспышка при контакте астероида с поверхностью Луны. Источник: nytimes.com

Многие лунные метеориты были найдены в Антарктиде — континенте, чьи огромные незаселенные белоснежные просторы оказываются прекрасным фоном для черных блестящих камней из космоса. Самый первый признанный лунный метеорит в 1982 году нашли именно там. К 1996 году их было найдено уже двенадцать. Кэтрин Джой, охотник за метеоритами из Манчестерского университета, говорит, что сейчас у нас больше лунных образцов в виде метеоритов, чем образцов «Аполлона». Но не всегда легко определить, откуда именно на Луне они взялись. Они не всегда приходят с обратным адресом, напечатанным на лицевой стороне. Метеориты похожи на цитаты: вырванные из контекста, они представляют зрителю искаженную информацию. 

Поскольку лунного вещества на всех не хватает, ученые создали синтетические лунные камни, с которыми можно как следует повозиться. В начале 1970-х годов планетолог Тим Гроув из Массачусетского технологического института был одним из первых ученых, изучавших образцы «Аполлона». Прошло совсем немного времени, и он и его коллеги использовали свои знания о химическом составе Луны, полученные из этих образцов, для приготовления собственных партий лунной лазаньи. «Синтетический лунный камень сделать очень легко, — беспечно говорит он мне. — Вы играете с различными соединениями — щепотка оксида железа, чашка оксида титана — и в конце концов получаете камень, который воспроизводит не только химический состав, но и текстуру и кристаллическую структуру настоящего лунного камня». 

На мой взгляд, это какое-то колдовство. «Это искусство», — отвечает Гроув, слегка пожав плечами. 

Телескопы на Земле тоже следят за Луной, как и множество научных миссий, — некоторых уже нет, некоторые еще живы, некоторые только планируются, — которые вращаются над лунной поверхностью и используют набор механических глаз для изучения камней. Особенно хорошо наловчились отправлять на Луну специальные обсерватории ученые из НАСА. 

Несколько лет назад миссия НАСА Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) отправила на лунную орбиту два космических аппарата — Ebb и Flow. Луна — сложная смесь разных геологических компонентов. На ней есть несколько более плотных участков, на которых гравитационное притяжение выше, чем на других, менее плотных лунных породах. Обнаружив эти крошечные гравитационные колебания, GRAIL смог создать трехмерную карту верхнего среза Луны, что позволило ученым заглянуть под ее поверхность. 

Трехмерная карта верхнего среза Луны созданная GRAIL. Источник: nasa.gov

Как и синтетические лунные камни, GRAIL, на мой взгляд, — настоящее научное волшебство. Но моей любимой обсерваторией должен был стать настоящий инспектор Гаджет, автоматическая межпланетная станция Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Запущенный в 2009 году и работающий до сих пор, этот космический аппарат НАСА оснащен целым рядом технических прибамбасов. Это лазерные лучи для построения рельефных карт гор, кратеров, долин и колец из лунной породы, приборы для измерения температуры лунной поверхности, а также детекторы субатомных частиц, которые прячутся под почвой. Но я люблю его по чисто эстетическим причинам. Если вы когда-либо видели в новостях или в интернете красивый снимок молочно-белого пустынного лунного ландшафта, он, скорее всего, был сделан LRO. Не считая некоторых запрещенных веществ, фотографии LRO — это лучший способ почувствовать себя на Луне. 

Многие из образцов «Аполлона» — вулканического происхождения. Не случайно LRO создал захватывающий каталог древнейших вулканических объектов на Луне, от взрывных кратеров до неподвижных потоков лавы. Джули Стопар, один из специалистов по управлению прибором LRO Camera, в прошлом не обращала особого внимания на лунную поверхность; она говорит мне, что когда-то ее интересовал лишь Марс. Но как только она взглянула на Луну с орбиты, ее осенило: «Луна намного круче, чем многие считают. Мне кажется, мало кто знает, что там много вулканов».