uncle_Serg
Артефакт по имени «Солнечная система»
Часть третья
«Создание Артефакта».
«...Слагались легенды об исчезнувшей расе звездных инженеров,
которые умели перемещать в космическом пространстве целые
миры и так соорудили себе невиданный доселе памятник».
(Джордж Мартин. «Умирающий свет»).
http://martin-dzhordzh.dipenton.ru/cont/dielight/3...
Раздел: «Звезда по имени Солнце»
1. Великий Карлик и Пояс Жизни.
«В научно-популярных книгах по астрономии авторы часто делают упор на том, что Солнце в сравнении с другими звёздами - всего лишь "обычный жёлтый карлик". Даже обидно становится за прекрасное светило, которое обожествлялось нашими предками.
Но давайте посмотрим - так ли уж обычен "обычный жёлтый карлик"? Как показали недавние исследования американского астронома Гильермо Гонзалеса, наше Солнце имеет несколько очень существенных признаков, которые делают его уникальным небесным телом в компании других звёзд, близких по размеру и яркости. Во-первых, Солнце входит в число 10 процентов самых массивных "жёлтых карликов". Во-вторых, на Солнце обнаружено на 50 процентов больше тяжёлых веществ, чем на других подобных ему звёздах. В-третьих, Солнце - звезда одинарная и обладает планетной системой, а большинство подобных ему звёзд - двойные, которые планет не имеют и не могут иметь. Именно благодаря всем этим отличиям вокруг нашего Солнца сформировалась семья планет и сложились условия, способствующие возникновению и сохранению жизни.
Есть и четвёртая, очень важная особенность Солнца: орбита, по которой оно ходит вокруг центра Галактики в её окраинной области. Здесь находится так называемая зона коротации - кольцо, образуемое звёздами и облаками межзвёздного газа. Исключительно в этой зоне существуют наиболее благоприятные условия для образования звёзд, подобных Солнцу, и планетных систем вокруг них, а также, что особенно важно - для возникновения и поддержания жизни. Именно поэтому известные отечественные астрономы Л.С. Марочник и Л.С. Мухин называют это кольцо галактическим поясом жизни. Так что совсем не прост наш "обычный жёлтый карлик". Солнце - это Великий Карлик!» (Глеб Файловский, 17.12.2002). http://www.mosoblpress.ru/kalin/show.shtml?d_id=33...
2. Ученые спорят, уникально ли наше дневное светило.
«Нынешним летом позиции сторонников «обыкновенности» нашей собственной звезды подверг очередной атаке Гильермо Гонзалес, астроном из университета штата Вашингтон. По словам Гонзалеса, самая большая странность - это орбита, по которой Солнце ходит вокруг центра Галактики. Она, так сказать, стремится к идеалу: существенно ближе к круговой, чем орбиты остальных наблюдаемых звёзд, и практически не наклонена к плоскости эклиптики. ["Это «стремление к идеалу» хорошо знакомо по орбитам спутников и планет - С. П.] Кроме того, солнечная орбита расположена вблизи так называемого «радиуса коротации» - зоны, в которой угловая скорость вращения спиральной структуры Галактики совпадает со скоростью вращения звёзд по орбитам.
Подобная исключительность Солнца, в свою очередь, привела к исключительным условиям для образования вокруг него планет, а впоследствии - и жизни на одной из них...
Даже малое наклонение орбиты к плоскости Галактики пошло землянам на благо: оказывается, будь орбита Солнца более наклонена, это привело бы к нарушению стабильности так называемого облака Оорта, откуда на Землю обрушился бы целый кометный град». («НГ - Наука», 21июля 1999 г. Дмитрий Пайсон «Наша исключительная звезда».)
3. Телескоп Spitzer изменил представления о структуре Млечного Пути
«С помощью космического телескопа NASA «Спитцер», астрономы провели наиболее исчерпывающий структурный анализ нашей галактики и обнаружили новые подтверждения того, что Млечный Путь значительно отличается от многих типичных крупных спиральных галактик. Оказывается, наш Млечный путь - это вовсе не обычная спиральная галактика, как о том написано во всех старых учебниках и энциклопедиях, он относится к совершенно другому подтипу спиральных галактик, а именно: пересеченным спиральным.
Обследование с помощью орбитального инфракрасного телескопа «Спитцер» позволяет различить детали центральной области нашей галактики, скрытой плотными пылевыми скоплениями. Обзор проводился группой американских астрономов, возглавляемой учеными из Университета Висконсина-Мэдисона (University of Wisconsin-Madison) - профессором астрономии Эдвардом Черчвеллом (Edward Churchwell) и профессором физики Робертом Бенджамином (Robert Benjamin).
"Это - наиболее подробное наблюдение структуры протяженного центрального балджа нашей галактики, за всё время его изучения" - сказал Ed Churchwell, профессор астрономии из университета UW-Madison и автор данной научной работы, которая будет опубликована в предстоящем выпуске Астрономического журнала (Astrophysical Journal Letters).
В инфракрасном диапазоне телескоп произвел наблюдения около 30 миллионов звезд, принадлежащих галактической плоскости. В результате удалось получить наиболее подробную "многослойную" объёмную модель скрытых областей в центре Млечного Пути. По словам профессора Черчвелла, стоявшую перед исследователями задачу можно было уподобить попыткам описать границы леса с точки зрения путников, находящихся где-то в самой глубине зарос лей. "Это трудно сделать изнутри Галактики", - говорит он. Эту непростую задачу удалось решить благодаря уникальным возможностям телескопа «Spitzer», способного различать объекты, скрытые в плотных облаках межзвездной пыли. Пространственная структура ядра нашей галактики до сих пор ещё довольно плохо изучена, хотя именно эта область галактики представляет наибольший интерес для астрономов.
Полученное изображение достаточно точно показывает структурную модель нашей галактики и создано на основе полученной математической модели. Диаметр центрального балджа (и перемычки) составляет около 27000 световых лет, что на 7000 световых лет превышает ранее принятые размеры этой области Млечного Пути. Здесь много достаточно старых звезд красных гигантов.
Галактический бар в виде яркой перемычки проходит через весь балдж и ориентирован под углом в 45 градусов относительно воображаемой линии, соединяющей Солнце и центр нашей галактики. А уже от концов этой перемычки и начинают закручиваться спиральные рукава. Размеры и ориентация центральной полосы существенно отличаются от сделанных ранее прогнозов. Диаметр основного диска Млечного Пути составляет не менее 100 тыс. световых лет, а наше Солнце находится на расстоянии около 26000 световых лет от центра Галактики.
Прежде среди астрономов не было единого мнения о том, какова же структура центральной области Млечного Пути. Или она имеет форму эллипса, или перемычки (бара), или же эллипса с перемычкой одновременно. Новое исследование показало, что в действительности это, несомненно, бар - подобная структура, что встречается довольно редко в крупных спиральных галактиках. Космический телескоп «Spitzer» был запущен в августе 2003 года». (grani.ru/Society/Science/p.93542.html , universetoday.com/am/publish/uw-madison_survey , news.wisc.edu/11405.html) http://yastro.narod.ru/a_news122.htm
4. Солнце находится на одном из звездных перекрестков в галактике.
«Группа европейских астрономов обнаружила, что многие звезды в окрестностях Солнца движутся по необычным траекториям, пишет «New Scientist». Как сообщается на сайте ESA (Европейского космического агентства), ученые предполагают, что на поведение звезд оказывают влияние спиральные рукава нашей галактики, Млечного Пути, в которых наблюдается повышенная концентрация звезд и межзвездного газа.
Согласно данным, полученным при помощи европейского спутника Hipparcos, удалось установить, что Солнце находится на перекрестке нескольких звездных потоков, движущихся в разных направлениях. Причем некоторые звезды, обладающие планетарными системами, могут оказаться пришельцами из центральных районов галактики.
Солнце и большинство окрестных звезд вращаются вокруг центра галактики по стандартной, практически круговой орбите. Однако астрономы обнаружили некоторые группы звезд, которые движутся к центру или от центра галактики, причем их траектории расходятся из него подобно спицам колеса. Эти блуждающие звезды составляют примерно 20 процентов от общего количества звезд, находящихся на расстоянии до тысячи световых лет от Солнца, которое само расположено в 25 тысячах световых годах от центра Млечного Пути. Свою петлю вокруг центра галактики Солнце описывает за ~ 100-200 миллионов лет.
Обнаружилось, что блуждающие звезды в пределах одной группы, имеют мало общего между собой. Поскольку они все разного возраста, ученые считают, что они не могли образоваться в одно и то же время в одном месте. По мнению команды исследователей из Свободного университета Брюсселя, на поведение этих звезд повлияли так называемые волны плотности, сопровождающие спиральные рукава.
Они сбивают звезды с привычной пути и направляют их движение по необычным траекториям, пересекающим орбиты большинства звездных объектов в галактике, включая и наше Солнце. Астрономы уже знают, что звезды с планетными системами предпочитают формироваться в плотных газовых облаках с высоким содержанием металла, вроде тех, что расположены в центральных областях Млечного пути. Однако именно там возникшей в недобрый час жизни придется несладко - ее попросту выжгут многочисленные сверхновые, гиперновые и другие катаклизмы. Потоки, обнаруженные Hipparcos, могли бы оказаться тем механизмом, который, перенося звезды с планетными системами в окраины галактики, позволяет жизни спокойно развиваться. То есть когда такие звезды "пинает" спиральный рукав, они могут очутиться за тысячи световых лет от своего места рождения.
Европейская миссия «Gaia», запуск которой намечен на 2011 год, позволит лучше изучить движение в трехмерном пространстве (на аппарате в частности полетит и доплеровский спектрограф) уже свыше миллиарда звезд, что охватит гораздо более широкую звездную область и покажет, насколько часто в других районах Галактики встречаются подобные странствующие звезды.
Ученые считают, что хотя теоретически существование блуждающих звезд увеличивает риск их столкновения с Солнечной системой, но на практике среднее расстояние между звездами настолько велико, что шанс опасного сближения чрезвычайно мал.
Через 8000 лет на минимальное расстояние к Солнцу ~ 0,94 световых лет приблизится двойная звезда Wolf 424 (сейчас до неё около 14 св. лет). А ещё через 1,4 миллиона лет, звезда Gliese 710, так же должна пройти на расстоянии 1-го светового года от Солнца. 1 световой год = 63200 а.е. (1 а.е. - расстояние от Солнца до Земли) . Это - самые дальние окраины солнечной системы, где странствуют ледяные объекты, образующие Облако Оорта (радиусом более 100000 астрономических единиц).
Предполагается, что в прошлом аналогичные сближения стали причиной изменения маршрутов комет, которые направлялись во внутренние области Солнечной системы, а некоторые даже сталкивались с Землей. В дальнейшем из кометного льда сформировался мировой океан». http://y-net.narod.ru/astro/a_news57.htm
5. Межзвездные планеты-гиганты
«В последнее время астрономов смущает новая разновидность небесных тел: эти объекты слишком малы, чтобы подпадать под общеизвестную категорию коричневых карликов, однако перемещаются они в очагах звездообразования подобно звездам, а не планетам. Сначала такие объекты сочли аномальными, но их обнаруживалось все больше, и теперь уже ясно, что это новый класс небесных тел.
В феврале 2001г. японские астрономы обнаружили сразу более 100 таких объектов в одной только звездообразующей области неба, известной под названием S106. В рамки существующей теории рождения звезд это никак не укладывалось.
Открытие принадлежит Ю. Оаса (Y.Oasa; Токийский университет) и ее коллегам из японской Национальной астрономической обсерватории. Они работали на принадлежащем этой обсерватории телескопе «Subaru» («Надежда»), который расположен на горе Мауна-Кеа (штат Гавайи, США). Исследовалось излучение в инфракрасной части спектра, идущее из области в созвездии Лебедя, примерно в 2 тыс. св. лет от нас. Астрономы обнаружили здесь свыше сотни коричневых карликов и столько же более слабо светящихся и свободно передвигающихся тел. Построив математическую модель, учитывающую их светимость и предполагаемый возраст, а также используя теорию образования звезд с весьма малыми массами, теоретики пришли к выводу, что массы объектов нового класса составляют от 5 до 10 масс Юпитера. Это в совершенно новом свете представляет процессы повсеместного возникновения изолированных небесных тел с массами, близкими к планетарным.
Видный американский специалист Дж.Надзита (J.Najita; Национальная оптическая астрономическая обсерватория в Тусоне), одобрив в целом выводы японских коллег, все же призывает провести спектрографический анализ излучения этих объектов, что позволит определить их температуру и уточнить массу. (Сурдин В.Г. «Коричневые карлики: не звезды и не планеты» // «Природа». 1999. №7. С.З-12).
Открытие ставит под сомнение ряд астрономических положений. Как известно, масса коричневого карлика не превышает примерно 75 юпитерианских, поскольку эта величина служит нижним пределом для начала возгорания водорода и превращения тела в подлинную звезду. С другой стороны, масса коричневого карлика должна превышать 13 Юпитеров, что необходимо для начала синтеза дейтерия, вызывающего слабое свечение. Так как этот нижний предел новооткрытыми объектами не достигнут, их трудно отнести к какой-либо известной категории. Большинство астрофизиков полагает, что коричневые карлики и звезды концентрируются непосредственно из разреженных газов в межзвездных молекулярных облаках, а планеты формируются в газово-пылевых дисках, обращающихся вокруг «новорожденных» звезд. Однако обнаруженные одинокие тела никак не подходят ни к тем, ни к другим.
Существуют две гипотезы, которые хотя бы частично могли решить данную проблему: либо эти объекты были в свое время выброшены из молодых планетных систем, либо они образовались из ядер молекулярных облаков, у которых масса оказалась слишком малой для формирования звезды. Но астроном-теоретик С.Инуцука (S.Inutsuka; Киотский университет, Япония) считает ошибочными обе эти гипотезы, так как они не могут объяснить существование столь большого количества загадочных тел, обнаруженных теперь в области S106. Он настаивает на необходимости создания совсем новой теории образования звезд и планет. (Подробнее см.: Сурдин В.Г. Каталог экзопланет // Природа. 2000. №7. С.20-21; Вибе Д.З. Каталог экзопланет пополняется // Там же. №11.С.84-85)». (Science. 2001. V.291. №5509. Р.1680 (США); nao.ac.jp, «Природа», 2002, N 1). http://courier.com.ru/priroda/pr0102new6.htm
Тема: «Теории образования звезд»
1. Теория образования звезд признана ошибочной.
«Расчеты и наблюдения американских астрофизиков опровергают одну из общепринятых теорий образования звезд, так называемую теорию аккреции. С помощью суперкомпьютера они получили неожиданный результат, печальный для теории аккреции. Согласно ее положениям, звезды зарождаются в огромных межзвездных облаках, которые собираются в гигантские сгустки, из них, в свою очередь, образуются уплотнения протяженностью до одного светового года - ядра, или «семена», будущих звезд. Под действием собственной гравитации они коллапсируют, питаются газом из окружающих облаков, в десятки и сотни раз увеличивая свою массу по сравнению с первоначальной. Компьютерная модель американских авторов, учитывающая турбулентность этой теории, свидетельствует, что зародыши будущих звезд не успевают за время жизни облаков вырасти до размеров обычной звезды». ("Теория образования звезд признана ошибочной". По сообщениям агентства «Информнаука». "Известия", № 215 / 27016 (Московский выпуск), 25 ноября.2005 года, страница 14 - "Наука"). http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,11374.0.html
2. Макеев А. К. 28-11-2005, 00:01.
«Всем! А что Вы скажете по поводу публикации "Теория образования звезд признана ошибочной" ("Известия", 25.11.2005, страница 14 - "Наука")? Жаль, нет ссылки на первоисточник. Суть: американцы на суперкомпьютере просчитали не подлежащую ни малейшему сомнению модель образования звезд, с обращающимися вокруг них планетами, в результате гравитационной самоконденсации сверхразреженных газопылевых облаков. Результат для этой модели (...): зародыши будущих звезд не успевают за время жизни облаков вырасти до размеров самой обычной звезды!» http://www.inauka.ru/blogs/article54504/forum/?act...
3. Звезды, образованные в результате гравитационного коллапса, а не аккреции (Stars Form By Gravitational Collapse, Not Competitive Accretion).
«Авторы обсуждают две популярные на сегодняшний день модели образования звезд. В первой все происходит так. Молекулярные облака распадаются на газовые сгустки (ядра), которые затем коллапсируют. Соответственно, масса сгустка определяет массу звезды. Во второй изначально образуются ядра примерно одинакового размера, а затем их масса увеличивается путем аккреции. Соответственно бурые (коричневые) карлики объясняются в такой модели выбросом ядра до того, как его масса существенно возросла. В статье показано (а статья-то, заметьте, принята к публикации в Nature!), что в реальных областях звездообразования аккреция будет недостаточно сильна. Т.о., утверждают авторы, именно модель коллапса "единственно верная"». http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/05_10_17-28.... (Authors: Mark R. Krumholz et al. Comments: Accepted for publication in Nature; 13 pages, no figures, Nature manuscript style). http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510412
4. Возникновение звезд: в споре двух лагерей поставлена точка?
«На сегодняшний день существуют две основные модели, с большим или меньшим успехом объясняющие механизм возникновения звезд. Это, во-первых, аккреционная, в соответствии с которой большая звезда вырастает из маленького зернышка, питающегося окружающим его молекулярным водородом, и, во-вторых, гравитационная, сторонники которой считают, что звезды рождаются вследствие гравитационного коллапса гигантских облаков холодного молекулярного водорода. Группа американских астрономов уверена, что в давнем споре сторонников двух лагерей можно ставить точку.
Астроном Марк Крумхольц (Mark Krumholz) из Принстонского университета и его коллеги Кристофер Макки (Christopher McKee) и Ричард Кляйн (Richard Klein) из Калифорнийского университета в Беркли и Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса принадлежат ко второму лагерю.
Воспользовавшись методами компьютерного моделирования и данными последних наблюдений, они пришли к выводу, что аккреционная гипотеза не может быть верной потому, что звезда, «прорастающая» сквозь окружающее ее молекулярное облако, просто не успевает набрать нужную массу, чтобы зажечь термоядерную реакцию: в соответствии с полученными результатами моделирования, время взросления аккреционной звезды значительно превышает расчетный срок жизни типичного водородного облака, сообщает журнал PhysicsWeb. Попытка подогнать параметры такого водородного облака с тем, чтобы форсировать аккреционный процесс в математической модели, в принципе, увенчалась успехом, однако получившиеся в итоге «идеальные» облака пока совсем не похожи на водородные облака, наблюдаемые в реальности.
Напротив, моделирование процессов гравитационного коллапса облака молекулярного водорода не только дает предсказанный результат, но и показывает, что в формировании крохотных коричневых карликов и сверхгигантов участвует один и тот же механизм, в то время как сторонникам аккреционной гипотезы приходится вводить разные механизмы аккреции вещества для разных типов звезд. Кроме того, найденный авторами исследования универсальный механизм звездообразования объясняет и примерную константность функции массового распределения вновь сформировавшихся звезд не только в нашей, но и в других известных земной науке галактиках.
«Авторы множества моделей процессов звездообразования сделали в своих расчетах серьезные ошибки, моделируя объекты, свойства которых очень сильно отличались от реально наблюдаемых, - считает Марк Крумхольц. - Многие из этих моделей теперь придется пересмотреть и, возможно, полностью переделать». (18.11.2005). http://elementy.ru/news/164985
5. В. Г. Сурдин, С. А. Ламзин. «Протозвёзды. Где, как и из чего формируются звёзды». (Главная редакция физико-математической литературы. Москва, "Наука". 1992). http://www.elib.ru/BOOK/ASTRONOMY/LAMZIN/lamzin.ht...
6. Как образуются звезды. (Институт астрономии РАН. Д.З. Вибе. «Химия звездообразования»). http://www.astronet.ru/db/msg/1189832
7.1. Новая теория рождения Солнца.
«Астроном Джеф Хестер и его коллеги из университета Аризоны опубликовали теорию, по которой Солнце и его планетная система сформировались не в одиночестве, а вблизи сверхмассивной, взорвавшейся звезды.
Доказательством тому стал никель-60, найденный в метеоритах. Этот элемент - продукт распада железа-60, которое, в свою очередь, могло образоваться лишь в очень массивной звезде.
Вот что происходило примерно 4,6 миллиарда лет назад, когда рождалось Солнце. По новому сценарию сначала в огромном облаке газа и пыли родилась массивная звезда. Ее мощная ультрафиолетовая радиация породила расширяющуюся ударную волну горячего газа, которая сжимала внешние слои вещества туманности, порождая сравнительно небольшие звезды, в частности - наше Солнце.
Влияние излучения массивной звезды отразилось и на развитие протопланетного пылевого диска. Ученым удалось объяснить некоторые странности в структуре системы именно этим излучением. Массивные звезды живут недолго. Звезда, породившая Солнце - взорвалась новой звездой, "нашпиговав" окружающее пространство, в том числе и молодую солнечную систему, тяжелыми элементами, вроде железа-60.
Ученые предполагают, что мощная ультрафиолетовая радиация от соседней звезды на заре жизни нашей системы и радиоактивные элементы, которые она "подарила" нам при своей гибели - могли сыграть важную роль при возникновении жизни на нашей планете». (Источник:MEMBRANA, 24 мая 2004 года). http://www.membrana.ru/lenta/?3144 , http://lah.ru/vestnik/2004/vesti05-2.htm
7.2. Матерью Солнца была сверхновая звезда.
«Солнце родилось не в изоляции, как прежде думали астрономы, а появилось в результате процессов, происходящих в огромной сверхновой звезде. Как сообщает CNN, эту теорию разработала команда ученых из Университета штата Аризона во главе с Джеффом Хестером (Jeff Hester).
В качестве доказательства они приводят обнаруженные на Земле в осколках метеоритов изотопы никеля-60, которые могут образоваться только в результате радиоактивного распада железа-60. Этот изотоп, в свою очередь, существовал на начальных этапах формирования Солнечной системы и являлся продуктом эволюции сверхновой звезды. Хестер и его коллеги следующим образом реконструируют события, произошедшие 4,6 миллиарда лет назад. Из гигантского газопылевого облака сформировалась крупная звезда. Под воздействием мощного ультрафиолетового излучения из ее недр в космос был вытолкнут пузырь горячего газа. Ударная волна, шедшая впереди пузыря, сжимала окружающий газ, что дало толчок рождению Солнца и других звезд с относительно небольшой массой.
В течение 100 тысяч лет облако, из которого впоследствии сформировалась Солнечная система, подвергалось интенсивному ультрафиолетовому излучению близлежащей крупной звезды. На этом этапе Солнце представляло собой "испаряющийся газовый шар". Подобные процессы ученые наблюдают сейчас в некоторых звездных скоплениях, в частности в туманности Trifid.
Затем еще в течение 10 тысяч лет это газовый шар вокруг Солнца испарился, оставив на этом месте новорожденную звезду и плоский газопылевой диск, который послужил строительным материалом для планет, комет и астероидов. Ультрафиолет, излучаемой соседней большой звездой, начал испарять уже протопланетный диск, и еще через 10 тысяч лет он сократился до размеров, соответствующих сегодняшней Солнечной системе.
Процесс завершился взрывом сверхновой, в результате чего ближайшие окрестности Вселенной оказались усеяны синтезированным при взрыве веществом, среди которого присутствует и изотоп железо-60». http://y-net.narod.ru/astro/a_news40.htm
7.3. Рентгеновская буря, возможно, спасла Землю от поглощения Солнцем.
«У американских астрономов возникло подозрение, что Земля и ее соседки по Солнечной системе обязаны своим рождением мощной рентгеновской буре, бушевавшей в окрестностях молодого Солнца миллиарды лет назад.
Наблюдения за удаленными звездными системами позволяют предположить, что радиационные бури в окрестностях молодых звезд - скорее нормальное явление, чем редкость. Возникающая во время такой бури гигантская зона турбулентности не позволяет едва родившимся звездам засасывать кружащиеся вокруг них пылевые диски, из которых впоследствии формируются планеты и другие объекты данной солнечной системы.
Исследователи, работающие в рамках программы Chandra Orion Ultradeep Project, пришли к этому выводу, осмотрев с помощью орбитального телескопа «Chandra X-ray Observatory» 1400 молодых (1-10 миллионов лет от роду) звезд, расположенных в туманности Ориона. 28 звезд по своим размерам соответствуют габаритам молодого Солнца, и половина из них, возможно, окружены пылевыми дисками. Многие из обследованных звезд регулярно выбрасывают в окружающее пространство не только внушительные объемы раскаленного вещества (иногда длина такого «языка» может превышать десяток радиусов звезды), но и «освещают» его рентгеновскими вспышками.
По мнению астрофизика Скотта Уолка (Scott Wolk) из Смитсонианской астрофизической лаборатории в Кембридже, рентгеновские вспышки - следствие «коротких замыканий» в магнитных полях юных звезд, за молодостью лет не успевших еще сформировать полноценное ядро и, соответственно, обладающих крайне нестабильным магнитным полем. Возможно, что именно эти «короткие замыкания» и являются главным фактором, удерживающим протопланетную массу от преждевременного падения на звезду и именно благодаря им пылевые диски успевают превратиться в нормальные планеты, пишет «New Scientist».
Ожидается, что результаты исследования будут опубликованы в одном из следующих номеров бюллетеня Astrophysical Journal Supplement». (13.05.2005). http://elementy.ru/news/25636
8. Древние метеориты помогают понять историю Земли
«Согласно данным, полученным сотрудниками Имперского колледжа Лондона, одним из первых этапов образования Солнечной системы стало испарение таких «летучих» элементов, как цинк, свинец и натрий.
К таким выводам подталкивают результаты анализа древних метеоритов, образовавшихся еще до рождения Земли. Как сообщает агентство «UPI» (опубликовано на сайте «PhysOrg»), речь идет об «угольных» метеоритах, практически не претерпевших никаких изменений с самого момента своего образования.
Наибольшую ценность для исследователей представляли метеориты, найденные сразу же после их падения на Землю и, таким образом, в минимальной степени зараженные земным веществом. Ученые проанализировали около 45 таких метеоритов по всему миру. Среди них - метеорит Ренаццо (Renazzo), найденный в Италии в 1824 году.
В химическом составе этих камней почти совсем отсутствуют такие высоко летучие элементы, как цинк, свинец и натрий. Это позволяет предположить, что испарение этих элементов произошло еще до того, как пыль из окружающего новорожденное Солнце пылевого диска начала слепливаться в зародыши будущих планет.
Очевидно, что точно такие же процессы должны происходить и при формировании планетных систем в других уголках Вселенной, считает Фил Блэнд (Phil Bland), ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences» (21.09.2005). http://elementy.ru/news/164821
9. Солнечная система не похожа на планетные системы других звезд.
«Британец Мартин Бир (Martin Beer) из Университета Лейстера (University of Leicester) и его сотрудники уверены, что наша Солнечная система может быть абсолютно уникальна и непохожа на планетные системы других звезд. В своей статье, размещенной на сайте Arxiv.Org, они утверждают, что все инозвездные планеты, которые найдены к настоящему времени, формировались совершенно иначе, чем наша Солнечная система. Если это так, то второй Земли нам никогда не отыскать.
Напомним, что подавляющее большинство известных нам планет, обращающихся вокруг других звезд, обнаружены по тем гравитационным воздействиям, которые они оказывают при движении по своей орбите на собственное светило. Поскольку звезды гораздо массивнее своих планет, эффект этот едва ощутим, и только в последние десятилетия появились достаточно чувствительные методы и приборы, чтобы его заметить. Но даже в этом случае для изучения доступны лишь гигантские газовые экзопланеты, размеры которых сопоставимы с размерами Юпитера и Сатурна. Планеты земной массы оказывают слишком малоощутимое воздействие на свою звезду, чтобы их можно было обнаружить таким способом...
В настоящее время большинство астрономов уверено, что если уж удается обнаружить гигантскую планету в отдаленной звездной системе, то это может служить косвенным указанием на то, что там могут быть и планеты меньших размеров, среди которых отыщется в конце концов и копия Земли. Бир и его коллеги с этим не согласны. Они обращают наше внимание на то, что свойства почти всех известных инозвездных планет серьезно отличаются от юпитерианских.
В настоящий момент признано существование 110 экзопланет (еще свыше сотни "кандидатов" ждут более тщательной проверки). Массы этих планет составляют от одной десятой массы Юпитера до десяти юпитерианских масс. Большинство из них, в отличие от Юпитера, расположено гораздо ближе к своему светилу, и этот тип экзопланет поэтому получил наименование "горячий Юпитер". Они также как правило имеют более вытянутые орбиты. Как известно, в Солнечной системе у Юпитера, Земли и практически всех остальных планет (за исключением Плутона, который планетой фактически и не является) орбиты представляют собой почти идеальную окружность.
По мнению Бира и его коллег, все это свидетельствует о том, что внесолнечные планеты формировались в результате принципиально иных процессов, не таких, которые произвели на свет нашу Солнечную систему, и в таком случае они могут и не иметь маленьких "скалистых" миров, на которых (как считается) только и может возникнуть жизнь.
Например, планеты в нашей Солнечной системе могли образоваться при соединении каких-то маленьких твердых кусочков. Газопылевое облако, которое окружало когда-то новорожденное Солнце, при движении сквозь другую звездную систему могло вобрать в себя небольшие камешки, которые сталкивались между собой и соединялись, постепенно образуя более крупные каменные глыбы, которые в конечном счете превращались в минипланеты, называемые планетезималями (planetesimals). Соединение планетезималей порождало скалистые планеты вроде Земли и Марса и твердые ядра гигантских планет вроде Юпитера, который окутался толстыми слоями газовой атмосферы.
Однако столь счастливое стечение обстоятельств не может являться единственным способом, за счет которого образуются все планетные системы. Гигантские планеты чаще "конденсируются" непосредственно из газообразного материала, скапливающегося вокруг звезд и уплотняющегося (коллапсирующего) под воздействием собственной гравитации. И этот более типичный процесс, который порождает гигантские планеты с широким диапазоном орбитальных радиусов и эксцентриситетов, не создает скалистые планеты, присутствующие в нашей собственной Солнечной системе, которая потому и является столь уникальной». (Источники: Earth-like planets may be more rare than thought - «Nature» . How special is the Solar System? - «arXiv». 02.08.2004, 16:00). http://www.grani.ru/Society/Science/m.74796.html, http://y-net.narod.ru/astro/a_news48.htm
10. Международная группа исследователей выдвинула новую гипотезу о происхождении Солнечной системы.
«Шести исследовательским группам из США и Европы впервые удалось наблюдать взрыв кометы (в данном случае - Comet C/1999 S4 (LINEAR) или Comet C/LINEAR). Космическая катастрофа произошла недалеко от Земли и потому была в деталях отснята с помощью наземных телескопов. Шесть исследовательских групп сообщили 18 мая в Science о химическом составе кометы и "сценарии" ее взрыва.
Астрономы поставили под сомнение гипотезу о том, что именно кометы "отвечают" за доставку доставку углеродных соединений на планеты и астероиды, поскольку выяснилось, что взорвавшийся космический объект содержал очень мало углеродных соединений.
При этом исследователи уверены, что их работа имеет огромное значения для выяснения истории Солнечной системы: считается, что в результате подобных взрывов комет образовались планеты, и в том числе - наша Земля. («Мировые космические новости». 21 мая 2001 года). http://kuasar.narod.ru/news/2001-05/21-05-2001.htm
Тема: «Главная проблема гипотез об образовании Солнечной системы»
1. «Наша планетная система, состоящая из девяти планет весьма разных размеров и массы, обладает одной замечательной особенностью. Речь идет о необычном распределении момента количества движения Солнечной системы между центральным телом - Солнцем и планетами.
Момент количества движения есть одна из важнейших характеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы. Именно как такую систему мы можем рассматривать Солнце и окружающую его семью планет. Момент количества движения может быть определен как «запас вращения» системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг своих осей Солнца и планет. Математически «орбитальный» момент количества движения планеты относительно центра масс системы (весьма близкого к центру Солнца) определяется как произведение массы планеты на ее скорость и на расстояние до центра вращения, т.е. Солнца. В случае вращающегося сферического тела, которое мы будем считать твердым, момент количества движения относительно оси, проходящей через его центр, равен 0,4 MVR, где M - масса тела, V - его экваториальная скорость, R - радиус. Хотя суммарная масса всех планет составляет всего лишь 1/700 солнечной, учитывая, с одной стороны, большие расстояния от Солнца до планет и с другой - малую скорость вращения Солнца (скорость вращения Солнца на его экваторе составляет всего лишь 2 км/с, что в 15 раз меньше скорости Земли на орбите), мы получим путем простых вычислений, что 98% всего момента количества движения Солнечной системы связано с орбитальным движением планет и только 2% - с вращением Солнца вокруг оси. Момент количества движения, связанный с вращением планет вокруг своих осей, оказывается пренебрежимо малым из-за сравнительно малых масс планет и их радиусов.
Найдем, например, момент количества движения Юпитера I. Масса Юпитера равна M = 2 x 1030 г (т.е. 10-3 массы Солнца), расстояние от Юпитера до Солнца R = 7,8 x 10 *13 см (или 5,2 астрономических единиц), а орбитальная скорость V = 1,3 x 10*6 см/с (около 13 км/с). Отсюда I = MVR = 190 x 10*48. Значения моментов даны в системе единиц CGS. В этих единицах момент количества движения вращающегося Солнца равен всего лишь 6 x 10*48. Таким образом, все планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс - имеют суммарный момент в 380 раз меньший, чем Юпитер. Львиная доля момента количества движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна». (Доклад «Происхождение Солнечной системы». Школа № 635. Москва, 2004 год). http://www.shkolnik.ru/shpor/%CA%EE%F1%EC%EE%F1.do..., (И. Шкловский) http://element114.narod.ru/Kosmos/shklovsky1-9.htm...
2. «Закон сохранения момента количества движения заключается в том, что никакие события внутри изолированной системы взаимодействующих вращающихся тел не приводят к изменению общего для системы момента количества движения. Что бы ни происходило в прошлом в Солнечной системе, эта физическая величина и миллиарды лет назад должна была быть такой же, как и сейчас». («Концепции современного естествознания»). http://www.ugatu.ac.ru/ddo/KSE/01/0113/ks011300.ht... Примечание: страница защищена от копирования.
3. Обзор наиболее распространенных гипотез.
«Математически "орбитальный" момент количества движения планеты относительно центра масс системы определяется как произведение массы планеты (М) на ее скорость (V) и на расстояние до центра вращения, т.е. Солнца (R). Путем простых вычислений мы получим, что 98% всего момента Солнечной системы связано с орбитальным движением планет и только 2% с вращением Солнца.
Львиная доля момента количества движения сосредоточено в орбитальном движении планет - гигантов Юпитера и Сатурна. С точки зрения гипотезы Лапласа это совершенно непонятно. В самом деле, в эпоху, когда от первоначальной, быстрой вращающейся туманности отделялось кольцо, слои туманности, из которых впоследствии сконденсировалось Солнце, имели примерно тот же момент, как и вещество отделившегося кольца. Т.к. масса последнего была значительно меньше массы основной части туманности, то полный момент количества движения у кольца должен быть много меньше, чем у "протосолнца". В гипотезе Лапласа отсутствует какой бы то не было механизм передачи момента от "протосолнца" к кольцу. Поэтому в течение всей дальнейшей эволюции момент количества движения "протосолнца", а затем и Солнца должен быть значительно больше, чем у колец и образовавшихся из них планет. Но этот вывод находится в значительном противоречии с фактическим распределением момента в Солнечной системе.
Прежде, чем перейти к изложению следующей гипотезы следует пояснить, почему в образовании Солнечной системы такую большую роль играет распределение момента количества движения.
В первоначальную эпоху плотность вещества прототуманности была очень низка. Отдельные "куски" туманности двигались с беспорядочными скоростями (около 1 км/с). По этой причине первичная туманность должна обладать некоторым моментом количества движения, причем он оказывается очень большим (главным образом из-за размеров туманности - порядка нескольких световых лет). Если бы момент в процессе конденсации сохранялся, то экваториальная скорость "новорожденной" звезды могла бы равняться скорости света. Поскольку это заведомо не так, необходимо допустить, что значительная часть момента была потеряна туманностью до того, как образовалась звезда. Именно это и объясняет гипотеза Хойла, английского астрофизика, выдвинутая им в 1958 году и дополненная в 1972 году.
По мнению Хойла первоначальная туманность была газово-пылевой, а "утечка" момента была обусловлена тем, что силовые линии межзвездного магнитного поля "приклеены" к конденсирующему облаку, "перекачивают" момент от облака к окружающей межзвездной среде. В дальнейшем в формирующейся звезде будет присутствовать магнитное поле, которое будет взаимодействовать с диском, образовавшимся из околозвездного вещества. Таким образом, момент количества движения будет передаваться образовывающимся планетам, которые и "унесут" с собой долю момента.
Таковы в общих чертах основные результаты космогонической гипотезы Хойла. Однако она имеет ряд противоречий. Оказывается, что предполагаемая масса протопланетного облака (примерно 0,1 массы Солнца) слишком мала для возникновения гравитационной неустойчивости, при которой вещество отделяется от звезды.
Перекачка момента от протооблака межзвездной среды может продолжаться лишь до тех пор, пока плотность звезды не станет достаточно большой.
Следующая гипотеза пытается обойти трудности в теории Хойла. Это гипотеза Шмидта.
Выдающийся советский ученый и общественный деятель О.Ю. Шмидт в 1944 году предположил свою теорию происхождения Солнечной системы. По его гипотезе наша планетная система образовалась из вещества, захваченного из холодной газово-пылевой туманности, через которую некогда проходило Солнце, уже тогда имевшее почти современный вид. При этом никаких трудностей с вращательным моментом планет не возникает, т.к. первоначальный момент вещества облака может сколь угодно большим. Затем со временем форма захваченного вещества менялась, столкновение частиц и обмен энергии между ними приводили к тому, что это облако постепенно сплющивалось, а орбиты частиц становились круговыми. Крупные частицы присоединяли к себе мелкие. Стало преобладать движение в одном направлении. Возникали сгустки вещества, которое теперь распределялось в виде диска, имевшего толщину, составляющую 10 - 10 от его диаметра. Быстрее всего росла масса крупнейших сгустков. Затем из большого числа первоначально образовавшихся "рыхлых" комков вещества, всевозможных размеров, возникло несколько крупных тел - планет. Начиная с 1961 года эту гипотезу развивал английский космогонист Литтлтон, который внес в нее существенные улучшения. Аналогичные представления можно увидеть в теории Джинса - Вулфсона, рассматриваемые дальше. Согласно гипотезе Джинса, исходная материя, из которой в дальнейшем образовывались планеты, была выброшена из Солнца (которое к тому времени было уже достаточно старым и похожим на нынешнее) при случайном прохождении в близи него некоторой звезды. Это прохождение было настолько близким, что практически его можно рассматривать как столкновение. При таком очень близком прохождении, благодаря примитивным силам, действовавшим со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца была выброшена струя газа. Эта струя остается в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда уйдет от него. В дальнейшем струя сконденсируется и даст начало планетам. Но космогоническая гипотеза Джинса оказалась полностью несостоятельной по трем причинам:
1) Прежде всего, она предполагает, что образование планетных систем, подобных нашей Солнечной, есть процесс исключительно маловероятный. В самом деле, как подчеркивается в расчете № 1 (см.приложение), столкновение звезд, а так же их близкие взаимные прохождения в нашей Галактике могут проходить крайне редко.
2) Аналогичной гипотезе Канта-Лапласа, гипотеза Джинса не в состоянии объяснить, почему подавляющая часть момента количества движения сосредоточена в орбитальном движении планет. Математические расчеты, выполненные Н.Н. Парийским, показали, что при всех случаях в рамках гипотезы Джинса образуются планеты с очень маленькими орбитами, так же еще раньше на эту трудность указал американец Рессел.
3) Ни откуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Наоборот, расчеты ряда известных астрофизиков, в частности, Лаймана, Спилщера, показали, что вещество струи рассеется в окружающем пространстве и конденсации не будет.
Но, если в первоначальном варианте гипотезы Джинса планеты образовывались из газового сгустка, выброшенного из Солнца приливными силами при близком прохождении мимо него звезды, то новейший вариант, развиваемый в последние годы Вулфсоном, предполагает, что газовая струя, из которой образовывались планеты, была выброшена из проходившего мимо Солнца космического объекта. В качестве последнего принимается уже не звезда, а протозвезда - "рыхлый" объект огромных размеров (в 10 раз превышающий радиус нынешней земной орбиты) и сравнительно небольшой массы (приближенно 0,25% от массы Солнца). Непосредственно видно, что некоторые орбиты так же удалены от Солнца, как орбиты Юпитера и даже дальше, до 30 а.е. Таким образом, новейшая модификация гипотезы Джинса снимает основную трудность, с которой столкнулся ее первоначальный вариант - объяснение аномально большого вращательного момента планеты. В схеме Вулфсона это достигается предположением о больших размерах "сталкивающегося" с Солнцем объекта и его сравнительно небольшой массе. Первоначальные орбиты сгустков были весьма эксцентричны. Так как заведомо не весь захваченный Солнцем газ смог конденсироваться в планеты, вокруг движущихся сгустков должна была образовываться некоторая газовая среда, которая тормозила бы их движение. При этом, как известно, первоначально эксцентричные орбиты будут становиться круговыми. На это потребуется порядка нескольких миллионов лет. Каждый такой сгусток будет довольно быстро эволюционировать в протопланеты. Вращение протопланет может быть обусловлено действием приливных сил, исходящих от Солнца. Таковы основные положения этой гипотезы. Нетрудно увидеть, что блок - схема "аккреционной" гипотезы Шмидта - Литтлтона совпадает с блок-схемой гипотезы захвата Джинса - Вулфсона. В обоих случаях "почти современное" Солнце сталкивается с более или менее "рыхлым" космическим объектом, захватывая часть его вещества.
Так же гипотеза Джинса в модификации Вулфсона связывает образование планет с образованием звезд. Последние образуются из межзвездной газово - пылевой среды, группами, в так называемых "звездных ассоциациях". В таких группах, как показывают наблюдения, образуются сравнительно массивные звезды, а потом всякая "звездная мелочь", которая эволюционирует в карлики. Таким образом, гипотеза Джинса - Вулфсона может считаться опорой совершенно нового взгляда на природу Солнечной системы, главное положение которого рассматривается дальше. Эта новейшая гипотеза разработана группой петербургских астрономов во главе с К.Бутусовым. (Бутусов Кирилл Павлович. Родился 16 июля 1929 года в Ленинграде. Окончил физико-механический факультет Ленинградского политехнического института (1954 г.) Кандидат физико-математических наук (1987г.), профессор (1993 г.). Работал в Главной астрономической обсерватории в Пулкове (с 1954-1961 г.г.). Преподавал физику в ряде вузов г.Ленинграда (с 1961-1988 г.г.). Работал в медицинских научно-исследовательских фирмах "Алькор, Мицар"). http://newscience.gamemaking.ru/index.php?page=art...
Тема: «Плоскость солнечного экватора не совпадает с плоскостью эклиптики»
1. «Наблюдения отдельных деталей на солнечном диске, а также измерения смещений спектральных линий в различных его точках говорят о движении солнечного вещества вокруг одного из солнечных диаметров, называемого осью вращения Солнца. Плоскость, проходящая через центр Солнца и перпендикулярная к оси вращения, называется плоскостью солнечного экватора. Она образует с плоскостью эклиптики угол в 7° 15' и пересекает поверхность Солнца по экватору. Угол между плоскостью экватора и радиусом, проведенным из центра Солнца в данную точку на его поверхности называется гелиографической широтой». («Курс общей астрономии»). http://canegor.urc.ac.ru/astronomy/340.htm , http://www.rspu.ryazan.ru/~foboss/planetmirror/www...
2. «Для начала проверил существование сходимостей, и нашел что:
1) наклон солнечного экватора к эклиптике приблизительно равен наклону орбитальной плоскости Меркурия: 7,250 против 7,0050 градусов;
2) долгота восходящего узла- солнечного экватора на эклиптике (75,770) приблизительно равна долготе перигелия Меркурия (77,460);
3) период собственного вращения Меркурия близко к 2/3 периода обращения вокруг Солнца.
Один факт сходимости - случайность, два - повод задуматься, а три - делать выводы. Таким образом, на основании фактов сходимости делаю вполне логичный вывод о существовании зависимости между небесной механикой Меркурия и движением и состоянием Солнца. Возвращаясь от общего к частному, теперь уже могу смело предположить, что движение перигелия напрямую связано или с движением Солнца, или с его физическим состоянием, или и с тем и другим одновременно и абсолютно точно утверждать - ни как не связано с теорией относительности». (К. Гумеров. «Куда движется перигелий Меркурия?») http://www.inauka.ru/blogs/article50990/
3. «Солнце - источник жизни и гибели...» (Кучмуратов Михаил, sun22y@narod.ru). http://sun22y.narod.ru/4.htm
Тема: «Альтернативные теории»
1. Тайны солнечной системы.
«Главная нераскрытая тайна, артефакт Солнечной системы - это, пожалуй, возраст ее обитателей. Никто с уверенностью не может сказать, например, сколько лет Солнцу, Земле, Луне и т.д., не говоря уж о том, сколько лет самой Солнечной системе.
Существующие в обиходе, в том числе и в научном, сроки в 5 млрд. лет и более Солнцу, 4-5 млрд. лет Земле, возможно, еще больше Луне - далеко не бесспорны.
Так, вышеуказанный возраст Солнца исчисляется с момента начала термоядерных реакций, якобы непрерывно протекающих в его глубинах. Именно за 5 млрд. лет будто бы накопилось то количество гелия, которое наблюдается на Солнце сейчас. (Для справки: гелий - это инертный газ, образующийся в том числе и в результате термоядерных реакций). Однако даже сами результаты оценки количества гелия на Солнце колеблются от 8 % до 28 % , то есть отличаются в 3,5 раза. Поэтому и возраст Солнца может быть по данной методике ("гелиевый анализ") оценен в пределах от 5 млрд. лет до 17,5 млрд. лет, да и то не с самого его зарождения, а лишь с момента начала ... термоядерных реакций». (Ф.Х. Ялышев). http://jalishev.spb.ru/articles/05.php
2. «Последние наблюдения процессов образования планет в нашей Галактике, заставляют по - новому взглянуть на теорию образования Солнечной системы». (© к.т.н. Евгений Мохов). http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/1665...
3. «Планеты размножаются делением?» (© П.П. Пащенко). http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7761...
4. «Солнце - двойная звезда?» (От: Maletin Sergey maletin@chtpz.modem.ru . Дата: 30 января 2001 года. 21:34). http://anomalia.narod.ru/text2/213.htm
5. «Матрица дает сбои». (04.08.2005, 15:04:39). http://www.christ4you.org/modules/news/print.php?s...
6. Бабиков Ю.А. «Мировоззрение или возвращение Прометея».
Глава 11. «Солнечную систему лучше было бы называть Фениксом». (Россия, Рязань, 2002 год). http://babikov.fromru.com/txt/glava_11.html
7. «Прорыв в планетологии. Расшифрован механизм формирования планетных систем». (Крупин С.Ю. astronomij@narod.ru. 22.06.2004). http://astronomij.narod.ru/, http://phorum.lebedev.ru/viewtopic.php?t=595&
8. «Новая версия происхождения Солнечной системы». (Ганадян Оганес, nevera888@list.ru). http://norerkir8.narod.ru/areg1.html. «Рождение планет». http://norerkir8.narod.ru/areg2.html
9. Новая концепция образования и развития Солнечной системы.
«Новая космогоническая концепция базируется на предпосылке о единстве причин и единстве природы физических процессов, определяющих развитие Галактики и всех её дочерних элементов: звёздно-планетарных систем и собственно звезд, планет, их спутников. Все эти объекты представляют, по сути, единую иерархическую последовательность, а потому порядок общего развития названных структур определяется едиными физическими законами. Принцип передачи и обмена энергией между указанными объектами происходит от главных (материнских) структур к структурам более высокого порядка (дочерним). Таким образом, за счет отвлечения части момента импульса вращения Галактики определялся начальный импульс движения (вращения) прото-облака Солнечной системы.
Материальной первоосновой при формировании всех звёздно-планетарных систем служит наиболее распространенный в природе химический элемент - водород. Современное различие химического состава оболочек небесных тел определяется степенью переработки исходного вещества, путем преобразования атомарного водорода и получения (синтеза) из него более сложных химических элементов, спонтанно образующихся в пределах недр каждого небесного объекта шарообразной формы.
Общая последовательность развития процессов преобразования водорода, а так же способ и механизм получения (формирования) атомов других химических элементов едины для всех названных выше небесных объектов. Создание и поддержание особых условий, в которых могут возникать и развиваться реакции ядерного синтеза, относится к главным атрибутам нормальной эволюции звёзд, планет и их спутников. А в качестве важнейшего из этих условий следует назвать наличие тенденции к самоорганизации масс, развитие которых идет по пути последовательного преобразования от бесформенного облака газа к вихревым образованиям разного порядка величины, с четко выраженной спиральностью структур и иерархической соподчинённостью.
Применительно к Солнечной системе это означает, что изначально Солнце, планеты и их шарообразные спутники формировались в совместном и едином вихревом процессе.
Газообразное облако, состоящее из атомарного водорода, находилось на периферии одного из спиральных рукавов Галактики. Отдельные частички газа двигались хаотически, тогда как всё облако участвовало вместе с другими объектами в общегалактическом вращении относительно центра масс и центра вращения всей Галактики. Вместе с тем в самом облаке постепенно обозначается "собственный" центр масс, относительно которого начинает действовать "собственное" поле тяготения. Под влиянием центрально направленной силы тяготения поступательное движение частиц в газообразном облаке преобразовывалось в круговое равноускоренное. В результате сложения тангенциально действующих сил, связанных с "собственным" и общегалактическим вращением, и радиально направленных сил "собственного" поля тяготения, в облаке образуется вихревое центронаправленное движение и из бесформенного облака газа, постепенно создается единая спирально-вихревая структура (макро-Вихрь Солнечной системы), обретающая вид очень тонкого протяженного диска, состоящего из двух разновеликих спиральных рукавов, синхронно вращающихся в одной плоскости. В русле каждого рукава вещество перетекало из периферии к центру системы, тем самым, увеличивая концентрацию частиц в этой области Вихря. Основные параметры Вихря определялись углом "закрутки" его спиральных рукавов...» (© Е.М. Трунаев. trunaev@lermus.ru). http://astrogeo.boom.ru/
10. «Данная теория объясняет существующую картину распределения момента импульса (количества движения) Солнца и планет и нет необходимости в гипотезе О.Ю. Шмидта по случайному захвату Солнцем "протопланетного облака". Выводы В.Г. Фесенкова об одновременном образовании Солнца и планет получают еще одно подтверждение.
Следствием данной теории вращения Земли может явиться гипотеза о направлении эволюции планет по направлению от Плутона к Венере. Таким образом, Венера является будущим прообразом Земли. Планета перегрелась, океаны испарились. Это подтверждается вышеприведенными графиками палеотемператур и интенсивности вулканической деятельности, полученными путем исследования пробы льда на станции Берд в Антарктиде.
С точки зрения данной теории, инопланетная цивилизация если и зародилась, то не на Марсе, а на Венере. И следует искать не марсиан, а потомков Венериан, которыми мы же, может быть, в какой-то степени и являемся». (Новоселов Александр Сергеевич. «Теория вращения Земли и других планет вокруг собственной оси». Москва, 1998-2002, novoselov@vnipipt.ru). http://novoselov-a.narod.ru/RotEath/ROTETH1.htm
Раздел: «4,7 - 4,56 млрд лет назад. За очень короткое время образовалась Солнечная система»
Тема: «Теории образования планет»
1.1. Возникновение и развитие планетной системы.
«Вокруг протозвезды формируется протопланетное облако - пылевой субдиск. Протопланетное облако становится все более плоским, сильно уплотняется. Из-за гравитационной неустойчивости в пылевом субдиске образуются отдельные мелкие холодные сгустки, которые, сталкиваясь друг с другом, образуют все более массивные тела - планетезимали. В процессе формирования планетной системы часть планетезималей разрушилась в результате столкновений, а часть объединилась. Образуется рой допланетных тел размером около 1 км, количество таких тел очень велико - миллиарды. Затем допланетные тела объединяются в планеты. Аккумуляция планет продолжается миллионы лет, что очень незначительно по сравнению со временем жизни звезды. Протосолнце становится горячим. Его излучение нагревает внутреннюю область протопланетного облака до 400 К, образовав зону испарения. Под действием солнечного ветра и давления света легкие химические элементы (водород и гелий) оттесняются из окрестностей молодой звезды. В далекой области, на расстоянии свыше 5 а.е., образуется зона намерзания с температурой примерно 50 К. Это приводит к различиям в химическом составе будущих планет».
Эволюция Солнечной системы.
«Как только масса пропланеты достигает 1-2 масс Земли, она способна захватывать атмосферу. Протоюпитер буквально за сотню лет увеличил свою массу за счет захвата газов в десятки раз. Затем скорость аккреции падает, т.к. весь газ непосредственно на пути планеты уже вобран, а снаружи он поступает достаточно медленно (за счет диффузии). В нашей Солнечной системе на периферии образовались планеты-гиганты, способные удержать возле себя газовые оболочки. Сначала сформировались ядра планет-гигантов, а затем планеты «нарастили» себе оболочку из водорода и гелия. Двухступенчатая модель образования гигантов подтверждается фактами. Массы ядер планет-гигантов примерно одинаковы и равны 15-20 М. Количество водорода уменьшается с увеличением расстояния. Чем больше масса планеты, тем быстрее идет аккреция газа на нее. По современным расчетам, рост Юпитера продолжался десятки миллионов лет, а рост Сатурна - сотни миллионов. У планет-гигантов возникли собственные минидиски из газа и пыли, из которых затем сформировались кольца и многочисленные спутники....Рост Земли продолжался сотни миллионов лет. Ее недра прогрелись до 1000-2000 К благодаря гравитационному сжатию и участвовавшим в аккумуляции крупным телам (до сотен километров в поперечнике). Падение таких тел сопровождалось образованием кратеров с очагами повышенной температуры под ними. Другой и основной источник тепла Земли - распад радиоактивных элементов, в основном, урана, тория и калия. В настоящее время температура в центре Земли достигает 5000 К, что гораздо выше, чем в конце аккумуляции. Солнечные приливы затормозили вращение близких к Солнцу планет - Меркурия и Венеры. С появлением радиологических методов был точно определен возраст Земли, Луны и Солнечной системы - около 4,6 млрд. лет.
Современная планетная космогония встречается со многими вопросами, которые требуют строгого решения. Один из таких вопросов - парадокс вращательного момента. Протопланетные диски имеют небольшую массу, в 10-100 раз меньшую центральной звезды. Так, например, в Солнечной системе 99,8 % массы заключается в Солнце. Тем не менее, основной вращательный момент приходится именно на планеты. Поэтому вопрос о перераспределении вращательного момента из центральной части конденсирующегося газопылевого облака к периферии очень актуален и до сих пор не решен». (Источник информации: "Открытая Астрономия 2.5", ООО "Физикон") http://www.astrogalaxy.ru/043.html
1.2. «...Помимо гипотез захвата и небулярных гипотез существуют гипотезы, согласно которым планеты и другие небесные тела Солнечной системы образовались в результате выбросов или отрыва от Солнца части его вещества, то ли при вспышке (новой, сверхновой), то ли в результате быстрого вращения в прошлом Солнца вокруг своей оси.
Но небесные механики доказали, что если в каком-то месте с поверхности Солнца произойдет выброс, то выброшенное вещество либо уйдет от Солнца в межзвездное пространство по гиперболической орбите и рассеется, либо, если оно будет двигаться по эллипсу, облетит вокруг Солнца и упадет на него в том же самом месте. Образоваться же из этого сгустка газа планеты не могут. А если бы планета, хотя бы одна, вопреки расчетам небесных механиков, все же образовалась, то она, надо полагать, состояла бы из газов (водорода и гелия) которые образуют внешнюю оболочку Солнца и других звезд. А откуда же в планетах силикатная компонента - горные породы и металлы?
Кроме того, гипотезы образования планет из солнечного вещества не в состоянии объяснить, почему третья часть спутников планет Солнечной системы обращается по своим орбитам в обратном, по отношению к Солнечной системе, направлении; почему половина планет Солнечной системы имеет большие наклонения плоскостей экваторов к плоскостям своих орбит; почему орбиты планет являются почти круговыми; почему одни планеты вращаются вокруг своей оси в прямом направлении, а другие в обратном...
Литература:
1) «Большая советская энциклопедия». Космогония (http://www.rubrikon.ru/ ) [4]
2) «Движение тел Солнечной системы». Учебная программа.
3) (http://virlib.eunnet.net/paint/metod_materials/wm3...) [5]
4) Левин Б.С. «Происхождение Земли и планет». М. 1964. [2]
5) Паршаков Евгений Афанасьевич. «Происхождение и развитие Солнечной системы». (http://parshakov.chat.ru/) [1]
6) «Современные представления о строении Солнечной системы». (http://www.bolshe.ru/unit/34/books/1572/s/1)
7) (http://virlib.eunnet.net/win/metod_materials/wm3/) [3]» (Груша Мария Владимировна. Реферат «Происхождение и развитие Солнечной системы»). http://referatw.ru/cgi-bin/main.cgi?level=5&p1...
1.3. «Протопланетные эмбрионы (иначе говоря, планетезимали), формирующиеся в пределах протопланетного газового диска, окружающего такое молодое светило, на самом деле то и дело поглощаются своей родительской звездой...» (25.01.2006, 14:50). http://grani.ru/Society/Science/m.101101.html
1.4. «Лучший способ клеить планеты». (10.03.2005 01:44). http://grani.ru/Society/Science/m.85858.html
1.5. «Происхождение и развитие Солнечной системы». (Паршаков Евгений Афанасьевич). http://parshakov.chat.ru/Book1/index.html
1.6. «Эволюция планетных систем». Архив ZIP, формат: DOC, размер: 0.431 mb. (Сабелев Г. И. Электронные книги по астрономии и физике). http://sabelev.by.ru/sabelev_download03.htm
2. Модель образования планет.
«Принятые в астрофизике предположения утверждают, что требуется больше миллиона лет, чтобы из вещества вокруг молодой звезды сформировалась планета-гигант как Юпитер. Но новые исследования показывают, что такие планеты возникают за значительно более короткий период, порядка нескольких сотен лет. Процесс формирования планеты проходит под воздействием ближайших звезд - интенсивное излучение нагревает и рассеивает газы, которые скапливаются вокруг планеты-гиганта. Если бы процесс формирования был длительным, газы рассеялись бы из-за излучения звезд.
Стандартная модель образования планет говорит, что вращающаяся вокруг молодой звезды материя, так называемый протопланетный диск, постепенно сгущается, создавая ядра планет. Предполагалось, что этот процесс занимает около миллиона лет, а потом, еще миллионы лет, планета постепенно обрастает газами. Но на уточнённой математической модели видно, что протопланетный диск начинает фрагментироваться, сделав всего 2 оборота вокруг звезды. Возникают сгустки материи, которые сразу начинают собирать газы, образующие оболочку планеты-гиганта. Эта модель объясняет, почему у планет Урана и Нептуна - нет таких газовых оболочек, как у Юпитера и Сатурна. Когда образовались эти планеты, Солнечная система была в звёздном скоплении. Внешние планеты оказались слишком близко к другим звёздам и из-за их воздействия потеряли большую часть газа. Однако ни новая, ни стандартная модели не могут объяснить, почему большинство обнаруженных планет-гигантов гораздо ближе к своим звёздам, чем Сатурн и Юпитер.
Считают, что эти планеты возникли дальше от звёзд, а потом при стабилизации системы сместились ближе. Новая модель не описывает образование планет, таких как Земля и Марс. Возможно, такие более маленькие планеты формируются гораздо дольше, и этот процесс можно описать уже стандартной моделью. Но уже на ранней стадии развития системы ( когда сформировалась звезда) можно определить её тип». (www.washington.edu). http://y-net.narod.ru/astro/a_news5.htm
3. Cлишком юная планета озадачила астрономов.
«Летом 2004 года исследователи из Университета Rochester обнаружили планету у настолько молодой звезды, что согласно существующим теориям планетного образования она не должна существовать.
Дальнейшие наблюдения подтвердили открытие планеты, возраст которой лишь 100-500 тысяч лет.
Точнее была замечена "дыра" в протопланетном пылевом диске вокруг звезды, которая могла образоваться, по мнению специалистов, только юной планетой. Но до сих пор ученым не приходилось иметь дело со столь молодыми "бэби" экзопланетами.
Согласно теории образования планет необходимо более 10 млн. лет пока в ходе многочисленных столкновений не образуются первые протопланеты, хотя окончательное формирование особенно малых скалистых планет обычно длится около 50 млн. лет.
Детальная компьютерная модель с миллиардом плането-земалей ( Kenyon и Bromley ) показала, что в течении 1000 лет в зоне орбит близких к земной тела размером 1 километр вырастают в среднем до 100 километров. В следующие 10000 лет они уже достигают ~ 1000 км в диаметре. Таким образом, для формирования небольшой планеты с размером 2000 км необходимо лишь 20000 лет. Согласно данных группы астрономов Alice Quillen, Eric Blackman, и Peggy Varniere обнаруженная планета вероятно меньше чем большинство экстра -солнечных планет, обнаруженных до сих пор, и имеет размер Нептуна. К тому же орбита этой планеты также соответствует орбите Нептуна в Солнечной системе.
Работой группы астрономов руководил профессор физики и астрономии Dan Watson. Наблюдения велись с помощью космического инфракрасного телескопа NASA «Spitzer».
Пыль на диске более горячая в его центре около звезды и излучает свет более коротких длин волн, чем по краям диска. У диска данной звезды практически отсутствовало коротковолновое излучение в центральной или внутренней его части. Причиной такой аномалии у очень молодой звезды может быть, насколько известно ученым, лишь только что образовавшаяся планета.
Существует две ведущих модели образования планет - прирост сердцевины (core accretion) и гравитационная нестабильность (gravitational instability). "Прирост сердцевины" означает что пыль из которой формируется планетная система создает все более крупные твердые частицы которые путем многократных столкновений и взаимодействий достигают размеров крупных астероидов и планет. При таком формирования планеты необходимо около 10 млн. лет.
"Гравитационная нестабильность" подразумевает, что планеты могли бы сформироваться из первичных сгустков вещества исходного облака газа, практически не претерпевая дробления при столкновениях. Хотя при этом плотность пылевого диска должна быть достаточно высокой и такая модель может описывать лишь формирование планет - гигантов.
В любом случае ни одна модель не может пока до конца объяснить процессы, происходящие при формировании недавно обнаруженной системы. Видимо, ученым вновь придется уточнить механизмы планетообразования и проверить их на новых математических моделях». http://yastro.narod.ru/a_news59.htm
4. Планетообразование.
«В свете одной из теорий эволюции Солнечной системы, процесс планетообразования состоит в том, что они возникли путем аккреции и вначале представляли собой плохо консолидированные, холодные небольшие тела. Эти зачатки планет (протозимали) продолжали получать метеоритное вещество, однако благодаря непрерывно увеличивавшейся неэквивалентности масс планеты и падающих на нее метеоритов, их взаимодействия происходили с все большим выделением тепловой энергии. С увеличением массы росло и гравитационное поле планет, соответственно, увеличивалась область захвата разновеликих метеоритов, гуляющих как по собственным, так и по планетарным орбитам. Через определенный интервал времени, зависящий, вероятно, от первоначальной массы протозимали, падающие метеориты сильно увеличили массы и разогрели поверхности планет. Новые удары локально подогревали поверхность настолько, что созданные ими особенно мелкие кальдеры стали тут же оплывать. Удары особенно крупных метеоритов часто дестабилизировали орбиты планет, сообщая им разнонаправленные моменты движения. Поэтому орбиты планет, их периоды вращения и обращения были крайне неустойчивыми. Вероятно, имели место случаи весьма близкого схождения некоторых планет и взаимодействия их гравитационных полей. В настоящее время эти катаклизмы запечатлены в кольцах Сатурна, обширном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, в изредка падающих на Землю метеоритах ахондритового типа, состав которых и возраст однозначно указывают, что это обломки планетного вещества.
В результате усиленной метеоритной бомбардировки поверхностная температура некоторых планет поднялась настолько, что все метеоритные кальдеры на них разрушились, накопленное в верхнем слое метеоритное вещество расплавилось и гомогенизировалось. Через некоторое время, тянувшееся более миллиарда лет, основная часть пространства солнечной системы в значительной степени была "вычищена" от метеоритного вещества. Орбиты ее элементов стали более стабильными. По мере истощения метеоритного "дождя" поверхности планет остыли и кристаллизовались, образовав первый планетарный ковровый слой. Вещественный состав первичной коры (преимущественно базальты), поскольку он формировался в условиях поля тяжести и давления первичной атмосферы (газообразных продуктов испарения части расплава), принципиально отличался от состава акреционных метеоритов "первого поколения" - хондритов. Эта группа метеоритов и аналогичных по составу более крупных астероидов наиболее распространена в солнечной системе и является остатками первичного протопланетного облака, из которого сформировались потом планеты. Исследования непрерывно падающих на Землю хондритов показали, что они в основном состоят из крепко слипшихся (приварившихся) более-менее округлых шариков (хондр) никелистого железа и примеси силикатных минералов и окислов. Именно эти шарики и включенные в них мелкие минералы являются самыми древними в солнечной системе кристаллическими телами, застывшими в невесомости. Слипание и сваривание шариков в более крупные тела происходило в ходе столкновений при воздействии гамма и рентгеновского излучения (солнечного и звездного "ветра"). Изотопный состав редких газовых включений хондр указывают на сходство с солнечной атмосферой, что собственно и свидетельствует о солнечном происхождении вещества метеоритов хондритового типа. Древность и близкий возраст всех хондритов ( в среднем 4,5 млрд лет) подтверждают господствующую парадигму об образовании планет из газово-пылевого облака - отработанных и выброшенных на орбиту продуктов горения Солнца. Предполагают, что этот взрыв произошел 5-6 млрд. лет назад». (Алексей Галанин, СВКНИИ ДВО РАН (Магадан, ул. Портовая, 10) «Сказки о Марсе, Земле и Жизни»). http://jupiters.narod.ru/news1.htm
5. Происхождение планет.
«Согласно современным представлениям, планеты и другие тела образовались в газово-пылевом протопланетном облаке, вращавшемся вокруг Солнца. Это облако должно было иметь форму диска. В последнее десятилетие газово-пылевые диски открыты у многих молодых звезд типа Т Тельца и у некоторых звезд главной последовательности («Земля и Вселенная», 1995, № 6). Массы дисков варьируют от одной тысячной до одной-двух десятых массы звезды, а размеры - от нескольких десятков до сотен астрономических единиц. Ранее, 50 лет назад, образ допланетного диска мог быть воссоздан лишь на основе данных о нашей собственной планетной системе, большие планеты которой принято делить на две группы: земного типа, состоящие из твердых каменистых пород, и газо-жидкие планеты-гиганты. Уже тогда было ясно, что диск не мог быть только пылевым и в его составе должны были преобладать водород и гелий, поскольку именно они доминируют на Юпитере и Сатурне. Все остальные элементы и соединения могли находиться в конденсированной (твердой) фазе и входить в состав твердых частиц и тел, в зависимости от температуры, которая, главным образом, определялась расстоянием от Солнца. Минимальная масса диска была оценена в 0.01 М¤ (если добавить к фактической массе планет 0.0013 его массы недостающие легкие газы), но, с учетом выброса значительной части твердых тел с периферии, масса диска могла достигать 0.05 - 0.1 М¤.
Исследования эволюции допланетного диска, организованные О.Ю. Шмидтом в Объединенном институте физики Земли, носящем сегодня его имя, на 10 - 15 лет опередили подобные исследования на Западе и в Японии. Шаг за шагом прослежены основные этапы превращения диска в систему планет. Было показано, что в диске не могли долго поддерживаться крупномасштабные турбулентные движения, в нем вследствие оседания пыли к центральной плоскости должен был образоваться пылевой субдиск. Найден критерий гравитационной неустойчивости для дисков конечной толщины с кеплеровским вращением, позволивший оценить первичные сгущения, на которые субдиск мог распасться. Затем исследовано взаимодействие этих сгущений, их уплотнение и превращение в рой твердых тел, который, согласно первоначальному замыслу О.Ю. Шмидта, и стал исходным материалом для планет. Время образования роя - относительно короткое, порядка 10 тыс. лет.
Весьма важно было определить хаотические скорости твердых тел (планетезималей), накладывавшиеся на их упорядоченное кеплеровское движение вокруг Солнца, т.е. дисперсию скоростей. Выяснилось, что скорости определялись гравитационными возмущениями от крупнейших планетезималей, которые играли важнейшую роль в построении планет. Закономерности распределения масс (либо размеров) планетезималей выведены из известных уравнений коагуляции Смолуховского с учетом гравитации тел и их дроблений при столкновениях. Оказалось, что с увеличением размеров количество тел убывает по степенному закону (например, десятикилометровых тел в 1000 раз больше, чем стокилометровых, а число километровых тел - в 1000 раз больше чем десятикилометровых), и при этом основная масса вещества сосредоточивается в нескольких наиболее крупных телах. Подобные закономерности прослеживаются для кратеров на поверхности Луны и других тел, а также у астероидов главного пояса. Крупнейшие тела - потенциальные зародыши планет. Они постепенно вычерпывали остальные планетезимали, а самые крупные могли захватывать также газ, если он еще присутствовал в диске. Как считал О.Ю. Шмидт, происходило осреднение наклонов и эксцентриситетов орбит отдельных тел и вырабатывались почти круговые орбиты планет, лежащие в одной плоскости. Процесс роста планет - длительный, для планет земной группы - порядка 108 лет, а для наиболее удаленных планет - Урана и Нептуна - 109 лет. Время роста пропорционально периоду обращения планеты вокруг Солнца и обратно пропорционально поверхностной плотности питающих тел и гравитационному сечению растущей планеты. Поверхностная плотность в диске равна массе вещества вертикального столба над единицей поверхности диска. Гравитационное сечение означает способность планеты фокусировать орбиты сближающихся с нею тел. При большой массе планеты и небольших скоростях тел гравитационное сечение может многократно превышать геометрическое сечение.

("В мире науки", № 11, ноябрь 2006 года).
(http://www.sciam.ru/2006/11/astronomy.shtml)
Схематическое изображение образования планет из газопылевого диска было дано Б. Ю. Левиным еще в 1964 г. (на основании работ О. Ю. Шмидта, Л.Э. Гуревича и А.И. Лебединского, Б.Ю. Левина, В.С. Сафронова, Е.Л. Рускол) и стало как бы визитной карточкой группы О.Ю. Шмидта. Эти рисунки помещены на обложку сборника переводов статей О.Ю. Шмидта и его сотрудников, изданного в 1995 г. Американским Институтом физики в Нью-Йорке. Естественно, что за истекшие годы многие этапы эволюции, которые представлялись вначале лишь в качественном виде, изучены количественно благодаря разработке компьютерных моделей (с 70-х гг. на Западе, а позднее - и в нашей стране). В целом сценарий подтвердился.
Интересной особенностью сценария оказалась возможность обгоняющего роста основного зародыша планеты, на которую еще в 1969г. указывал В.С. Сафронов. Этот тип аккумуляции, "runaway growth" (слово введено Дж. Везериллом по аналогии с "runaway inflation", т.е. галопирующая инфляция) способен сократить время роста планеты. Некоторые ученые пытались с его помощью получить меньшее значение для времени роста Земли, оцененное В.С. Сафроновым в 108 лет по уточненной им формуле О.Ю. Шмидта еще в 1954 г. Однако анализ сценария обгоняющего роста ("runaway"), сделанный Дж. Везериллом и В.С. Сафроновым, выяснил границы его применимости: только начальный этап, пока масса зародыша меньше общей массы остальных питающих тел. В целом же время роста определяется заключительной стадией упорядоченного роста, когда все тела увеличиваются сообразно своим гравитационным сечениям. Оценка длительности роста (98% массы Земли за 108 лет) сохранилась, она подтверждается и динамическими расчетами, и данными изотопной геохимии. Рост Земли и других планет земной группы происходил в основном уже при отсутствии газовой части допланетного облака, на что указывает состав этих планет. Атмосферы и гидросферы должны были выделиться на них при дегазации и дефлюидизации первоначально твердых планетезималей, в том числе и ледяных, забрасываемых с периферии Солнечной системы возмущениями планет-гигантов.
По величине углов наклонов осей вращения планет к оси эклиптики оценены размеры крупнейших тел, падавших на планеты в процессе роста. Для Земли достаточно падения тел в одну тысячную долю ее массы, для Урана - тела с массой равной массе Земли. Позднее сотрудниками ОИФЗ А.В. Витязевым и Г.В. Печерниковой предел массы для крупнейших тел, падавших на Землю, был увеличен до одной сотой массы Земли, т.е. примерно до массы Луны». («Происхождение планет и спутников». Е. Л. Рускол, доктор физико-математических наук, Объединенный институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. «Земля и Вселенная» №2/2002). http://ziv.telescopes.ru/rubric/astronomy/index.ht...
6. Разбившийся «Genesis» раскрыл секреты состава лунных пород.
«Эксперимент, проведённый на космическом аппарате «Genesis», позволил решить загадки, которые поставили перед учёными результаты анализа лунного грунта, доставленного на Землю в ходе программы "Апполон". Для этого на «Genesis» было помещено металлосодержащие стекло, которое в течение 27 месяцев подвергалось воздействию солнечного ветра.
Исследование лунных пород должно было помочь в изучении истории Солнца, поскольку у естественного спутника Земли нет атмосферы и магнитного поля. Одним из объектов исследования было изучение содержания изотопов неона 20Ne и 22Ne, содержащихся в солнечных частицах.
Одной из основных неожиданностей стало обнаружение двух компонентов с особенным составом изотопов. Один из них был распознан как солнечный ветер, а второй, обнаруженный на большей глубине в гранулах пород, как более высокоэнергетические частицы. При этом их относительный объем был намного больше по сравнению с наблюдаемым сейчас при солнечных вспышках. Это говорило, что активность Солнца в прошлом была намного выше, чем в наше время.
При анализе образца стекла следы высокоэнергетических частиц проявились уже на поверхности. По ходу процесса результаты получались, в основном, идентичные тому, что обнаруживались при анализе лунных образцов, но с двумя основными различиями.
Первое заключалось в том, что за время полёта аппарата «Genesis» образец стекла не успел накопить заметных количеств неона от галактических космических лучей. Во вторых, первые экстракты газа из стекла имели изотопный состав, отличный от имеющегося в лунных породах. Это говорит о том, что космические условия и эрозия с течением времени уменьшили уровень содержания неона на поверхности грунта Луны.
По результатам своей работы учёные заключили, что образцы, собранные во время полётов на Луну, не содержат следов высокоэнергетических частиц. Различие в изотопном составе может объясняться тем, что 22Ne проникает глубже более легкого изотопа 20Ne. Более того, это говорит об отсутствии свидетельств усиленного потока высокоэнергетических частиц миллиарды лет назад по сравнению с наблюдаемым сейчас, сообщает официальный сайт NASA». (22 ноября 2006 года, 12:24). http://science.compulenta.ru/295903/
7. Ученые пересматривают концепцию создания [?-uncle_Serg] Солнечной системы.
«До сих пор астрономы считали, что Солнечная система формировалась довольно быстро и, вместе с тем, поэтапно. Однако как показывают последние данные, полученные космическим аппаратом «StarDust» («Звездная пыль»), данная теория неверна и еще 4,5 млрд лет назад в Солнечной системе было гораздо больше хаоса, чем считалось ранее.
Материал, собранный аппаратом в 2004 году на днях был окончательно исследован в земных условиях. После анализа данных астрономы сделали довольно неожиданное заявление - до сих пор считалось, что все кометы, находящиеся в нашей системе являются "пришельцами" из глубокого космоса, однако, как оказалось это не так. На этапе формирования горячей Солнечной системы и у нас появлялись кометы.
"Данное заключение было очень необычным. До сих пор мы считали, что кометы были созданы из межзвездного вещества, которое никогда не оказывалось в Солнечной системы, даже на этапе ее формирования", - говорит астроном из университета Вашингтона Доналд Браунли.
Иными словами, горячее вещество, аккумулированное 5 млрд лет назад вокруг формирующегося Солнца, было гораздо менее структурировано и те элементы, из которых потом формировались и Земля, и Марс, и Юпитер и другие планеты служило также строительным материалом для создания комет.
Среди элементов, обнаруженных в результате анализа материалов комет, собранных аппаратом «StarDust», есть кальций и алюминий, которые являются одними из самых старых элементов в Солнечной систем, а также оливин магния (зеленоватый состав, обнаруженный только в одном месте на Земле - в прибрежных песках на Гавайях)». (18.12.2006). http://www.cybersecurity.ru/prognoz/18015.html
Тема: «Планетоиды пояса Койпера - свидетели формирования Солнечной системы»
1. Раскиданные миры выдают буйное детство семьи Солнца
«Алан Штерн (Alan Stern) из «The Space Review» пишет: "Современные компьютерные модели формирования планет, составленные различными группами во всём мире, показывают, что от сотен до тысяч маленьких миров, в пределах от небольшой доли размера Плутона до (по меньшей мере) размера Земли - также формировались в процессе построения планет гигантов".

(Рисунок). Сравнение орбит четырёх планет-гигантов (чёрные круги), Плутона и Ксены.
Большая полуось орбиты Ксены, как кажется, не проходит через Солнце из-за искажения
пропорций при проекции всех орбит в одну плоскость (иллюстрация с сайта gps.caltech.edu).
Где же это всё великолепие миров? Штерн пишет о подсказках, которые мы можем найти куда ближе, чем пояс Койпера, так богатый на сюрпризы.
Один такой ключ - это то, что спутник Плутона, Харон (его диаметр - примерно половина Плутона), кажется, сформирован гигантским ударом ещё одного тела, почти такого же размера, как Плутон.
"Что тут является самым важным, - поясняет Штерн, - дабы сделать такое столкновение более-менее вероятным, нужно, чтобы сотни или больше тел с диаметром в тысячу километров двигались по кругу в древней внешней Солнечной системе".
Второй ключ - обратная орбита Тритона, спутника Нептуна - верный признак гравитационного захвата.
Третий ключ - сильный наклон осей Урана и Нептуна - признак косого удара по ним тел, класса нескольких земных масс.
"Вычисления также показывают: чтобы иметь высокую вероятность таких столкновений, несколько дюжин таких крупных объектов должны были двигаться по кругу в областях Солнечной системы, занимаемых Ураном и Нептуном", - добавляет Штерн.
Так представление о чинной и аккуратной "конденсации" протопланетного облака в стройную систему с четырьмя внутренними скалистыми планетами, четырьмя газовыми гигантами - подальше от звезды, и как добавки - карлика Плутона ("ошибка природы", нарушающая красивую схему) - тает, заменяется на картину бурной жизни десятков ранних планет со множеством их столкновений и сильных изменений орбит.
В поясе Койпера теперь обитают планеты, которым, в некотором роде, не повезло тогда.
Но лишённые такого сильного потока лучей от Солнца, в котором купаются планеты внутренней Солнечной системы, Квавар, Седна, Ксена и их многочисленные заиндевевшие соседи могут гордиться одним фактом - это именно они составляют большую часть планетной семьи Солнца, а не Меркурий, Венера и так далее - до несчастного Плутона, открытие которого, как теперь выясняется, было предвестником переворота наших представлений о собственном доме». (12 сентября 2005 года). http://www.membrana.ru/articles/global/2005/09/12/...

Квавар - одно из больших тел пояса Койпера (иллюстрация Greg Bacon/STSCi/NASA).
(http://www.membrana.ru/images/articles/1126545371-...)
2.1. Спутник Сатурна.Феба
- расстояние от центра Сатурна 12 952 000 км
- орбитальный период 548,21 дня (обратное)
- диаметр или габаритные размеры 220 км
- Масса 4,0x1018 кг
- Плотность 1,3 г/см3 http://naturalist.rarib.ru/satmoon.htm
2.2. Осевое вращение Фебы не находится в резонансе с орбитальным.
«Снимки, полученные АМС «Вояджер-2», показали, что Феба имеет правильную форму (диаметр ~ 200 км) и, по крайней мере, одно светлое образование на поверхности, которое позволило определить период вращения Фебы вокруг своей оси: 9-10 ч. Удалось получить почти 300 снимков Фебы. По орбите вокруг Сатурна она обращается в направлении, противоположном направлению движения всех остальных спутников планеты. Это заставляет предположить, что Феба - объект, захваченный гравитационным полем Сатурна, но в этом случае Феба должна была бы иметь неправильную форму (ее силы тяготения были бы слишком малы, чтобы обеспечить шарообразность). Разрешение при съемке Фебы было низким, и определить кратерированность поверхности этого спутника Сатурна не удалось». (Ежегодник «Большой Советской Энциклопедии» 1982 года). http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/ejeg/1982/82...
2.3. «11 июня 2004 года - "Кассини-Гюйгенс" сблизился с Фебой - одной из крупнейших лун Сатурна, добыв доказательства того, что этот спутник может быть замерзшим артефактом времен формирования Солнечной системы (приблизительно четыре миллиарда лет назад)». (Источник: NASA, 01.07.2004). http://www.grani.ru/Society/Science/m.73655.html
2.4. Спутник Сатурна Феба (Phoebe)
«Близкий пролёт корабля «Cassini» около Фебы (Phoebe) дал множество удивительных снимков, которые позволили сделать вывод о происхождении этого странного спутника Сатурна. Сюрпризы маленькой луны - хорошее начало для многолетней миссии американского аппарата в системе планеты-гиганта.
Межпланетная станция «Cassini» должна выйти на орбиту вокруг Сатурна поздно вечером 30 июня 2004 года (1 июля по Московскому времени). Любопытно, что при подлёте к планете аппарат пройдёт между её знаменитыми кольцами.
Однако одна из важных целей станции была достигнута ещё 11 июня. «Cassini» пролетел на минимальном расстоянии (немногим более 2 тысяч километров) от Фебы. Этот спутник - самый удалённый от Сатурна (почти 13 миллионов километров). Поперечник Фебы (планетка имеет приблизительно сферическую форму) - 220 километров. Феба вращается вокруг Сатурна в направлении, обратном движению всех других его спутников, а также и направлению вращения самого Сатурна вокруг оси.
Ещё Феба отражает около 6 процентов солнечного света - это один из самых тёмных объектов в Солнечной системе. Эти особенности давно заставляли астрономов предполагать, что Феба - захваченный когда-то давно в гравитационные сети Сатурна астероид. Но последние данные вносят уточнение: вероятнее всего - это пришелец из пояса Койпера - гигантской области, лежащей, на дальних границах Солнечной системы, намного дальше орбиты Плутона.
(Фото 1. http://ciclops.org/media/ir/2004/197_207_1.jpg , http://ciclops.org/view.php?id=197,
http://www.air-and-space.com/Cassini.htm)
Монтаж из двух снимков Фебы (Фото 1) , сделанных 11 июня 2004 года (фото с сайта saturn.jpl.nasa.gov).
Пояс содержит мириады замёрзших глыб разного размера. Это своего рода строительный мусор, оставшийся там со времени рождения нашего планетарного мирка.
Детальные изображения поверхности Фебы показали - загадочный чёрный спутник содержит богатый светлым льдом материал, над которым лежит сравнительно тонкий (300-500 метров) тёмный слой. Поверхность спутника усыпана рытвинами, большими и маленькими кратерами. Из многих кратеров (особенно больших и глубоких) выходят яркие полосы-лучи. Во многих случаях светлые выбросы перекрываются более поздними наслоениями тёмного вещества.
(Фото 2).
Этот снимок Фебы (Фото 2) сделан с расстояния 12 тысяч километров, с разрешением (в оригинале) примерно 70 метров в пикселе. Весь кадр занимает кратер диаметром 100 км, внутри которого видны более поздние следы ударов, в том числе - 45-километровый кратер слева, демонстрирующий множество характерных для Фебы светлых выбросов (фото с сайта http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06075).
Также интересно, что иногда на стенах больших кратеров, на их тёмных участках, видны светлые обнажения и оползни, вызванные, вероятно, позднейшими ударами более мелких метеоритов непосредственно в стену кратера, а также сотрясениями от ударов метеоритов поблизости.
Всё это кардинально отличает пейзажи Фебы от картин, снятых с таким же разрешением ранее на каких-либо астероидах.
Доктор Альфред Макэвен (Alfred McEwen), член научной команды миссии «Cassini-Huygens», сообщил следующее: "Феба - это мир драматических очертаний, с кратерами, оползнями, и линейными структурами типа ущелий, горных хребтов, и цепочек впадин. Они - ключи к внутренним свойствам Фебы, которые мы будем изучать, чтобы понять происхождение этого спутника и его развитие".
"Я думаю, что эти изображения показывают нам древний остаток тел, которые сформировались более чем четыре миллиарда лет назад во внешних пределах Солнечной системы", - добавил коллега Макэвена доктор Торренс Джонсон (Torrence Johnson).
Анализ данных, собранных с помощью инструментов межпланетного зонда, будет продолжаться ещё очень долго, но уже сейчас ясно, что пролёт Фебы дал богатую пищу для размышлений относительно самых ранних этапов жизни Солнечной системы». http://www.forum-tvs.ru/index.php?s=f207911a9f617a...
Unusual Layers on Saturn's Moon Phoebe. (http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap040614.html)
3. Сигарообразная планета? Бывает и такое.
«Судя по всему, объект 2003 EL61, вращающийся на расстоянии 51 а. е. от Солнца в Поясе Койпера, имеет не круглую и даже не картофелевидную, а сигарообразную форму.
Объект 2003 EL61, который борется за право попасть в категорию «планет», был в июле этого года открыт испанскими астрономами, посчитавшими, что по своим размерам этот объект превосходит Плутон, право которого называться планетой все еще оспаривается некоторыми членами астрономического сообщества.
Днем позже группа астрономов, возглавляемая американцем Майком Брауном (Mike Brown) из Калифорнийского технологического института, существенно подкорректировала данные, полученные испанцами. Обнаружив, что вокруг 2003 EL61 вращается небольшой спутник, группа Брауна предположила, что ширина планеты составляет около 70% от диаметра Плутона - примерно 1600 километров.
А вот на днях началось самое интересное. Дополнительные наблюдения, сделанные с территории Чили, дают основания «растянуть» габариты 2003 EL61 по до 2000 километров. По крайней мере, в одном из измерений. Этот вывод был сделан на основании характерного изменения яркости небесного тела, повторяющегося раз в три - четыре часа. Авторы открытия полагают, что 2003 EL61 поворачивается к Солнцу то длинной, то короткой стороной, отражая то больше, то меньше света. Можно предположить, что его длина относится к ширине примерно как 2 к 1. По всей видимости, объект 2003 EL61 имеет форму короткой раздавленной сигары, пишет «New Scientist».
Несмотря на то, что некоторые критики этого предположения склонны считать, что колебания яркости 2003 EL61 вызваны, скорее, какими-то дефектами на поверхности объекта, предпосылки для его вытягивания все же имеются. Так, Чад Трухильо (Chad Trujillo) из Обсерватории Джемини, расположенной на Гавайских островах, утверждает, что объект 2003 EL61 - один из самых быстровращающихся объектов в Поясе Койпера (если не во всей Солнечной системе) и превосходит в этом смысле даже знаменитую Варуну, скорость оборота которой вокруг собственной оси составляет всего 5 часов.
Возможно, слишком высокая скорость вращения не дает объекту 2003 EL61 принять более компактную - сферическую - форму». (12.09.2005). http://elementy.ru/news/164791

(http://www.gps.caltech.edu/%7Embrown/2003EL61/ ,
http://www.allplanets.ru/2003EL61.htm)
4. За орбитой Плутона найдена странная планета.
«Объект 2004 XR190 был обнаружен Линн Аллен (Lynne Allen) из канадского университета Британской Колумбии (University of British Columbia) в декабре 2004 года. Диаметр тела оценивается от 500 до 1 тысячи километров (примерно от одной пятой до половины Плутона). К настоящему моменту исследовательница и её коллеги провели дополнительные наблюдения и вычислили орбиту этой малой планеты.
Самое загадочное в открытии: орбита оказалась наклонена на 47 градусов к плоскости эклиптики. Это едва ли не рекорд среди тел Солнечной системы. Учёные предполагают, что на такую орбиту 2004 XR190 вывел Нептун при близком прохождении тела мимо восьмой планеты. Но тут есть загвоздка.
В поясе Койпера открыто немало объектов, орбиты которых почти столь же сильно наклонены к эклиптике. Но их орбиты обладают двумя признаками гравитационного воздействия Нептуна, по всей видимости, и кинувшего их на такие "крутые" траектории: орбиты эти сильно вытянуты и часть их проходит вблизи владений Нептуна (30 астрономических единиц от Солнца).
Орбита же 2004 XR190 близка к круговой и лежит слишком далеко - от 52 до 62 астрономических единиц от Солнца.
Новое тело условно назвали "Баффи" (Buffy) по имени героя американского телесериала про вампира. "Возможно, Buffy станет чем-то вроде убийцы теории", - говорит Линн. Она имеет в виду общепринятую версию формирования и эволюции Солнечной системы и то, что с точки зрения этой теории существование Buffy объяснить трудно.
Хотя есть версия, что в ранний период жизни Солнечной системы орбита самого Нептуна была иной, чем сейчас. Приняв это предположение, можно объяснить и орбиту Buffy.
Ещё добавим, что официальное имя для Buffy пока не выбрано. Аллен предложила Международному астрономическому союзу (IAU) несколько вариантов из списка инуитских богов». (14 декабря 2005 года). http://www.membrana.ru/lenta/?5456
5.1. «28 ноября 2000 года ученые обнаружили астероид 20m, который получил обозначение 2000 WR106. В начале астрономы предположили, что диаметр 2000 WR106 превышает размеры самого крупного астероида Церера (933 км), или даже спутника Плутона - Харона (1250 км). Но немецкие любители астрономии идентифицировали 2000 WR106 на фотопластинках, полученных в 1955 г. на 120-см телескопе системы Шмидта Паломарской обсерватории. И сопоставив все наблюдения, ученые определили, что орбита объекта лежит на расстоянии 43 а. е. от Солнца, имеет эксцентриситет - 0.06, и наклон орбиты составляет 17о.
Альбедо нового астероида оказалось равным 7% и его диаметр лежит в пределах от 750 до 1000 км и таким образом он действительно становится одним из крупнейших астероидов Солнечной системы». («Sky & Telescope», 3 января 2001 года). http://citadel.pioner-samara.ru/distance/kuiper.ht... Примечание: сохранено в search.yahoo.com.
5.2. Открыты новые транснептуновые "планетоиды".
«Недавно "Россия-Он-Лайн" сообщила о том, что 28 ноября 2000 года сотрудник Аризонского университета Р.С. Макмиллан с помощью 90-см телескопа заметил относительно медленно движущийся объект. Повторные наблюдения за ним позволили определить его приблизительную орбиту.
"Центр малых планет (Minor Planet Center, MPC) Международного астрономического союза 1 декабря подтвердил, что объект этот находится в 43 раза дальше от Солнца, чем Земля, и его орбита почти круговая. То есть он относится к транснептуновым объектам (объекты, вращающиеся вокруг Солнца, и расположенные дальше Нептуна). Этот объект, получивший наименование 2000 WR106, является самым ярким из 346 известных транснептуновых объектов, за исключением Плутона.
В ближайшие месяцы планируется произвести дополнительные наблюдения для более точного определения параметров орбиты 2000 WR106 и его яркости. Так как этот объект сам не светится, а только отражает солнечный свет, его яркость зависит от его размера и от коэффициента отражения. Точный диаметр объекта 2000 WR106 с помощью современных телескопов определить невозможно, но по некоторым оценкам он лежит в пределах от 530 до 1200 км. Для сравнения: диаметр Плутона составляет около 2400 км. Можно было бы считать объект 2000 WR106 кандидатом на звание 10-й планеты солнечной системы, но некоторые астрономы считают, что и Плутон слишком маловат для планеты, и его нужно причислить к астероидам".
Подробности нового открытия мы нашли в бюллетене новостей журнала "Sky and Telescope" от 1 декабря (www.skypub.com). Это небесное тело можно разглядеть только через телескоп на небосклоне в 1,5 градусах к югу от звезды Эпсилон Близнецов; его яркость соответствует 20 звездной величине. Пока не удалось установить, насколько далеко от Солнца летит 2000 WR106; лучшая оценка его удаленности - 43 астрономических единицы. Это означает, что планетоид находится за орбитой Плутона и должен быть причислен к телам пояса Койпера. Оценки его размеров пока колеблются между 250 и 1200 км в диаметре». http://wox.h1.ru/space/planet.htm, http://subscribe.ru/archive/rest.mystery.ufodigest...
6. Анимация движения Кваоара, Плутона и планет-гигантов. http://www.gps.caltech.edu/~chad/quaoar/quaoarorbi...
Тема: «Гигантские газовые планеты были сформированы в течение нескольких сотен лет»
1.1. Существование планет-гигантов не находит объяснения.
«Моделирование образования планет в протопланетных дисках сталкивается с серьезной проблемой: никак не удается удовлетворительным образом добиться формирования планет гигантов. Планеты попросту падают на звезду. Британские астрономы попробовали обойти эту проблему, смоделировав движение сразу множества формирующихся планет.
Согласно современным представлениям, картина образования планетных систем выглядит примерно так. Сначала пылевые частицы слипаются, образуя планетезимали диаметром порядка километра. Затем, продолжая расти и сливаться, планетезимали формируют зародыши планет диаметром 100-1000 км. Среди них выделяются наиболее крупные тела, которые продолжают расти по «олигархическому» механизму, поглощая более мелкие. В итоге формируется несколько относительно небольших объектов вблизи звезды, которые становятся планетами земного типа, и несколько более крупных на расстоянии свыше 3 астрономических единиц, которым предстоит стать газовыми планетами-гигантами.
Эта теория выглядит довольно красиво, но сталкивается с одной серьезной проблемой при попытке численно смоделировать образование планетной системы. Когда на периферии сформировались массивные объекты-олигархи, им еще предстоит достаточно долго набирать вес путем аккреции окружающего газа. Однако едва только их масса становится достаточно большой, гравитационное взаимодействие с газовым диском начинает быстро уменьшать радиусы их орбит. Проходит всего 100 тысяч лет, и все массивные объекты проваливаются во внутренние области системы, где с высокой вероятностью падают на центральную звезду. Двигаясь по кругу, протопланета, подобно мотоциклу на ледяном треке, выбрасывает на более высокие орбиты потоки пыли и газа. На это, конечно, расходуется энергия орбитального движения самой протопланеты, и, пока диск остается достаточно плотным, она довольно быстро теряет высоту.
Чтобы спастись, «олигархам» надо продержаться внутри диска хотя бы миллион-другой лет. Этого времени им хватит, чтобы сконцентрировать в себе большую часть вещества диска. Однако результаты моделирования неумолимы, как суд над Ходорковским: отдельный массивный объект, обращающийся внутри газопылевого диска, непременно гибнет.
Астрономы Пол Крессвел (Paul Cresswell) и Ричард Нельсон (Richard Nelson) из Школы математических наук при Университете королевы Марии в Лондоне решили проверить, не могут ли «олигархи» выжить, если объединятся в группу. Выражаясь точнее, они решили смоделировать совместную эволюцию группы протопланет внутри диска в надежде на то, что взаимодействие между ними позволит избежать проваливания в центр системы хотя бы некоторым крупным протопланетам.
Увы, результаты моделирования оказались не слишком обнадеживающими. После многократных прогонов модели выяснилось, что лишь в редких случаях (около 2%) взаимодействие между массивными протопланетами приводит к тому, что одна из них выбрасывается на достаточно большую орбиту, что позволяет продлить ей жизнь. Однако в остальных случаях все протопланеты начинают совместно двигаться вниз, к звезде, где их ждет бесславный конец.

Внутренняя миграция протопланет (они представлены белыми точками, размер
точки пропорционален массе протопланеты). Плотность протопланет выше в более
ярких частях диска (изображение с сайта http://www.physorg.com/news11954.html)
Интересно отметить, что в этом движении протопланеты в каком-то смысле даже помогают друг другу. В результате серии взаимодействий они попарно попадают в резонанс друг с другом, когда периоды обращения соотносятся как небольшие целые числа. Соединенные такими резонансными связями протопланеты как бы тянут друг друга за собой - уменьшение периода обращения одной планеты побуждает к уменьшению периода связанную с ней, а та, в свою очередь, вызывает сокращение периода у следующей связанной с ней протопланеты. И так, строем, все они отправляются в пекло.
Правда, примерно в 20% случаев наблюдалось одно исключение из этой печальной картины - когда протопланеты входили в резонанс с отношением периодов 1:1, то есть, грубо говоря, обращались по общей орбите (это не совсем точно, поскольку орбиты могли заметно различаться, совпадали - да и то в среднем за несколько оборотов - только периоды обращения). Такие пары коорбитальных протопланет в ряде случаев могли продержаться внутри диска достаточно длительное время. На этом основании авторы работы предсказывают, что с развитием средств наблюдения у других звезд должны найтись пары планет, обращающихся по общей орбите примерно так же, как в Солнечной системе по орбите Юпитера обращаются группы астероидов Греки и Троянцы.
Несмотря на это интересное предсказание, в целом результат новой работы оказался негативным. Показано, что учет взаимодействия протопланет не позволяет предотвратить их проваливание в центр формирующейся системы. Так что на сегодня существование планет-гигантов в Солнечной системе по-прежнему остается необъясненным.
Конечно, астрономы продолжают искать объяснения. Согласно одной из гипотез, образование крупных протопланет во внешних областях диска может повторяться несколько раз. Первые поколения гибнут, а последние уже не встречает большого сопротивления со стороны диска, потерявшего значительную часть массы. Другая идея состоит в том, чтобы учесть турбулентность внутри протопланетного диска - до сих пор все модели учитывали только ламинарное вращение. Все эти гипотезы еще предстоит проверять». (Александр Сергеев, 22.03.2006). http://elementy.ru/news/430167
1.2. Происхождение Юпитера и Сатурна.
«Решающим тестом для теории образования планет служит объяснение происхождения планет-гигантов Юпитера и Сатурна, заключающих в себе 92 % массы всей планетной системы и состоящих в основном из водорода и гелия. Планеты должны были поглотить газы из допланетного диска до того, как ультрафиолетовое и корпускулярное излучение Солнца рассеяло их в пространстве, т.е. за время порядка 107 лет. Наиболее скорый способ - это распад газового диска на сгустки вследствие гравитационной неустойчивости и последующее сжатие этих сгустков в планеты. Но тогда масса диска должна была бы достигать по крайней мере 30% массы Солнца и одновременно должны были бы появиться десятки "юпитеров", имеющих первичный космический состав, идентичный с составом Солнца. Не исключено, что в системах других звезд с более массивными дисками планеты-гиганты могли возникнуть в один этап, путем гравитационной неустойчивости в газовой среде со своими сценариями дальнейшего развития. Так, несколько условных "юпитеров" должны оказывать взаимные гравитационные возмущения, приводящие к образованию планет с большими эксцентриситетами орбит. Орбиты могут пересекаться и способствовать слиянию "юпитеров" в еще более крупные тела. Возможно, что у некоторых звезд наблюдаются именно такие планеты-гиганты на довольно близких к звездам и вытянутых орбитах. Будущие исследования покажут, какова природа этих тел, получивших название "экзопланеты".
Между тем в Солнечной системе существует лишь один Юпитер, в составе которого доля тяжелых элементов в несколько раз превышает их долю в Солнце, и один Сатурн, у которого примесь тяжелых элементов еще в несколько раз выше. У наиболее удаленных планет, Урана и Нептуна, совсем мало газов (лишь оболочки, содержащие около 10 % массы планет). Орбиты всех четырех планет-гигантов весьма близки к круговым, с закономерно увеличивающимися расстояниями. Такое строение и расположение планет-гигантов совместимо лишь с их образованием в два этапа: сначала аккумуляция ядер планет из конденсируемых элементов, по типу аккумуляции планет земной группы, а затем присоединение (аккреция) газа в той пропорции, в которой это было возможно в постепенно диссипирующем газовом диске.
Образование Юпитера на орбите, удаленной от Солнца на 5.2 а.е., обусловлено физико-химическими условиями в допланетном диске. Приблизительно на этом расстоянии находился фронт конденсации водяного льда. Известно, что все тела, обращающиеся внутри орбиты Юпитера, либо безводны, либо содержат мало воды, но крупнейшие спутники Юпитера Ганимед и Каллисто наполовину состоят из воды, и по мере удаления от Солнца вода становится главной составной частью тел. Она преобладает на спутниках Сатурна, на Уране и Нептуне и их спутниках, а также в ядрах комет. Именно за счет конденсации льдов воды и других летучих веществ рост планетезималей в районе Юпитера мог опередить рост таковых в более близкой к Солнцу зоне астероидов. Возмущения со стороны Юпитера и крупных тел из его зоны питания могли воспрепятствовать аккумуляции "нормальной" планеты в зоне астероидов, так что ускоренный рост Юпитера (107 лет) подкрепляется еще одним аргументом. Из двух основных этапов роста планет-гигантов более длительный - аккумуляция ядер из конденсируемых элементов. Ядра должны достичь массы по крайней мере в 10 МЕ (10 масс Земли), чтобы началась эффективная аккреция газов. Процесс аккреции идет на порядки быстрее, пока поступает газ. Численное моделирование начальных стадий формирования Юпитера и Сатурна с учетом этапа обгоняющего роста их ядер, выполненное шестью американскими исследователями в 1996 г. (Дж. Поллак, О. Хубицкий, П. Боденхеймер, Дж. Лиссауэр, М. Подолак, Ю, Гринцвайг), укладывается в требуемый интервал времени. В этой работе предполагалось, что зона роста Юпитера замкнута и в ней обращается один зародыш с массой примерно 0.1 МЕ и множество одинаковых планетезималей радиусами 100 км, которые питают зародыш, а сами не растут; их хаотические скорости остаются малыми. При этом эффективное гравитационное сечение зародыша оказывается в тысячи раз больше его геометрического сечения, что и обеспечивает ускоренный рост. Принимая, что поверхностная плотность конденсируемых веществ (Z) в области Юпитера была равна 10 г/ см2, а в области Сатурна - 3 г/cм2, и что плотность газов водорода и гелия (XY) была в 70 раз выше в обеих зонах, Поллак и соавторы нашли, что зародыш Юпитера вырастает до 10 МЕ за 6 ґ 105 лет, затем следует стадия медленной аккреции газа, и ядро вместе с оболочкой достигают 20 МЕ за 8 ґ 106 лет, когда аккреция становится быстрой. То же у Сатурна достигается за 107 лет. После этого удельное содержание водорода и гелия начинает резко возрастать, и на этом работа американских ученых завершается, потому что расчеты газовой аккреции на этом этапе требуют иной численной модели. Итальянские планетологи А. Корадини и Дж. Маньи проделали многие варианты таких расчетов и показали, что Юпитер и Сатурн по достижении их ядрами критической массы аккрецируют весь доступный газ за 104 - 106 лет. Схемы численного моделирования неизбежно упрощены, поэтому В.С. Сафроновым и автором настоящей статьи была проанализирована применимость сценария обгоняющего роста ("runaway") и сделаны аналитические оценки для роста ядер планет путем аккреции.
Оказалось, что темп "runaway" замедляется примерно в два раза уже на первом этапе роста ядра Юпитера до массы 10 МЕ, который занимает немногим более 106 лет. Это связано в основном с ростом дисперсии скоростей планетезималей вследствие гравитационных возмущений, вызванных растущим зародышем. Гравитационное сечение Юпитера уменьшается, но все еще остается много большим, чем его геометрическое сечение. Рост ядра до критической массы (условно 20 МЕ) укладывается в срок 107 лет. За это время хаотические скорости планетезималей достигают 2 - 3 км/c, так что планетезимали в перигелиях залетают в зону астероидов. Будучи крупнее тел астероидного пояса, залетевшие тела либо "выметают" последние, либо возмущают их движения, увеличивая дисперсию скоростей и тем самым замедляя или прекращая рост астероидов. Именно таким представляется сейчас влияние Юпитера, не позволившее образоваться единой планете вместо многих тысяч малых планет. О том, что пояс астероидов - несформировавшаяся планета, еще в 1954 г. писал О.Ю. Шмидт, но конкретный механизм, с помощью которого Юпитер помешал ее росту, тогда еще не был раскрыт.
Аккреция газов водорода и гелия на ядро обеспечила быстрый дальнейший рост Юпитера до его современной массы 318 МЕ. Численные расчеты подтверждаются приближенным аналитическим выражением, в котором учитывается убыль газа как за счет его диссипации под воздействием солнечного ультрафиолетового и корпускулярного излучений, так и за счет вычерпывания зародышем планеты. Ближайшая к орбите часть зоны вычерпывается быстро, за 103 - 104 лет, более отдаленные порции газа поступают медленнее. В зависимости от степени турбулизации газа твердыми планетезималями он перетекает к растущей планете и поглощается ею за 104 - 106 лет.
Разумеется, при дальнейшем росте Юпитера пространственный разброс планетезималей его зоны увеличивается. Многие из них покидают Солнечную систему, часть попадает в облако комет Оорта, простирающееся до 200 тыс. а.е. Поэтому зону Юпитера нельзя считать замкнутой, как в численной модели в работе Поллака с соавторами. Принятые этими авторами значения поверхностной плотности соответствуют полной массе допланетного диска около 0.03 М¤. С учетом потери части твердых тел из зоны планет-гигантов (включая Уран и Нептун), начальная масса диска могла составлять 0.05 - 0.1 М¤. Даже в этом случае Уран и в особенности Нептун росли медленнее других планет, за время порядка 109 лет. За орбитой Нептуна могли также вырасти Плутон и тела пояса Койпера, с радиусами до 1000 км, обращающиеся по почти круговым орбитам на расстоянии около 45 а.е. от Солнца. Под действием возмущений всех планет-гигантов многие ледяные планетезимали выбрасывались на очень большие расстояния, образуя резервуары будущих комет. Оценки показали, что самым активным "выбрасывателем" тел в облако Оорта был Нептун, тогда как возмущения Юпитера наиболее эффективны в выбрасывании тел за пределы Солнечной системы». («Происхождение планет и спутников». Е. Л. Рускол, доктор физико-математических наук, Объединенный институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. «Земля и Вселенная» №2/2002). http://ziv.telescopes.ru/rubric/astronomy/index.ht...
1.3. Гигантские газовые планеты были сформированы в течение нескольких сотен лет
"Гигантские газовые планеты, подобные Юпитеру и Сатурну, были сформированы в течение нескольких сотен, а не нескольких миллионов лет, как считалось ранее. К такому выводу пришла группа исследователей под руководством астрофизика Томаса Куинна (Thomas Quinn) из Университета Вашингтона и Лусио Майера (Lucio Mayer) из Университета Цюриха после двух лет работы над математической моделью формирования подобных планет из газо - пылевых дисков возле молодых звезд. "Если газовая гигантская планета не сможет сформироваться достаточно быстро, то, вероятнее всего, она не сможет сформироваться вообще", - считает Куинн.
После обнаружения приблизительно 100 планет величиной до 10 размеров Юпитера вокруг других звезд, был сделан вывод, что газовые гиганты встречаются достаточно часто в звездном мире - выходит, они действительно образуются гораздо быстрее, чем считалось ранее.
Новые результаты могут внести серьезные коррективы в оценку перспективы обнаружения жизни в других звездных системах. Гигантские газовые планеты могут иметь спутники, подобные лунам Юпитера, а некоторые из этих лун могут быть похожи на юпитерианскую Европу, то есть содержать воду. А вода - это основной компонент, необходимый для жизни. Большинство ученых признает, что существование воды на планете необходимо, если не достаточно, для появления жизни.
Для планет вроде Земли, формирующихся ближе к звезде, также очень важно присутствие гигантской газовой планеты в системе. Когда Земля сформировалась, она была слишком близка к Солнцу, чтобы сохранить какую-либо воду или газ в атмосфере. Землеподобные планеты формируются как сухие планеты. Они могут получить эти элементы только от внешних газовых гигантов. Газ и пыль, выброшенные большими планетами, и составляют позже атмосферу и океаны планет, подобных Земле". (Источники: Seattlepi.com , Ana nova. 29.11.2002, 18:17). http://www.grani.ru/Society/Science/m.15895.html

A computer simulation by astrophysicists suggests large gas giant
planets form much faster than previously thought. (November 29, 2002).
http://seattlepi.nwsource.com/photos/photo.asp?Pho...
2. Данные с зонда «Galileo» могут заставить пересмотреть теорию образования планет.
«В последнем номере журнала «Nature» опубликована статья, основанная на данных, полученных зондом «Galileo», который ведет исследования Юпитера и его спутников. На этот раз была представлена информация о составе Юпитера. Именно она может заставить астрономов внести изменения в теории образования планет в Солнечной системе и не только в ней. Как оказалось, в составе атмосферы Юпитера содержится в 2-3 раза больше азота и благородных газов, чем это можно было бы ожидать для газового гиганта, находящегося на таком расстоянии от Солнца. Речь идет о трех благородных газах - аргоне, криптоне и ксеноне.
Такие результаты не соответствуют до сих пор существовавшим представлениям, что Юпитер был образован из газа и пыли в протопланетарной туманности, находящейся на таком же расстоянии от Солнца, на котором сейчас находится Юпитер. Температура этой туманности была бы слишком велика для нынешних концентраций азота, аргона, криптона и ксенона.
В статье предлагаются три теории аномальной концентрации указанных газов. Одна из них состоит в том, что солнечная туманность была намного холоднее, чем это предполагалось ранее. Тогда благородные газы находились намного ближе к Солнцу. Согласно второй теории, вышеперечисленные газы были занесены на Юпитер небольшими планетами, которые образовались в том же огромном межзвездном облаке газа и пыли, что и Солнце, и все планеты солнечной системы. Третья теория - более экзотическая. Согласно этой теории, Юпитер в действительности образовался намного раньше Солнца, а затем переместился на свое нынешнее местоположение.
Если же придерживаться до сих пор существовавшей теории, то при измеренной «Galileo» концентрации благородных газов Юпитер должен был бы находиться на 8-10 раз большем расстоянии от Солнца, чем радиус его нынешней орбиты». («SpaceViews». Источник: «InfoArt News Agency»). http://scripts.online.ru/misc/spacenews/99/11/24_5...
3. Обнаружена популяция сверхмалых спутников Сатурна.
«Астрономы обнаружили малые спутники в кольцах Сатурна. В каждом кольце, согласно предварительным оценкам, может находиться около 10 млн. таких объектов. По мнению ученых, открытие может стать ключом к пониманию процесса формирования планет из газопылевых дисков.
Открытие малых спутников поможет ответить на вопрос, были ли кольца Сатурна сформированы в результате взрыва массивного спутника, или они являются остатками «строительного материала», из которого сформировалась планетная система Сатурна.
«Эти малые спутники, вероятно, представляют собой обломки древней планеты, взрыв которой привел к возникновению великолепных колец Сатурна», - говорит Джозеф Бернс (Joseph Burns) из Корнельского университета (Итака, штат Нью-Йорк).
При тщательном анализе изображений, переданных высокоточными камерами межпланетной автоматической станции «Кассини» (NASA), были обнаружены четыре двойных полосы, имеющие форму пропеллеров. Эти вкрапления находятся в кольце А, центральной, яркой секции главных колец Сатурна. Ученые считают, что «пропеллеры» являются следствием взаимодействия малых спутников с окружающими их частицами. Снимки сделаны станцией «Кассини» при прохождении орбиты Сатурна 1 июля 2004.
Предыдущие исследования, включая сделанные космическим аппаратом НАСА «Вояджер» в начале 1980-х годов, показали, что кольца Сатурна содержат главным образом частицы льда, масштабы которых варьируются от 1 см до размеров небольшого дома. Ученым известно также о наличии двух сравнительно больших спутников в кольцах Сатурна: Пана и Дафнии, размеры которых 30 и 7 км в диаметре соответственно. Недавно полученные результаты впервые доказывают наличие в кольцах объектов с диаметром около 100 м. По числу малых спутников, обнаруженных во фрагменте кольца, ученые оценили их общее количество, которое составляет приблизительно 10 млн.
«Открытие объектов промежуточных размеров говорит о том, что Пан и Дафния являются, вероятно, самыми большими „коренными жителями" кольца, а не гостями из внешнего космического пространства», - предполагает Мэтью Тискарно (Matthew Tiscareno) из Корнельского университета, участвовавший в обработке снимков.
Спутники таких размеров, как Пан и Дафнис, сметают всё на своем пути и вращаются по «чистым» орбитам. Менее массивные объекты недостаточно сильны, чтобы полностью очистить свои орбиты, - они оставляют после себя след, напоминающий пропеллер самолета. Такие особенности поведения малых спутников были предсказаны еще с помощью компьютерных моделей.
«Мы сделали эту уникальную серию снимков сразу после выхода аппарата на орбиту, специально для того, чтобы увидеть детали строения колец, - говорит Каролина Порко (Carolyn Porco), руководитель группы обработки данных „Кассини". - Это событие открывает новую эру в исследовании колец Сатурна и его спутников и проливает свет на их происхождение и развитие».
Обнаружение спутников Сатурна в кольце меньших по размерам частиц дает возможность наблюдать процессы, аналогичные процессам образования планет в дисках, окружающих молодые звезды, включая и нашу собственную Солнечную систему.
„Структуры, которые мы наблюдаем с помощью камер аппарата „Кассини", поразительно совпадают с моделями ранних стадий формирования планет, несмотря на то, что масштабы у этих процессов совсем другие, - отметил Карл Муррей (Carl Murray) из Лондонского университета. - „Кассини" предоставляет нам уникальную информацию о происхождении планет"». (Фото). (03.04.2006, 13:40, Мск). http://www.cnews.ru/news/line/index.shtml?2006/04/...
4. Уточняется модель формирования ядра Юпитера.
«Согласно самой распространенной модели строения Юпитера, его ядро представляет собой массивный сгусток вещества, сформировавшийся около 4,5 млрд лет назад во внешней части первичного солнечного газопылевого облака, из которого образовалось Солнце и вся Солнечная система.
До сих пор ученые считали, что в составе Юпитера, который относится к классу газовых гигантов, высоко содержание кислорода и других элементов, которые тяжелее гелия.
Однако, данные, полученные с помощью масс-спектрометра зонда «Galileo», который больше 7 лет работал на орбите Юпитера, указывают на то, что в атмосфере Юпитера содержится намного меньше воды и кислорода, чем это считалось ранее. Оказалось, что содержание кислорода в ядре Юпитера составляет лишь около 0,5% относительно его доли содержания в составе Солнца. Зато, согласно показаниям того же прибора зонда «Galileo», содержание углерода в составе Юпитера почти в 1,7 раз больше его содержания относительно Солнца.
На основе этих данных Катарина Лоддерс из Университета Вашингтона предложила новую теорию формирования Юпитера. Она считает, что ядро Юпитера состоит главным образом из тяжелых углеводородов (или смолы), а не изо льда. Она исходит из того, что, если воды на Юпитере слишком мало в настоящее время, то ее никогда там и не было много, то есть планета сформировалась не из ледяного первичного материала. Лоддерс полагает, что в период формирования Юпитера температура во внешних частях солнечной системы была выше, чем считалось ранее. То есть там происходила конденсация не водяного льда, а некоего органического смолоподобного материала. Лоддерс считает, что этот первоначальный липкий сгусток при своем движении гораздо лучше, чем лед, собирал из окружающего пространства попадающиеся на пути камни, пыль и прочее, так как обладал хорошими клеящими свойствами. Поэтому процесс формирования ядра Юпитера шел быстрее, чем процесс потери газа из солнечной туманности.
Когда масса этого "каменно-смоляного" ядра достигла 10-15 -кратной массы Земли, сила его гравитационного притяжения захватила окружающий газ и образовался тот газовый гигант Юпитер, который мы можем видеть сейчас. Если бы не солнечный ветер, Юпитер бы поглотил ещё больше вещества доставшегося Сатурну и другим планетам-гигантам.
Видимая поверхность Юпитера представляет собой верхний уровень облаков, окружающих планету. Благодаря этому все детали на поверхности Юпитера постоянно меняют свой вид. Из устойчивых деталей известно Большое Красное пятно, наблюдающееся уже более 300 лет. Это - громадное овальное образование темно-красных оттенков, размерами около 35000 км по долготе и 14000 по широте в ~ 3 раза больше Земли.
Спектральные исследования Юпитера показали, что атмосфера его состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака (в виде мельчайших капель и кристалликов ). В небольших количествах присутствуют также этан, ацетилен, фосфен и водяной пар.
Атмосфера Юпитера на 74% состоит из водорода и на 26% из гелия. На долю метана приходится не более 0,1%. Атмосферный слой имеет толщину около 1000 км. Ниже чисто газового слоя в атмосфере лежит слой облаков, которые мы и видим в телескоп.
Считается, что по составу плотная часть Юпитера имеет двухслойную модель. Внешняя оболочка планеты в основном состоит из жидких газов - водород, гелий и неон, а ядро - из тяжелых металлических соединений - оксиды кремния, магния и железа, сульфиды, железо, никель и др. металлы.
Слой жидкого молекулярного водорода имеет толщину 24000 км. На этой глубине давление достигает 300 ГПа, а температура 11000 К, здесь водород переходит в жидкое металлическое состояние, т .е. становится подобным жидкому металлу. Слой жидкого металлического водорода имеет толщину около 42000 км. Внутри него располагается небольшое железно-силикатное твердое ядро радиусом 4000 км. На границе ядра температура достигает около 30000 К. По массе ядро Юпитера составляет только 3-4% от полной массы гиганта. Чем - то внутренняя часть Юпитера напоминает коричневый карлик, но меньших размеров. Если бы масса Юпитера была в 20 раз больше, он стал бы вырожденной звездой или коричневым карликом. При этом его размеры, за счет плотности, изменились бы незначительно». http://yastro.narod.ru/a_news63.htm
5. Обнаружена экзопланета с ядром в 70 раз тяжелее Земли, что нельзя объяснить принятой теорией планетоообразования.
«На орбите звезды HD 149026 обнаружена крупная экзопланета, обладающая поистине уникальными характеристиками. Уникальными настолько, что современные теории планетообразования оказываются фактически не в состоянии её описать. Планета находится в созвездии Геркулеса на расстоянии 260 световых лет от Земли - http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/star.php?st... .
В первый раз признаки существования этой планеты удалось обнаружить в июле 2004 года с помощью японского телескопа "Субару" на Гавайских островах. Впоследствии наличие обнаруженных с по мощью "Субару" колебаний звезды (вызванных гравитационной тягой планеты) было подтверждено в результате наблюдений, проведённых на обсерватории "Кек". Тогда же был установлен период вращения - 2,87 земных суток.
В мае 2005 года новые наблюдения с помощью относительно небольшого автоматического телескопа в Аризоне выявили регулярное падение яркости звезды (на 0,3%). Причём происходило это каждые
2,87 суток. Это означало, что, проходя по своей орбите, обнаруженная экзопланета регулярно располагается прямо между своей звездой и Землёй.
Благодаря этому удалось точно установить физические размеры и массу планеты, исходя из которых легко рассчитать и её плотность.
Вот тут-то астрономов и поджидал большой сюрприз: диаметр планеты был равен примерно 3/4 от диаметра Юпитера. Однако её плотность предполагала, что 2/3 массы сосредоточена в тяжёлых элементах (звезда HD 149026 относится к числу звёзд с повышенной "металлистичностью", т.е. содержит намного больше веществ тяжелее водорода и гелия, чем другие звёзды ). Получилось, что ядро этой планеты по своей массе в 70 раз превосходит планету Земля.
Масса экзопланеты (0.36 (± 0.03) MJ), вращающейся вокруг желтого карлика HD 149026, сравнима с массой Сатурна, но вот диаметр ее значительно меньше. Получается, что средняя плотность этой планеты примерно вдвое больше, чем у Сатурна. Планета является "горячим сатурном" и могла лишиться части своей атмосферы из-за близости к звезде (спектральный тип звезды G0 IV, масса - около 1,3 Ms).
Объяснить такое с помощью доминирующих теорий планетообразования астрономы затрудняются.
Учёные предполагают, что такое массивное ядро могло образоваться вследствие столкновения нескольких планет между собой. В результате, полагают учёные, планета могла быть выбита из экваториальной плоскости звезды, - это сейчас пытаются проверить.
Характерно, что планета располагается на расстоянии около 0,042 астрономической единицы ( в ~ 20 раз ближе чем Земля от Солнца ). Астрономы полагают, что процесс образования планеты происходил на большем удалении от звезды, а сближение произошло вследствие постепенного замедления движения планеты по своей орбите, вызванное трением об остатки газово-пылевого диска, окружающего звезду.
По-видимому, в лице этой планеты астрономы получили весомое доказательство в пользу теории планетоообразования путем аккреции ядра. Астрономы, изучающие планету HD 149026 b, практически уверены, что столь высокая масса этого газового гиганта объясняется не более высокой его плотностью, а наличием внутри планеты необычайно крупного твердого ядра, масса которого примерно в 70 раз превышает массу Земли. Важность этого открытия, пишет журнал «PhysOrg» со ссылкой на агентство
NASA, заключается в том, что оно проливает еще немного света на загадку механизма формирования планет.
Сейчас среди космологических идей планетообразования главная борьба ведется между сторонниками гипотезы «гравитационной нестабильности», утверждающих, что планеты формируются в процессе стремительного сжатия огромных фрагментов газопылевого облака, вращающегося вокруг молодой звезды, и гипотезы «постепенного наращивания ядра», или аккреции, полагающих, что планеты растут по принципу снежного кома, а роль снежинок берут на себя рыхлые частицы космической пыли, склеивающиеся между собой.
Очевидно, что планета с таким огромным твердым ядром просто не могла бы сформироваться за счет эффекта гравитационной нестабильности, а значит в активе сторонников гипотезы «постепенного наращивания ядра» появился наконец первый по-настоящему весомый аргумент. Скорее всего, планета сначала обзавелась огромным твердым ядром с оболочкой из жидкого металлического водорода, к которому постепенно «подтянулась» газовая водородно-гелиевая атмосфера.
"Для теоретиков, открытие планеты с такой большой сердцевиной - так же важно как и открытие первой экзопланеты планеты в 1995, обращающейся вокруг звезды 51 Pegasi," - сказал Shigeru Ida, теоретик из Технологического Института Токио.
По словам профессора Ида, все ученые сходятся в том, что масса ядра у планет может лишь максимум в 30 раз превышать земную. Иными словами, речь идет о совершенно новом типе небесного тела. Диаметром планета в 8 раз больше Земли, температура на ее поверхности составляет плюс 1200 градусов. "Это - подтверждение теории образования планет посредством прироста их ядер, и планет этого типа должно существовать в избытке," - сказал Greg Henry, астроном из Университета штата Теннеси». (Ссылки: newscientistspace.com/article.ns?id=dn7618, astrobio.net/news/modules.php?op=&sid=1627, universetoday.com/am/publish/printer_largest_core_planet.html, astronomy.ru/forum/index.php/topic,8397.80.html). http://yastro.narod.ru/a_news115.htm
Тема: «Формирование Пояса астероидов»
1. Ранние астероиды прошли этап плавления.
«По мнению Ричарда Гринвуда (Richard Greenwood) из Открытого университета (Великобритания), первобытные астероиды, сформировавшиеся в те времена, когда Солнце было окружено еще только «зародышами» будущих планет, представляли собой раскаленные массы вещества, по поверхности которых буквально струилась магма.
В течение нескольких миллионов лет с момента возникновения Солнечной системы недра кружившихся вокруг Солнца планет и крупных астероидов разогревались за счет энергии ядерного распада и процессов гравитационной дифференциации (перемещения более плотных веществ ближе к центру планеты или астероида, а менее плотных - к периферии). Даже поверхность геологически мертвой Луны была покрыта в свое время многокилометровым океаном магмы.
И если вопрос о радиоактивном плавлении планет был решен сравнительно давно, то степень плавления астероидов до сих пор оставалась неясной. Господин Гринвуд полагает, что его группе удалось разгадать эту загадку.
В лаборатории Гринвуда, пишет журнал New Scientist со ссылкой на публикацию в журнале Nature (vol. 435, p. 916), были исследованы несколько метеоритов, попавших в наши края с 530-километрового астероида Веста и с еще одного, пока не определенного, крупного астероида. Оказалось, все эти небесные камни отличаются одинаковым содержанием изотопов кислорода, что означает, что их «родители» прошли почти полный путь радиоактивного плавления.
Работа Гринвуда, к сожалению, не может объяснить, почему, например, в метеорите, отколовшемся от 930-километровой Цереры, никаких признаков плавления не обнаружено вовсе. Хотя, как считает геохимик Аризонского университета в Туксоне Майкл Дрейк (Michael Drake), ничего странного в этом нет: астероиды просто могли сформироваться в разное время.
Если предположить, что разогрев астероидов шел за счет радиоактивного алюминия-26, входящего в состав кружившегося вокруг Солнца пылевого облака (а период полураспада алюминия-26 составляет всего 700 тысяч лет), то неудивительно, что более поздние астероиды, вроде той же Цереры, так и остались холодными кусками камня». (16.06.2005). http://elementy.ru/news/25717

Анимация показывает форму и поверхность астероида Ида.
Север находится сверху. (Copyrighted © 1997 by A. Tayfun Oner).
http://selena.sai.msu.ru/Home/SolarSystem/asteroids/asteroids.htm
2. Юпитер в молодости изменял свою орбиту.
«Американские планетологи пришли к выводу, что Юпитер в молодости отстоял от Солнца на 70 миллионов километров дальше, чем в настоящее время. Эти выводы сделаны на основании компьютерного моделирования эволюции большой группы астероидов, объединенных под общим названием "Хильды".
В последние годы астрономы обнаружили множество внесолнечных планет юпитерианского типа, которые приближаются к своим звездам на расстояния много меньше дистанции между Землей и Солнцем. Эти открытия весьма удивили специалистов - и не случайно. Из общепринятой модели формирования планет вытекает, что газовые гиганты (в отличие от твердых планет земного типа) формируются лишь при относительно низких температурах, и, следовательно, достаточно далеко от центральных светил. Это противоречие снимается, если предположить, что планеты, о которых идет речь, возникли именно там, где положено, но позднее изменили орбиты и получили возможность приблизиться к материнской звезде. Скорее всего, причиной подобной миграции было торможение юной планеты при движении сквозь дисковидное газопылевое облако, из которого возникла и она сама, и удерживающая ее звезда. Со временем такие облака окончательно сконденсировались в компактные небесные тела, околозвездное пространство очистилось, и планеты-гиганты стали двигаться по стабильным орбитам.
Может ли эта теория хоть в какой-то степени описывать прошлое Солнечной системы? Сотрудники объединенного центра астрофизических исследований Гарвардского университета и Смитсонианского института (Harvard-Smithsonian Сenter for Astrophysics) полагают, что на этот вопрос нужно ответить утвердительно. Проведенные ими вычисления показали, что Юпитер сформировался приблизительно в 850 миллионах километров от Солнца, а затем переместился на свою нынешнюю орбиту со средним радиусом 778 миллионов километров (5,2 астрономической единицы). Из этих же расчетов следует, что самая большая планета Солнечной системы могла совершить подобное путешествие очень быстро, потратив на него всего лишь сто тысяч лет.
Почему Фред Франклин и его коллеги пришли к такому заключению? Они проиграли на компьютере сценарий взаимодействия Юпитера и многочисленной (более 700) группы астероидов, которые называют Хильдами - по имени крупного (диаметром 180 км.) астероида 153 Хильда. Это небесное тело 2 ноября 1875 г. обнаружил австриец Иоганн Палиса, один из самых удачливых охотников за малыми планетами в истории астрономии. Хильды отстоят от Солнца в среднем на 4 а.е., они находятся на внешней периферии Главного пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером, и движутся по слегка вытянутым эллиптическим траекториям (эксцентриситет не менее 0,07), наклоненным к плоскости эклиптики под углом не более 20 градусов. Однако главное, что позволяет объединить Хильды в единое семейство, заключается в том, что утроенная продолжительность обращения каждого астероида вокруг Солнца примерно равна двум юпитерианским годам. Подобные соотношения между орбитальными периодами небесных тел, где коэффициентами пропорциональности служат целые числа, называются резонансами...
Известны также многочисленные резонансы меж осевым и орбитальным движением. Например, Меркурий делает три оборота вокруг своей оси в течение двух витков по орбите, а Луна - один осевой цикл за один оборот вокруг Земли. По еще не выясненным причинам природе не нравятся некоторые резонансы - скажем, практически не встречаются астероиды с периодами обращения, равными половине или же трети юпитерианского года. Подобные запрещенные зоны называются люками Кирквуда.

(Рисунок). Многочисленная группа астероидов, которые называют Хильдами.
Вернемся к Хильдам. Гарвардские исследователи вычислили, что предки этих астероидов вращались преимущественно по круговым орбитам, однако ушли с них из-за мощного притяжения Юпитера. Перемещение этого гиганта к Солнцу привело к тому, что орбиты прото-Хильд несколько вытянулись, а периоды их обращения синхронизировались с юпитерианским годом в отношении 3:2. Оказалось также, что центростремительное смещение Юпитера на 0,45 а.е. могло бы привести и к возникновению еще одного семейства астероидов с резонансом 4:3. Правда, в настоящее время известен единственный такой астероид, хотя и не исключено, что существуют еще не открытые малютки. Франклин и его соавторы предполагают, что выбраковка этих астероидов объясняется воздействием Сатурна, основного "резонанс-партнера" Юпитера.
Окончательное суждение о степени ценности этой модели, конечно же, сделают специалисты. А нам пока лишь остается радоваться, что Юпитер предпочел остановиться на нынешней орбите, а не продолжить свое движение к Солнцу - в противном случае у этой заметки не было бы ни автора, ни читателей».
(Источник: Fred A. Franklin, Nikole K. Lewis, Paul R. Soper, and Matthew J. Holman. «Hilda Asteroids As Possible Probes Of Jovian Migration». «The Astronomical Journal», 128:1391-1406, 2004 September. Алексей Левин (Вашингтон). 27.09.2004, 22:05). http://grani.ru/Society/Science/m.77377.html, http://y-net.narod.ru/astro/a_news57.htm
3. «Обнаружена загадочная сила, подталкивающая астероиды к Земле». (08.12.2003, 14:49). http://grani.ru/Society/Science/m.53408.html
4. «Как часто астероиды проносятся мимо Земли? Этот мультфильм показывает орбиту Земли и многочисленные астероиды, также известные как малые планеты, которые приближались к Земле и пролетали мимо нее в течение двух месяцев в 2002 году». http://sai.msu.su/apod/ap060328.html
Тема: «Из истории Марса»
Марсианские войны - постоянные войны Марса с метеоритами.
«Если предположить, что формирование планет началось одновременно из общего протопланетного облака, то можно ожидать, что их поверхности должны быть покрыты более-менее равномерно как крупными, так и мелкими кратерами. Однако распределение кратеров на поверхности Марса весьма неравномерно. Имеются небольшое количество компактных областей, в пределах которых сосредоточены все крупные кратеры диаметром более 300 км. Практически вся остальная часть поверхности южного полушария планеты, представляющая высокогорье, покрыта большим количеством мелких кратеров. Обширные равнины северного полушария насчитывают весьма небольшое количество мелких метеоритных кратеров. Предполагается что молодая поверхность "Амазония" в северном полушарии образована пологими андезибазальтовыми покровами, перекрывшими более древние импактные поверхности, залившими и уничтожившими кратеры предыдущих эпох. К этому выводу склоняет и закономерности размещения всех крупных марсианских вулканических аппаратов, расположенных в северном полушарии. Например, щитового вулкана Олимп, высота которого составляет 28 км (см. рис. 5). Импактный генезис, очевидно, имеют и наиболее крупные древние кольцевые структуры Марса, формирующие обширные бассейны накопления выдержанных горизонтальных лавовых покровов. К ним относятся Аргир, Хеллас, Изида и др. Диаметр Изиды составляет 1125 км, и свидетельствует о наиболее древнем эпизоде формирования планеты, предшествовавшем Ноачию. Размеры реконструируемых импактных структур настолько велики, что даже метеоритная бомбардировка и вулканическая активность в течение последующих миллиардов лет не смогли окончательно стереть их с "лица" Марса.
Судя по испещренности метеоритными кратерами, поверхность Марса хоть и неоднородная в возрастном отношении, но все же очень древняя, особенно в Южном полушарии, степень "обстрелянности" которого близка к "лунной". Во временном отношении это составляет не менее 4,5 млрд лет.
Более точные данные о возрасте Марса дает анализ марсианских метеоритов, которых на Земле известно уже более 20. По возрасту все метеориты, все еще гуляющие в солнечной системе по различным орбитам, разделяются на две группы. Наиболее древние датируются интервалом 4,3-4,6 млрд. лет назад. В группу самых молодых попадают метеориты возрастом менее 1,3 млрд. лет. Все марсианские метеориты представляют собой магматические породы, кристаллизовавшиеся в термодинамических условиях Марса. Процессы формирования метеоритного вещества запечатлены в специфическом минеральном составе и особенно структуре пород, газовых включениях, трещиноватости и др. По химизму марсианские метеориты соответствуют ультраосновным и основным породам. В основе современного деления метеоритов лежит соотношение изотопных составов редких газов из газовых пузырьков, включенных в минералы. Это соотношение указывает на то, в какой части солнечной системы или планеты (кора, мантия, ядро, атмосфера) сформировался тот или иной метеорит.
По химическому составу и изотопным соотношениям Марсианские метеориты разделяются на две большие группы (типа) - нахлиты и шерготиты, названные по населенным пунктам Нахла (Египет) и Шергати (Индия), где они впервые были выявлены. К шерготитам относятся метеориты, представляющие собой первично интрузивные (лерцолитовый, перидотитовый) и эффузивные (пикритовый, базальтовый) породы с высоким содержанием панидеоморфного оливина. Шерготиты часто включают эпигенетические минералы (плагиоклазовое стекло) и вторичные структуры сильного динамического стресса, указывающие на то, что образец был выбит и деформирован в результате мощного импактного события.
Нахлиты представляют собой средне и крупнокристаллические продукты более глубокой дифференциации вещества, их минеральный состав существенно разнообразнее. Основными минералами являются клинопироксены. В качестве акцессорных присутствуют оливин, титаномагнетит [Imae, et al., 2002]. Основной плагиоклаз, как правило, имеет радиальные игольчатые структуры. Эпигенетические стрессовые импактные структуры в минералах нахлитов, в отличие от шерготитов, весьма редки.
Марсианское происхождение ряда метеоритов уже давно не вызывает сомнений и установлено по сходству газового состава включений и современной атмосферы планеты, исследованной космическими аппаратами, а также другим косвенным признакам. В настоящее время полученные вещественные данные с Марса подтвердили, что породы многих марсианских метеоритов действительно широко распространены на поверхности планеты.
В 2000 году в Антарктике в горах Ямато на поверхности ледникового покрова японской экспедицией был обнаружен очередной редкий метеорит марсианского происхождения. Его масса 13,7 кг была исключительно большой для метеоритов такого типа. Около 60% поверхности метеорита было покрыто черной выветрелой коркой. Внутренняя часть метеорита имела изумрудно зеленый цвет и состояла в основном из крупных вытянутых кристаллов авгита (1´ 0,5 мм) с интенсивно развитыми полисинтетическими двойниками. В качестве акцессорных минералов присутствовали высоко железистый оливин - фаялит, основной плагиоклаз, незначительная примесь алломорфных титаномагнетита, окислов и силикатов. Химический состав найденного метеорита соответствовал группе нахлита [Imae, et al., 2002]. Изотопные отношения разных частей метеорита оказались весьма неодинаковы. Наиболее древний возраст 4,6 млрд лет установлен для внутренней неизмененной части, в петрографическом отношении соответствующей гипабиссальной марсианской магматической породе - нахлиту. Другие участки метеорита носят следы интенсивной долговременной переработки при участии окислительной атмосферы, круговороте карбонатов и воды. Кроме того, некоторые карбонатные структуры имеют большое сходство с фоссилизированными колониями цианобактерий и продуктов их жизнедетятельности. Возраст таких измененных участков метеорита с включениями органического вещества, карбонатных и фосфатных минералов телетермального происхождения датируется интервалом 4,5-3,6 млрд л. н. Поверхностные слои метеорита несут следы сильнейшего динамического стресса, плавления и по структуре соответствуют шерготиту. Однако возраст этих участков составляет всего 16 млн лет. Таких молодых пород внеземного происхождения на Земле пока не известно. Наконец, минимальный возраст имеет поверхностная оплавленная стекловатая корка, образовавшаяся при прохождении метеорита через земную атмосферу около 13 тыс. л. н. Сведения о марсианских метиоритах, данные орбитальной инфракрасной и гамма-съемок, а также результаты анализов горных пород и почв, проведенные американскими аппаратами Spirit (Дух) и Rovers (Бродяга) на поверхности планеты в 2004 г., позволяют наметить важные этапы геологической истории Марса.
Из истории Марса и его братьев земных.
Первый этап формирования Марса из протозимали, как и у Земли завершился около 4,5 млрд лет назад, когда его поверхность в результате метеоритной бомбардировки разогрелась и полностью расплавилась. Предполагают, что этап расплавленного состояния поверхности планеты продолжался относительно недолго - около 100 млн лет. За это время произошла гомогенизация, значительная гравитационная и ликвационная сепарация вещества на более тяжелые, обогащенные железом и никелем, и более легкие силикатные фракции. Последние, после остывания, сформировали кору Марса, состоящую в основном из оливиновых базальтов, пикритов, периодотитов и пироксенитов. В ходе процесса "вываривания" марсианской коры из расплава "выкипела" первичная достаточно плотная атмосфера. После остывания поверхности планеты часть атмосферы конденсировалась и сформировала гидросферу. Наиболее вероятно, что все эти процессы произошли достаточно быстро в геологическом времени. Плотная атмосфера стала служить надежным щитом планеты от множества мелких метеоритов, уже не долетающих до его поверхности, а сгорающих в атмосфере. Атмосфера также способствовала лучшему теплообмену и рассеянию локальных поверхностных температурных аномалий, возникающих в ходе импактогенеза. Тем не менее, планета продолжала получать тепловую энергию от взаимодействия с метеоритным веществом, но теперь эта энергия более равномерно поглощалась всей планетой и способствовала более глубокому прогреву подкорового вещества. Арена магматических процессов сместилась с поверхности Марса на гипабиссальные уровни. Более высокие температура и атмосферное давление сделали возможным наличие жидкой фазы воды. К формированию защитных систем терморегулирования "приступила" гидросфера - сформировался круговорот воды. В пределах марсианской гидросферы и атмосферы при активном участии биосферы сформировался цикл углерода - основной механизм терморегулирования планеты, хорошо "зарекомендовавший себя" в земных условиях на протяжении всего фанерозоя. Углеродные минеральные структуры, найденные в некоторых марсианских нахлитах указывают на происхождение их в ходе биогенных и биокосных процессов. Углеродные псевдоморфозы, сходные с земными бактериальными колониями, найденные во многих марсианских метеоритах [Герасименко и др., 1999], дают основание предполагать, что на планете, примерно в то же время, что и на Земле появились близкие по организации самоэволюционирующие органические структуры - цианобактерии, "занявшиеся поеданием (окислением)" первичного океана и поверхностных пород в зоне гипергенеза. Именно они являлись основой наиболее древних архейских земных экосистем.
Все эти процессы продолжались на Марсе не менее 1 млрд лет. Здесь имелся геологический круговорот, вероятно, географическая зональность и повторяемость процессов. Об устойчивых геологических ритмах свидетельствуют стратифицированные толщи с очень выдержанными мощностями пластов, вскрывающиеся в стенках марсианских каньонов». (Алексей Галанин, СВКНИИ ДВО РАН (Магадан, ул. Портовая, 10). «Сказки о Марсе, Земле и Жизни»). http://jupiters.narod.ru/news1-part2.htm

Date: 08 Apr 2004. Satellite: «Mars Express». Depicts: «Louros Valles». Copyright: ESA/DLR/FU (G. Neukum).
The image shows a system sapping channels, called Louros Valles (named in 1982 after river in Greece), south of the Ius Chasma canyon which runs west to east. The Ius Chasma belongs to the giant Valles Marineris canyon system. The Geryon Montes, visible at the northern images border, is a mountain range which divide the Ius Chasma into two parallel trenches. The dark deposits at the bottom of the Ius Chasma are possibly related to water and wind erosion. 'Sapping' is erosion by water that emerges from the ground as a spring or seeps from between layers of rock in a wall of a cliff, crater or other type of depression. The channel forms from water and debris running down the slope from the seepage area. This is known from similar features on Earth, but on Mars it is thought that most of the water had probably either evaporated or frozen by the time it reached the bottom of the slope. (http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?...)
Тема: «Различие в изотопных составах метеоритов и земных пород»
1. «Используя самую чувствительную технику, ученые обнаружили небольшую, но все-таки разницу в изотопных составах метеоритов и земных пород, причем разницу, которой не должно быть. Теперь устоявшаяся теория происхождения Земли 4,5 млрд. лет тому назад, согласно которой она возникла из равномерно перемешанных пылинок и льдинок, подлежит пересмотру - тогда произошло что-то более интересное. Что именно, пока непонятно». («Независимая газета», 11.01.2006). http://www.ng.ru/science/2006-01-11/11_scientists.html
2. Geochemical Turmoil.
«When researchers announced in June that they had detected isotopic differences between earthly and extraterrestrial rocks, geochemists had to scrap their long-standing view of how Earth formed and evolved. They no longer believe that thoroughly mixed dust and ice agglomerated 4.5 billion years ago to form an Earth that has remained more or less mixed ever since. Something more interesting must have happened.
Key to the cosmochemical revolution was new technology. In the early 1980s, researchers measured the ratio of neodymium isotopes both in the chondritic meteorites thought to represent the solar system's starting material and in rocks derived from Earth's interior. The neodymium ratios were the same, within analytical error, implying that chondritic meteorites and accessible parts of Earth still resemble the solar system's starting material. But advances in mass-spectrometer technology have whittled away at the error bars. When researchers measured the same sort of rocks this year, they found a 20-part-per-million difference that had been undetectable in the earlier scatter.
The minute isotopic difference has opened a yawning chasm between cosmochemists. One camp simply assumes that Earth got its makings from a part of the nascent solar system that happened to have a distinctive, nonchondritic composition. Others believe that the presolar nebula was compositionally uniform, not lumpy, but that shortly after Earth's formation, while its rock was still roiling in a "magma ocean," a portion enriched in heat-generating elements separated out and sank beyond geochemists' ken. Today, it may still lie between molten core and rocky mantle, its heat helping generate the core's magnetic field and sending plumes of hot rock toward the surface». («Science», 23 December 2005). http://sciencemag.org/cgi/content/full/310/5756/18...
3. Boyet, M. and R.W. Carlson. «142Nd evidence for early (>4.53 billion year) Global Differentiation of the Silicate Earth» («Science» 309, 576-581, 2005). http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/309/5734/576
4. Изотопные аномалии в досолнечных частицах.
«Еще недавно считалось, что первичное протопланетное газо-пылевое облако было химически и изотопно однородным. Как оказалось, первичное вещество Земли было очень изотопно-гетерогенным. В метеоритах обнаружены минеральные частицы с резкими изотопными аномалиями многих химических элементов. Такие частицы образовались в результате ядерных процессов в звездах». (Юрий Александрович Шуколюков, доктор химических наук, профессор, зав. лабораторией изотопной геохимии, космохимии и геохронологии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН. Автор 7 монографий и более 300 статей. «Звездная пыль в руках»). http://journal.issep.rssi.ru/page.php?year=1996&am...
5. Изотопный анализ и происхождение Солнечной системы.
«Выявление в составе метеоритов, главным образом в составе наиболее примитивных углистых хондритов, реликтов межзвездного вещества открывает возможность изучить вещество, явившееся предшественником Солнечной системы.
С другой стороны, известно, что по ряду важных признаков (изотопным составам элементов, соотношению летучих) вещество верхней оболочки Земли обнаруживает сродство с веществом углистых хондритов. В этой связи возможно, что вещество типа углистых хондритов поступило в значительной массе (расчет показывает, что эта масса имеет порядок массы земной коры) на поверхность Земли в конце ее формирования или в какой-то момент ее ранней истории. Углистые хондриты богаты не только углеродом, но и водой. Расчет показывает, что они могли стать источником всей воды на Земле. Время поступления углерода и воды на поверхность Земли есть время, когда появились первые предпосылки возникновения жизни. Углистые хондриты, как известно, содержат разнообразные органические соединения, включая аминокислоты, порфирины, нуклеотиды и т. п. Если органические соединения в составе выпавшего вещества могли хотя бы частично сохраниться, то это обусловило бы сразу высокий фон восстановленных соединений углерода, имеющих предбиологическое значение, в первичных водоемах. Тогда выстраивается непрерывная генетическая линия от форм углерода в межзвездной пыли и до первичных форм углерода на Земле. Исследование её является, на наш взгляд, важным подходом к пониманию происхождения жизни.
Механизм образования Земли и планет, дифференциации их на оболочки, формирования земного ядра, возникновения и эволюции континентов и океана все еще остается неясным даже в самых главных чертах». (При подготовке материала был использован материал статьи С. Эпстайна и Э. Галимова «Химия изотопов: от археологии Вселенной до экологического контроля»). http://sakramento3.narod.ru/zerkalo/izotop.htm
Тема: "Рождение системы «Земля - Луна»"
1.1. Земля формировалась из расплавленных астероидов.
«На заре Солнечной системы, когда ей было всего несколько десятков миллионов лет от роду, поверхность некоторых астероидов полностью скрывали океаны магмы - то есть расплавленных горных пород, - в то время как другие астероиды почему-то не плавились вообще.
Теперь появилось новое важное исследование, описывающее процесс формирования нашей собственной Земли из подобных расплавленных астероидов 4,5 миллиарда лет назад. Статья, написанная Ричардом Гринвудом (Richard Greenwood) и Яном Франчи (Ian Franchi) из Научно-исследовательского института планет и физики космоса британского Открытого университета (Open University's Planetary and Space Sciences Research Institute - PSSRI), опубликована 16 июня в журнале «Nature».
"Важность этого исследования определяется тем, что оно показывает: события и процессы, протекавшие на астероидах во времена рождения Солнечной системы, отразились на современном составе нашей планеты", - говорит Ричард Гринвуд.
Исследователи считают, что в хаосе ранней Солнечной системы, когда соударения между различными объектами были очень часты, некоторые астероиды испытали крупномасштабное плавление, на них даже формировались глубокие моря (до сотен километров глубиной), заполненные магмой. Другая возможная причина плавления астероидов - распад радиоактивных элементов в уплотнившемся пылевом диске (именно такой диск представляла собой тогда Солнечная система), вроде алюминия-26, изотопа, имеющего очень небольшой период полураспада - 700 тысяч лет. Такие расплавленные астероиды становились "слоистыми" - более легкие породы как бы всплывали на поверхность, тогда как более плотные камни опускались внутрь расплавленного астероида. И крупные небесные тела - такие, как Земля, - росли за счет объединения множества объектов меньшего размера. Таким образом существенное количество материала из внешних слоев расплавленных астероидов пошло на растущую Землю.
Утверждается, что детальное описание данных процессов позволит получить лучшее объяснение нынешнего состава Земли, чем все прежние теории, которые оперировали большими количествами легких элементов в плотном земном ядре или неизвестными протоматериалами. Подобные выводы основаны на анализе семейства метеоритов, которые предположительно прибыли с крупного астероида Веста (диаметром 530 километров) и с еще одного, пока не идентифицированного астероида. Выяснилось, что все метеориты из каждого источника имеют сходные соотношения изотопов кислорода, а это позволяет в свою очередь предположить, что оба астероида были когда-то почти полностью расплавлены. Исследователи из Открытого университета напоминают также и о недавних астрономических наблюдениях, свидетельствующих о важнейшей роли подобных процессов в формировании других планетных систем - вроде системы, обнаруженной у звезды Бета Живописца.
Новая работа, впрочем, пока еще не в силах объяснить, почему у иных астероидов не обнаруживается никаких следов плавления. Так, например, в случае крупнейшего из всех известных обитателей пояса астероидов - Цереры - диаметром 930 километров (далее по величине идут Паллада, Веста, Юнона) не найдено никаких свидетельств давней дифференциации». (Источники: Magma oceans sloshed across early asteroids - New Scientist. Earth Formed from Melted Asteroids - Universe Today.
Melting asteroids and the building blocks of early Earth - The Open University - News. 17.06.2005, 00:05). http://www.grani.ru/Society/Science/m.90861.html

The image above is a false color view of the asteroid 951 Gaspra taken by the «Galileo» spacecraft. Image credit: NASA/JPL. http://www.universetoday.com/am/uploads/2005-0615a...
1.2. Происхождение Земли.
«Не только О.Ю. Шмидт, но и В.И. Вернадский, Г.К. Юри, И.С. Шкловский, В.В. Белоусов, А.С. Монин и другие выдающиеся ученые полностью отвергали представление об образовании Земли из раскаленного газового сгустка. Земля не могла быть также расплавленной жидкой "каплей". По идее О. Ю. Шмидта, Земля формировалась из твердых холодных тел и вначале была холодной. Сейчас, после проделанных расчетов начальной температуры Земли, можно сказать, что наша планета никогда не была полностью расплавленной, а ее недра стали горячими уже в процессе роста. Наибольший вклад в первоначальный нагрев Земли давали удары крупнейших допланетных тел, энергия которых не полностью излучалась поверхностью, а частично накапливалась на глубине гигантских ударных кратеров в сотни и даже тысячи километров. Эти удары, кроме того, создавали первичные неоднородности в строении верхней мантии Земли. Дополнительными источниками разогрева Земли служили тепло радиоактивных источников и сжатие недр под давлением вышележащих слоев. К концу аккумуляции в верхней мантии Земли уже должны были находиться разогретые очаги с температурой порядка 1500 К, в которых происходило плавление силикатных пород и шел процесс сегрегации железа в земное ядро. При этом поверхность Земли никогда не разогревалась выше 350 К». (Е. Л. Рускол, доктор физико-математических наук, Объединенный институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. «Происхождение планет и спутников». «Земля и Вселенная» №2/2002). http://ziv.telescopes.ru/rubric/astronomy/index.ht...
2.1. Земля оказалась старше на несколько десятков миллионов лет.
«Профессор геохимии Гарвардского университета Стейн Якобсен (Stein Jacobsen) провел исследования целого ряда метеоритов, в разные годы обнаруженных на поверхности земли (на снимке вверху он держит хондритный метеорит Allende, найденный в Мексике в 1969 г.). В результате этих исследований ему удалось доказать, что наша планета Земля образовалась на 50-90 млн лет раньше, чем показали результаты предыдущих исследований.
Доказательства были найдены внутри метеоритов в содержащихся в них радиоактивных элементах, "тикающих" как часы миллионы и миллиарды лет. Точнее для исследований был использован гафний, редкоземельный металл, который в процессе радиоактивного распада превращается в один из изотопов вольфрама. По его содержанию и определяют, сколько времени распадался гафний. Правда, гафния хватает только на 50 млн лет, по истечении этого времени он весь превращается в вольфрам, но для первых 50 млн лет истории солнечной системы лучших "часов" сложно найти.
В итоге получилось, что большая часть Земли сформировалась всего на 10 млн лет после того, как вспыхнула звезда по имени Солнце, то есть 4 млрд 567 млн лет назад (предыдущие же измерения показали, что Земля на 60-100 млн лет моложе Солнца).
Кстати, Марс, скорее всего, "немного" (всего на 5 млн лет) старше Земли. Когда Земля была еще совсем молода (ей было около 20 млн лет) об нее ударился огромный "булыжник" размером около 6400 км в поперечнике, и от этого удара образовалось достаточно обломков для последующего формирования Луны (по данным исследований лунного грунта возраст Луны составляет 4 млрд 537 млн лет). А Земля после этого удара достраивалась газом и пылью, оставшимися после формирования Солнца. Причем твердая кора Земли образовалась не сразу, этот процесс завершился только через 90 млн лет после рождения самой планеты.
А первые "эмбрионы" планет солнечной системы образовались не позднее, чем через 100 тыс. лет после образования Солнца. Причем первыми планетами были Меркурий, Венера, Земля и Марс. Росли эти планеты с разной скоростью. Например, 65% Земли сформировалось в течение 10 млн лет».
(Текст: Е. Волынкина (по материалам SpaceDaily). Источник: РОЛ, 24 июля 2003 года). http://old.atlasaerospace.net/rolin.php3?file=03/0...
2.2. Российские геохимики вычислили возраст Земли.
«Российские ученые из Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского смогли осуществить первый экспериментальный анализ времени формирования земного ядра. Обсуждение открытия состоялось во вторник на заседании президиума РАН, передает Газета.ру.
Как сообщил академикам руководитель исследования доктор химических наук Юрий Костицын, «парадокс, но о возрасте внеземного вещества мы знаем гораздо точнее, чем о возрасте Земли. Возраст самого древнего твердого вещества в Солнечной системе, вкраплениях в углистые хондриты, датирован с точностью до миллиона лет и составляет 4,6 млрд. лет».
Российские геохимики решили применить новый метод изотопного анализа, основанный на сравнительно коротко живущих изотопах гафния и вольфрама. Ученые анализировали земные образцы, каменные и железные метеориты, а также лунный грунт. Новая методика, по словам академика Эрика Галимова, требует филигранной и тонкой экспериментальной работы.
Полученные промежуточные результаты таковы: если ядро Земли сформировалось мгновенно по «катастрофической» модели (такое возможно, если Земля какое-то время существовала в расплавленном виде), то произошло это через 36 млн. лет после формирования Земли и Солнечной системы.
Точкой рождения ученые считают 4,567 млрд. лет назад. Если же процесс образования ядра был растянут по времени (ядро сравнительно быстро формировалось, а потом процесс формирования экспоненциально затухал), то оно возникло примерно через 80 млн. лет после образования Земли.
Предложенная учеными из Института геохимии модель позволяет снять «свинцовый парадокс» и согласовать возраст Земли, полученный свинец-свинцовым изотопным методом и гафний-вольфрамовым. Предполагается, что свинец, возникший раньше сохранившегося, ушел в земное ядро.
Как сказал академик РАН Эрик Галимов, результаты работ Костицына могут привести сразу к нескольким новым интересным исследованиям.
Во-первых, ученые получили первый надежный научный инструмент, позволяющий заглянуть так далеко. Во-вторых, история формирования ядра может привести к новым данным о происхождении жизни на Земле. Ведь формирование ядра происходило с выделением огромного количества тепла, а также с процессами восстановления оксидов железа и никеля в металлы. Возможно, исследования помогут ответить на вопрос, почему месторождения металлов так неравномерно распределены по территории планеты. Поэтому президиум РАН одобрил работу группы Юрия Костицына «Реконструкция ранних этапов формирования Земли». (15.02.2006, 14:48). http://blotter.ru/news/article07ae4/default.asp
3. Земля возникла в одно мгновение?
«Новые геологические данные свидетельствуют о том, что Земля практически мгновенно - в геологическом масштабе времени - возникла такой, какой мы ее знаем теперь, с континентами и омывающими их океанами.
Это открытие в корне противоречит распространенным взглядам, согласно которым Земля на заре своего существования напоминала лунную пустыню или же была практически вся покрыта океаном, сообщает «TerraDaily». В сочетании с недавно установленным фактом того, что сложные многоклеточные живые организмы способны длительное время - как минимум недели - проводить в открытом космическом пространстве без видимого вреда для себя, новое открытие способно привести к существенному пересмотру наших представлений о сроках возникновения жизни на Земле.
К такому заключению ученые пришли после обнаружения редкоземельного металла гафния в породах горного массива Джек-Хиллс в Западной Австралии. Этот массив считается одним из самых древних на планете. Гафний обнаружен в сочетании с кристаллами циркония в скальных породах, возраст которых насчитывает почти 4,4 млрд. лет. Открытие стало результатом исследований, проведенных международной исследовательской группой при поддержке отдела экзобиологии НАСА.
«Результаты исследования подтверждают точку зрения, согласно которой континентальная кора формировалась 4,4-4,5 млрд. лет назад и быстро попадала в мантию», - сообщают ученые. Научную программу определения возраста Земли возглавляет проф. Марк Харрисон (Mark Harrison) из Австралийского национального университета. В международную группу входят также проф. Стивен Можис (Stephen Mojzsis) из университета Колорадо, а также сотрудники университетов Калифорнии, Лос-Анджелеса и Высшей нормальной школы Франции (Ecole Normale Superieure University).
Проведя радиометрическое датирование горных пород Джек-Хиллс, исследователи установили, что континенты окончательно сформировались на Земле уже в первые 500 млн. лет ее существования. «Все указывает на то, что в первые 100 млн. лет после рождения планеты на ней уже существовали материки, - комментирует проф. Можис. - Как будто Земля была сотворена в одно мгновение».
В 2001 году проф. Можис вместе с коллегами из университета Колорадо опубликовал результаты другого исследования, результаты которого позволяют сделать вывод о наличии водоемов на поверхности Земли примерно 4,3 млрд. лет назад. Его результаты приводят к обескураживающему результату - жизнь на Земле могла возникнуть гораздо раньше, чем считалось до сих пор. «Земная кора, океаны и атмосфера возникли на планете практически сразу, - комментирует проф. Можис, - а, следовательно, практически сразу возникла и среда, подходящая для развития жизни». (21.11.2005, 01:04, Мск). http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2005/11/2...
4. Столкновение планет у другой звезды поможет восстановить историю формирования нашей Солнечной системы.
«Астрономы обнаружили, что в 300 световых годах от Земли в созвездии Овен расположена звезда, вблизи которой, вероятно, произошла серьезная космическая катастрофа - столкновение планет. Судя по температуре и плотности пыли вблизи звезды, это случилось менее 1000 лет назад, за более длительный период космическая пыль была бы поглощена или рассеялась. Звезда BD+20 307 напоминает молодое Солнце, но чуть больше по размерам. Возраст этой системы оценивается в 300 миллионов лет и все планеты там уже должны были сформироваться. Тем не менее, звезда окружена в миллион раз большим количеством космической пыли.
Ее появление можно объяснить столкновением планет или крупных астероидов (в поперечнике не менее 300 км ), но пока ни одна из версий окончательно не доказана.
Большая часть пылевого облака сосредоточена на небольшом расстоянии от звезды - примерно там, где в Солнечной системе находятся Земля и Марс. Ученые убеждены, что столкнулись с редким явлением - т.к. диск из мелких частиц чаще окружает "молодые" звезды, рядом с которыми еще не успели сформироваться планеты.
Как пояснил Бенджамин Цукерман из университета Лос-Анджелеса, наша планета могла быть участником аналогичных событий. Считается, что более 4 миллиардов лет назад при столкновении сильно разогретой Земли с другим крупным небесным телом (размером с Марс) произошел выброс магмы в космос, в результате которого образовалась Луна. Однако, если бы удар был сильнее, "лунное вещество" рассеялось бы в виде пыли по орбите нашей планеты. И тогда она также была бы заметна с других звезд. Подобные явления могли так же происходить в поясе астероидов молодой Солнечной системы.
Открытие было сделано с помощью 10-метрового телескопа Keck I на Гавайских островах. Астрономы говорят, что оптический прибор выступил в качестве "машины времени", поскольку продемонстрировал возможное прошлое Солнца и Земли. Дополнительные сведения о необычной системе собираются извлечь из спектральных данных, и по результатам - судить о степени сходства небесных тел, разделенных расстоянием и разницей в возрасте». (Ссылки: lenta.ru/news/2005/07/21/collision, gemini.edu/index.php?option=content&task=view&id=138&Itemid=0&limit=1&limitstart=0) http://yastro.narod.ru/a_news116.htm
5. Ученые вычислили возраст Луны.
«Учёные уточнили, когда и как появилась Луна - благодаря группе немецких геохимиков, сопоставивших соотношение элементов в породе на Земле, Луне, Марсе и в метеоритах. Большинство астрономов придерживаются "кратерной" теории возникновения Луны: миллиарды лет назад нечто размером с Марс врезалось в Землю, выбросив в космос тучу каменных осколков, некоторые из которых, слившись друг с другом, и образовали Луну. Остальные осколки осыпались обратно на Землю. Но до сих пор было не ясно, какое количество вещества, составляющего Луну, попало на нее с Земли, а какое - от столкнувшегося с Землей тела. Диапазон оценок очень широк - от 11% до 90%. В результате анализа пород верхний предел количества в Луне вещества, столкнувшегося с Землей равен не более 65% ( как и в магме современной Земли ). К таким выводам ученые пришли после анализа соотношения в лунной породе ниобия и тантала. Эти вещества находятся в магме земного ядра, где они трудно отделимы друг от друга, поэтому соотношение этих веществ на Земле и Луне должно быть примерно одним и тем же.
При высоком давлении ниобий как бы "притягивается" к железу. Тантал таким свойством не обладает. Если ядро земли отделить от каменной мантии планеты, высокое давление земной гравитации затянет ниобий глубже в ядро. Анализ образцов породы дал ученым основания считать, что давление было достаточно высоким для разделения элементов, могло быть лишь при образовании Земли. Другие небесные тела слишком малы, чтобы создать столь сильное гравитационное давление. Поэтому по этим элементам легко определить количество земного материала в Луне. Исследуя образцы лунной и земной породы, пришли к выводу, что соотношение ниобия к танталу в силикатной мантии Луны составляет примерно 17:1, а в земной силикатной мантии оно чуть меньше 14:1. Исследователи предполагают, что часть земного ниобия находится в его железном ядре, а в мантии его поэтому меньше. Для Марса и метеоритов характерна цифра - около 20:1. Предположительно, что в столкнувшемся с землёй теле соотношение металлов было примерно равно марсианскому, а разница в соотношении элементов на Земле и Луне может быть результатом смешивания вещества земной мантии со столкнувшимся с ней телом.
Образование Луны произошло уже после того, как разделились мантия и ядро Земли, т.е. когда уже установилось современное соотношение ниобия и тантала. По результатам радиоизотопного датирования образцов лунной породы, ядро и мантия Луны разделились 4,530 миллиарда лет назад. Это время может считаться достоверным возрастом Луны, а значит, она имеет практически одинаковый возраст с Землёй». (ntr.ru). http://y-net.narod.ru/astro/a_news5.htm
6.1. История формирования поверхности Луны.
«Наиболее детально геологическая история поверхности Луны реконструирована Д. Вилхелмсом [9], и ниже мы придерживаемся его схемы с небольшими изменениями. Хотя среди определений абсолютного возраста лунных образцов есть отдельные значения свыше 4,4 млрд лет, группировки образцов с близкими возрастами (отражающие какие-то определенные события) появляются примерно с 4,2 млрд лет. Очевидно, до этого момента радиоактивные часы в породах слишком часто перезаводились ударными и эндогенными воздействиями. Поэтому предполагается, что становление коры закончилось между 4,4 и 4,2 млрд лет, неодновременно в разных местах. Какие структуры и в каком количестве существовали в то время, мы оценить не можем, так как все они практически стерты продолжавшейся интенсивной метеоритной бомбардировкой. Донектарский [9], или гиппарховский [3] период начинается с эпохи консолидации лунной коры и продолжается до начала формирования нектарских бассейнов. За это время было образовано около 3400 кратеров с диаметрами 30 - ЗОО км и 28 - 30 бассейнов поперечником свыше 300 км. Одни лишь бассейны с их выбросами соответствующих размеров должны были перекрыть до 85% поверхности. Структуры этого периода сильно разрушены, искажены и перекрыты, и самые древние из них разрушены настолько, что едва различаются. Поэтому нет оснований считать, что бассейны этого и последующего периодов созданы каким-то всплеском бомбардировки - просто все более древние формы исчезли. Нектарский период - это время формирования 10 - 12 относительно хорошо сохранившихся бассейнов; у бассейнов морей Нектара, Кризисов и Влажности различается часть полей выбросов с их первичной скульптурой и скопления вторичных кратеров. Кратеры этого периода называются также птолемеевскими [3], их должно было образоваться примерно в 2,5 раза меньше, чем гиппарховских (в тех же интервалак размеров). Обычно они имеют хорошо выраженные валы и центральные горки и несколько заглубленные днища (относительно окружающей местности). Абсолютные возрасты бассейнов определялись по образцам «Аполлонов» и «Луны-20», которые предположительно относятся к толщам выбросов морей Нектара, Кризисов и Ясности. Они колеблются в пределах 3,85 - 3,95 млрд лет, но более узкие пределы датировок представляются проблематичными, поскольку не вполне ясно, действительно ли именно эти образцы характеризуют толщи выбросов из названных морей. Еще неопределеннее возраст базальтов, заполняющих нектарские и донектарские бассейны, поскольку остались неопробованными и самые древние и самые молодые лавы; судя по плотности кратеров и по возрастам базальтов, опробованных в отдельных точках, вулканическая активность, видимо, начиналась вскоре после образования бассейна и продолжалась сотни миллионов лет после этого.
Имбрийский период включает образование двух крупнейших бассейнов - Моря Дождей около 3,85 млрд лет (по датировке его выбросов в местах посадок «Аполлонов» и Моря Восточного примерно на 50 млн лет позже (по подсчетам плотностей кратеров) и заполнение этих и ряда других бассейнов базальтами с возрастами 3,2 - 2,5 млрд лет.
Д. Вилхелмс [8, 9] называет первый этап раннеимбрийским, второй - позднеимбрийским. В границы позднеимбрийского этапа попадает также популяция так называемых архимедовских кратеров, образованных после этих двух крупных бассейнов, но до заполнения их базальтами или синхронно с излияниями. Очевидно, в этот этап максимальных излияний появилось и большинство вулканических кратеров и вулканов и морях и на материках. Надо отметить, что несмотря на сравнительно небольшую разницу в абсолютных возрастах этих двух басейнов Море Восточное выглядит гораздо свежее, чем Море Дождей. Видимо, это объясняется тем, что при образовании каждого нового бассейна грандиозные пунотрясения, сопровождавшие удар, приводили к значительной деградации предшествующих структур.
Эратосфенский период приблизительно с 2,5 до 1 млрд лет характеризуется образованием относительно редких ударных кратеров, не перекрытых лавами, сохранивших первичную скульптуру вала и вторичные кратеры, но утративших светлые лучевые системы. Метеоритный поток к концу этого интервала, видимо, дошел до современного уровня. На отдельных участках спорадические излияния лав продолжались до конца периода [5]. Коперниковский период - время формирования самых молодых ударных кратеров с неразрушенными светлыми лучевыми системами. Абсолютный возраст вещества, предположительно выброшенного из ранних коперниковских кратеров, вероятно, лежит в пределах 0,8 - 1,3 млрд лет, возраст одного из самых молодых крупных кратеров Тихо, оцениваемый по плотности кратеров, - от 20 - 40 до 100 млн лет. На днищах и валах крупных коперниковских кратеров видны вулканические структуры, которые, судя по некоторым признакам, формировались длительное время. Однако литосфера к началу этого периода достигла мощности сотен километров, что ограничивало возможность подачи расплавов на поверхность. Возможно, масштабы ударного плавления под крупными кратерами были больше, чем принято считать. Таким образом, к настоящему времени довольно хорошо установлены относительная роль ударных и вулканических процессов на Луне и особенности ударных и эндогенных структур, выяснено в общих чертах строение лунной оболочки и построена хронологическая шкала этапов формирования ее поверхности. В то же время до сих пор не существует хороших фотографий полярных областей и обширных территорий на обратной стороне, особенно к западу от Моря Восточного. Геохимическая съемка с орбиты отражает лишь общий характер пород поверхности и проведена только в относительно узкой полосе вдоль трасс орбитальных модулей «Аполлонов». Вариации мощности коры, неоднородности ее строения и тем более строения мантии остаются во многом предметом догадок и требуют дополнительных сейсмических и гравиметрических исследований; нужны также и магнитометрические исследования. Остаются неопробованными состав и абсолютные возрасты некоторыми типов лунных пород. Шкала событий древнее 3,9 млрд лет требует дальнейшей калибровки. До сих пор остаются неясными состав и происхождение таких широко распространенных на поверхности образований, как формация Кейли. Все это оставляет на будущее достаточно широкое поле исследований».
Список литературы
1) Вулканизм и тектоника Луны. М.: Наука, 1974. 252 с.;
2) Галкин И. Н. Геофизика Луны. М.: Наука, 1978.;
3) Проблемы геологии. М.: Наука, 1969.;
4) Суханов А.Л. О структурных обрамлениях лунных морей//Геотектоника. 1979. N 4. С. 3 - 18.;
5) Schultz P.Н., Spudis Р. D. Beginning and end of lunar шаге volcanism // Nature. 1983. V. 302. N 5905. Р. 233-236.;
6) Taylor S. R. Lunar science а post-Apollo view.N.Y.: Pergamon Ргеss, 1975. 372 р.;
7) Toksoz M.N. Lunar and planetary seismo-logy // Revs. Geophys. and Space Phys. 1975. V. 13. N ;.
8) Wilhelms D. Е., McCanley J. Р. Geologic map of the near side of the Moon// Geol. Surv. 1973.;
9) Wilhelms D. Е. The geologic history of the Мооп // US Geol. Surv. Prof. Рарег. Wash. 1987. V. 1348. 302 р.
(Геологический институт АН СССР). http://www.arracis.com.ua/moon/m141.html
6.2. Заострённые горы омолодили Луну неизвестным газом.
«Луна, которая кажется совершенно застывшей и безжизненной, ранее проявляла признаки вулканической активности. Как выяснилось, это было совсем недавно - по астрономическим меркам, конечно. Важно то, что разница между прежней датировкой и новой оказалась нешуточной - целых три порядка! В работе под руководством профессора Питера Шульца (Peter H. Schultz), некогда участвовавшего в проекте Deep Impact, принимали участие учёные Института планетарных наук (Planetary Science Institute) и университета Брауна (Brown University).
Своё внимание исследователи сконцентрировали на области под названием Ina - в этом районе протяжённостью около трёх километров находятся горы вулканического происхождения. Это место на Луне астрономы смогли обнаружить на снимках, полученных во время миссий Apollo. Кстати, в основном в работе использовались фотографии именно тех времён. Эти данные учёные совместили с самыми новыми спектрометрическими данными.
Итак, об Ina. Первое, что привлекло внимание Шульца, -удивительная чёткость рельефа. "Эти острые, как лезвия, горы, - именно такое сравнение использовал профессор, объясняя свой интерес к этой зоне, - не могли оставаться в таком виде долго. Они должны были разрушиться за каких-нибудь 50 миллионов лет". На Земле ветер и вода довольно быстро разрушили бы подобные структуры. На Луне, как мы знаем, таких факторов нет, но зато она подвергается непрерывной бомбардировке космическими объектами вроде крошечных астероидов. А это приводит практически к такому же эффекту, что и земная эрозия. Сравнивая точные масштабные изображения Ina с другими участками лунной поверхности (куда более "потёртыми"), учёные оценили возраст этих гор примерно в 2 миллиона лет.

1 - горы Ina, 2 - Западный кратер, 3 - Озеро Счастья. Спектрография лунной поверхности показала,
что чем моложе порода, тем выше частота освещения, при которой отражательная способность
максимальна. Самые молодые участки соответствуют частоте 950 нанометров, и они обозначены
"более зелёным"; более взрослые - синим (750 нанометров); самые старые выделены красным и
соответствуют 415 нанометрам (иллюстрация Peter H. Schultz, Matthew I. Staid and Carlé M. Pieters).
Другим доказательством относительно небольшого возраста поверхности Ina оказалось то, что там совсем мало следов столкновений с астероидами. Исследователям удалось заметить всего два кратера диаметром более 30 метров, приходящихся на 8 квадратных километров всей структуры.
Третьим подтверждением гипотезы о недавней вулканической активности стали данные спектрометрического анализа вышеупомянутых относительно свежих кратеров. В ходе этой части исследования учитывалось, каким образом может меняться отражательная способность горной породы со временем в зависимости от содержания воды (которой на Луне совсем немного).
Исходя из полученных данных, учёные смогли сделать вывод о том, что этот рельеф исключительно молод и, вероятно, кратеры сформировались совсем недавно. Всё это свидетельствует о том, что эта область достаточно новая и сформировалась не иначе как в результате геологической активности.
В районе Ina не замечено застывшей магмы. Однако, по словам учёных, вулканическая деятельность проявлялась в сильном истечении газов. Исследователи уверены, что активность Луны в последнее время протекала преимущественно в такой форме. Косвенным подтверждением активности служит тот факт, что Ina находится в месте пересечения двух борозд на поверхности; точно так же располагаются многие геологически активные зоны и на Земле.

Детальный снимок гор Ina. На фотографии на врезке, сделанной в тот момент, когда Солнце
освещало Ina под малым углом, изображение получилось очень контрастным, и хорошо
видно, что горный рельеф действительно довольно "острый" (иллюстрация NASA).
Особенности этой зоны очень специфичны, но Шульц и его команда уверяют, что она не единственная - они считают, что нашли на лунной поверхности как минимум четыре подобных места (которые, кстати, находятся на тех же бороздах). Активность там наблюдалась в период от 1 до 10 миллионов лет назад. В космическом масштабе это практически "то же, что и вчера", говорит Шульц.
Это не идёт ни в какое сравнение с датой, называемой астрофизиками прежде: ранее астрономы были уверены, что всякая вулканическая деятельность прекратилась на нашем спутнике 3,2 миллиарда лет назад. Такая датировка уже сопоставима с возрастом Земли (а значит, раньше речь шла явно не о "вчера").
Шульц обращает внимание на то, что в течение многих лет астрономы-любители нередко рассказывали об облаках дыма и свечении на Луне. Но эти сообщения опровергались профессионалами, утверждавшими, что Луна давно мертва. Профессор уверен, что будущее исследований - в совместной координированной работе обеих сторон.
Возможные явления могли быть связаны с выбросами газа, которого, по мнению Шульца и его коллег, под поверхностью Селены очень много. Газ сам по себе не виден, но подбрасывает пыль, что может наблюдать с Земли всего полминуты. А такие случаи, замеченные любителями, свидетельствуют о некоторой "живости" Луны и в наши дни...
Участники исследования пока не знают, о каком газе идёт речь. Но они считают, что мониторинг лунной активности (в том числе, основанный на земных наблюдениях) поможет найти ответ. Учёные полагают, что информация о составе этого газа будет чрезвычайно важной. Они думают, что благодаря ей можно будет многое узнать о лунных событиях, происходивших 4-4,5 миллиарда лет назад. Луна не так уж далека, но всё же не очень верится, что на ней остались столь очевидные следы вулканической активности. Развеять последние сомнения будет можно, только посмотрев на наш спутник во время прогулки по нему». (9 ноября 2006 года). http://www.membrana.ru/articles/global/2006/11/09/...
7.1. «Nieuwe foto's van de maan door «SMART-1». Er zij weer nieuwe foto's door «SMART-1» genomen. Vorige week waren er ook foto's. Deze foto lijkt net omgekeerd (de kraters lijken net uitstulpingen en de bergen kraters) maar als je goed kijkt kan je er toch wel een goede foto in zien. Hij is ook gemaakt met het AMIE instrument op 29 december 2004. HIj toont (midden links) de Brianchon krater en (midden onder) de Pascal krater». (28 januari 2005). http://hetheelal.web-log.nl/categorie/229

(http://www.esa.int/esaMI/SMART-1/SEMJHDO3E4E_3.htm...)
7.2. Giant Impact Crater on the Moon.

«This image was acquired on the «Lunar Orbiter 2» Mission. It shows the limb of the Copernicus Impact Crater. Copernicus is 93 km wide and is located within the Mare Imbrium Basin, northern nearside of the Moon (10 degrees N., 20 degrees W.). Image shows crater floor, floor mounds, rim, and rayed ejecta. Rays from the ejecta are superposed on all other surrounding terrains, which places the crater in its namesake age group: the Copernican system, established as the youngest assemblage of rocks on the Moon». http://www.space.com/php/multimedia/imagegallery/i...

(http://www.starrynight.com/promo/newpack_images/ct...)
8. Происхождение Луны. Российская концепция против «американской» (Э.М. Галимов, академик, ГЕОХИ РАН. "Земля и Вселенная", №6/2005). http://ziv.telescopes.ru/rubric/astronomy/index.ht...
9. Повивальные бабки Земли.
Как "слепить" Землю за сто миллионов лет?
«...Этот способ моделирования описал в 1969 году в своей книге В.С.Сафронов. В ней утверждалось, что в начале своего развития Земля не была огненно-жидким шаром, а представляла собой достаточно холодное образование. И если внутри нее и были разогретые участки, то это были магматические очаги, но в целом расплавленной Земля не была. Однако в этом фундаменте еще в семидесятые годы образовалась трещина. Дело в том, что по расчетам Андрея Витязева, "В.С.Сафронов существенно занизил оценки размеров крупнейших тел, падающих на Землю". Ученые предполагал, что максимальный диаметр тел, которые сталкивались с нашей молодой планетой, составлял не более ста километров. Однако, по расчетам Андрея Витязева, вполне вероятными были катастрофы, когда встречались тела с лунными размерами. Этот просчет в сложной модели развития Земли неминуемо привел к недоучету температуры, которая была внутри Земли. "В реальности эта цифра оказалась всего-то на какие-то сотни градусов больше, - объясняет Андрей Витязев, - но это уже радикально меняло ситуацию".
И в конце семидесятых годов стало ясно, что эти пресловутые сотни градусов позволили начаться эволюции Земли еще в ходе ее формирования. И в то время, когда внутри планеты уже началась дифференциация вещества, по ее поверхности все еще "стучали" метеориты и астероиды, которые одновременно привносили различные газы, а часть их удаляли. Однако это был всего лишь один из гвоздей, забитых в прошлые теории формирования Земли. За последнее десятилетие произошло еще два события, которые коренным образом изменили наши представления о ранней эволюции Земли. Первое, и, пожалуй, самое интересное - это открытие астрофизиками около сотни газопылевых дисков около молодых звезд солнечного типа. Эти диски оказались такой же массы и таких же размеров, как и диск около нашего молодого Солнца. Теперь, на взгляд Андрея Витязева можно говорить, что "происхождение системы планет достаточно общее явление в Галактике. У меня была работа с Галиной Викторовной Печерниковой, в которой мы писали о том, что столкновение тел, которые рождают планеты, можно наблюдать современными средствами и видны не только диски, освещаемые звездой, но и более поздние стадии формирования планет".
Другое открытие заключается в доказательстве того, что наблюдаемые кратеры на твердых поверхностях многих планет и спутников - это лишь последние следы, по которым можно восстановить только часть спектра относительно маломассивных тел, формировавших планеты. А промежуточные по своим размерам тела, которые и определили общее число планет Солнечной системы, особенности их орбит, исчезли в катастрофических столкновениях.
Однако, оставался нерешенным вопрос о происхождении Луны. До недавнего времени было два решения этой проблемы: Луна оторвана от Земли , и Луна была сформирована неизвестно где и была впоследствии "захвачена" Землей. Интерес к нашему спутнику не случаен: по мнению многих ученых, именно ответ на вопрос: почему около Земли вертится Луна с составом близким к ахондритам (к одной из разновидности дифференцированных метеоритов), может оказаться ключевым для понимания ранней истории формирования нашей планеты.
Луна - свалка земной истории.
В те далекие времена - четыре с половиной миллиарда лет назад - наша Земля представляла из себя планету по внешнему виду похожую на современную Луну. Огромные кратеры были покрыты сверху мощным слоем пыли и осколков, образовавшихся после ударов метеоритов. Этот унылый пейзаж первозданной Земли часто нарушался падением на ее поверхность разнообразных тел. После их ударов в образовавшихся кратерах появлялись своеобразные озера расплавов. Но и они быстро остывали, затягиваясь сверху твердой коркой.
До недавнего времени считалось, что любое падающее на протоЗемлю тело так и остается на ней, как бы прилипая. Но оказалось, что это слишком большое допущение - что-то ведь и должно "отскакивать" от планеты, тем более современной атмосферы еще не существовало. Андрей Витязев и его сотрудники вычислили, что при ударе о Землю тела оставляли на ней около девяноста девяти процентов своей массы. Но именно за счет ничтожных процентов, которые выбрасывались на многие тысячи километры вверх, и сформировалась Луна. Этот растущий протолунный рой вокруг Земли предусматривал еще О.Ю.Шмидт, однако сейчас выяснилось, что он постоянно подпитывался и веществом с самой планеты. А относительно малая скорость осколков в этом рое увеличивает вероятность захвата в него все нового вещества из допланетного диска и препятствует оттоку из него тел на земную поверхность. Этим, по расчетам ученых, и объясняется большая масса Луны и параметры вращения системы Земля-Луна.
Но почему мы не наблюдаем такую же картину вокруг других планет ? По расчетам Андрея Витязева и его коллег, во внешней зоне Солнечной системы такой механизм образования спутников неэффективен из-за незначительного увеличения плотности доспупутниковых роев, окружавших планеты. Неэффективен он и для Марса, поскольку в его зоне, контролируемой Юпитером, тела имеют большую скорость и, разрушая доспутниковый рой, позволили ему набрать вещество лишь на небольшие Фобос и Деймос. Меркурий и Венера также подвергались бомбардировке тел с большими скоростями и должны были иметь свои доспутниковые рои. Отсутствие же даже небольших спутников у этих планет объясняется их выпадением на Меркурий и Венеру, заторможенных приливным взаимодействием с Солнцем.
Жизнь, как счастливое стечение обстоятельств.
Земля оказалась своего рода исключением в ряду планет Солнечной системы. Только она одна приобрела себе массивный спутник за счет остатков ударяющихся о нее тел. Однако, как вы помните, мы предположили, что разгадка понимания ранней истории формирования Земли заключена в тайне образования Луны.
Если бы Луна образовалась не из остатков метеоритов и астероидов, то, значит, их было не так много, а следовательно их бы не хватило на быстрый разогрев Земли. Но, по мнению Андрея Витязева, как раз этого "добра" падало на Землю достаточно и для самой планеты и для образования ее спутника. Ученые рассчитали, что в то время, когда масса Земли постепенно приближалась к семидесяти процентам от современной, скорости тел, ударяющихся о поверхность планеты прото - Земли, достигли такого уровня, что вызвали не только появление отдельных участков расплава, но и перемешивали своими ударами слой до тысячи километров глубиной! (Современный радиус Земли приблизительно равен шести с половиной тысячам километров).
Но уже при росте массы Земли от с 0,7 до 0,95 процентов ее современной величины, средняя толщина слоя ударного перемешивания уже уменьшается от тысячи до первых сотен километров. Таким образом, на основной стадии формирования протоЗемли лишь низы примитивной мантии не будут подвержены влиянию ударов разнообразных тел. Хотя, на взгляд Андрея Витязева, пока преждевременно говорить о преемственности - примитивной и современной - нижних мантий. Очевидно следующее: вопреки широко распространенным моделям формирования Земли - "холодная начальная Земля" или "магматический океан" - должна рассматриваться компромиссная, но более сложная модель "умеренно горячей первичной Земли".
Стараниями постоянно падающих тел, постепенно, набирая обороты, начался прогрев Земли, достигая тысячи градусов на глубинах около тысячи километров, происходила дифференциация вещества, словом, все то, что можно назвать началом развития планеты. "В этой связи уместно вспомнить некоторые наши расчеты, согласно которым, если происходит выброс одного процента вещества из Земли, то в результате, к концу бомбардировки по массе, это составит одну - две коры современной Земли, замечает Андрей Витязев. Поэтому формирование примитивной коры Земли связано с образованием Луны. Так как в растущей дифференцирующейся Земле соединения железа уходили к центру, а к поверхности поднималось вещество, которое преимущественно и выбивалось метеоритами".
Вполне естественно, что с течением времени под первичной поверхностью Земли - пока примитивной корой, которая подвергалась ударам многочисленных тел - происходила термогравитационная конвекция: тяжелое двигалось вниз, легкое наверх. Это движение так бы и происходило до сегодняшнего дня, как это случилось на ранних стадиях с Марсом или Венерой. Однако на их поверхности нет рифтов и движущихся континентов, несмотря на то, что первичный материал, из которого сформировались все планеты солнечной, системы был почти один и тот же.
"На Земле, в отличие от Марса и от Венеры, были водные бассейны, - отвечает Андрей Витязев. - Образовались осадочные породы и затем, в процессе метаморфизации, они превращались в граниты. Иными словами, кроме базальтовых кор на Земле получились граниты". А гранитная кора отличается тем, что она легче и может образовывать достаточно "легкие" континенты, плавающие на более плотных базальтах.
С другой стороны, для того, чтобы происходило движение пусть даже и базальтовых плит по поверхности планеты, необходимо перемещение вещества под ней. На остывшем Марсе этот механизм не работает, в отличие от Венеры. Тем не менее, континентов подобно земным на ней нет. Потому что на Венере отсутствуют все те же океаны. Нет даже льда, который лежал бы на базальтах, и движение одного типа коры относительно другого все равно бы состоялось, пусть бы это и называлось тектоникой ледяных плит.
Вода, главный "виновник" появления гранитов на Земле появилась на нашей планете тоже благодаря уникальному стечению обстоятельств. Которых не было на других планетах. Дело в том, что Земля располагается "всего" на 0,28 астрономической единицы дальше от Солнца, чем Венера. К тому же современный солнечный поток больше первоначального на двадцать процентов. "Много это или мало? - задает риторический вопрос Андрей Витязев. - Казалось бы, небольшая разница, какая средняя температура у вас на планете - минус десять градусов или плюс десять. Но это не все равно для нас. На Венере средняя температура двадцать пять - тридцать градусов, к тому же парниковый эффект приводит к дополнительному разогреву атмосферы. А на Земле постоянная температура плюс пятнадцать и все время существовали теплые области".
Текучая вода на поверхности оказалась только на одной планете, только на ней появились граниты, которые были включены в сложный процесс дифференциации вещества, начавшийся после массивной бомбардировки протоЗемли астероидами и метеоритами. Но стоило только появиться первой гранитной выплавке, как тут же из нее были "построены" первые континенты. Именно они, по мнению профессора, доктора физико-математических наук Валерия Петровича Трубицина (о его работах - в следующей статье этого цикла) подобно ледоколам перемещаясь по Земле, вспарывают ее недра до самого ядра. Только они управляют процессами возникновения или затухания потоков из самых глубин мантии. Не будь на Земле континентов, не было бы того целостного и упорядоченного механизма, который все перемешал внутри нашей планеты. С другой стороны, движение твердых плит строго закономерно, и однажды возникнув, они неминуемо должны были вновь и вновь образовывать суперконтиненты, чтобы затем расходиться в разные стороны. Количество континентов, их форма могла быть произвольной, но однажды образовавшись, они уже запустили современный геодинамический "котел" внутри Земли». (Дата публикации: 2004-10-02). http://wonderland.com.ru/page-526.html
10. Почему Луна не из чугуна?
«Представьте себе картину: на медленно вращающейся в обратную сторону Земле под плотной углекислой атмосферой, при высокой, до 90-100 градусов, температуре живут примитивные одноклеточные организмы. Нет, это не начало фантастического романа, а вполне реальная картина, которая могла бы быть на Земле, если бы не... Если бы не Луна.
Да-да, та самая Луна, на которой побывали и автоматические межпланетные корабли, и американские астронавты. Луна, о которой так много известно и ничего не известно. Как Луна стала верной спутницей Земли? Почему ее средняя плотность значительно меньше плотности главной планеты? Каково влияние Луны на эволюцию Земли и наоборот?
Именно поиски ответов на эти вопросы привели российских геофизиков, академиков Олега Сорохтина и Сергея Ушакова к интересным результатам.
Как ни странно, на мысль о далеко не "мирных" отношениях Земли и ее спутника навела сама Луна. Вернее, ее состав и строение, которые очень сильно отличаются от земных. Луна содержит лишь около пяти процентов железа, а ее соседка - 37 процентов. Кроме того, у Луны практически нет плотного железного ядра, а лунная кора очень мощная и состоит из легких пород - анортозитов, образующихся из базальтовых магм. Отсюда следует, что Луна когда-то полностью расплавилась, тогда как Земля вообще не испытывала полного расплавления.
Сказанное уверенно подтверждается свинцово-изотопными соотношениями в лунных и земных породах, а также многими другими геологическими и геохимическими данными. В частности, если бы Земля подобно Луне в свое время подверглась полному расплавлению, то тогда же произошла бы и ее полная дифференциация с выделением плотного железистого ядра и образованием мощной (около 80 километров) анортозитовой коры, в которую переместились бы все радиоактивные элементы, а сама Земля, лишившись внутренних источников энергии, превратилась бы в тектонически мертвую планету, какой, например, стала Луна.
Но главный вопрос - куда подевалось лунное железо и другие связанные с ним элементы? Этот феномен пробовали объяснять различными гипотезами образования Луны, но ни одна из них так и не смогла удовлетворить сразу всему спектру наших - теперь больших - знаний о Луне при одновременном строгом соблюдении законов физики.
Эти обстоятельства заставили академиков Олега Сорохтина и Сергея Ушакова разработать новую гипотезу формирования Луны, согласно которой она образовалась за счет разрушения более крупной планеты - Протолуны.
"Вероятнее всего, говорит Олег Сорохтин, около 4,6 миллиарда лет назад эта планета-спутник была захвачена с близлежащей орбиты растущей и значительно более массивной Протоземлей. При такой ситуации одновременного формирования на близких орбитах двойной планеты гравитационный захват становится вполне вероятным. За счет сопровождающих захват интенсивных приливных деформаций Протолуна должна была сильно разогреться и полностью расплавиться. Этим объясняется происхождение анортозитовой коры на Луне.
В противоположность этому значительно более массивная Протоземля, благодаря приливным взаимодействиям, лишь немного прогрелась (без какого-либо плавления), но зато они раскрутили ее в направлении вращения Протолуны. При этом, как следует из законов небесной механики, раскручивая центральную планету, Протолуна неизбежно сама приближалась к ней".
Конечно, такие маневры в пространстве не прошли даром для нашего спутника. Только за счет приливных деформаций Протолуны во время ее приближения к Протоземле температура этой планеты-спутника повысилась на 1700-3000 градусов. Поэтому, даже несмотря на интенсивное поверхностное охлаждение, Протолуна после ее захвата Протоземлей неизбежно должна была полностью расплавиться и сильно перегреться. В те времена она, видимо, светилась темно-красным светом и в связи со своими кажущимися огромными размерами заметно обогревала земную поверхность. Временами на лунном диске вспыхивали ярко светящиеся пятна и зигзагообразные полосы раскаленной магмы, излившейся на поверхность при падении на Протолуну метеоритных тел из околоземного спутникового роя.
- Вероятно, это было похоже на красный шар на фоне темной Протоземли? - интересуюсь я у Олега Сорохтина.
- Не совсем так, - поправляет он. - С приближением спутника к планете его тело все больше деформировалось приливными силами и вытягивалось подобно огурцу вдоль продольной оси, направленной к центральной планете. Начиная с некоторого расстояния, называемого пределом Роша и в данном случае равного примерно 17 000 километров (расстояние от Лондона до Сиднея!), приливная сила, действующая на спутник со стороны Центральной планеты, становилась больше силы его самогравитации, и спутник начал разрушаться.
Тогда сорванное с поверхности Протолуны вещество в виде мелких "брызг" устремилось по широкой спирали к Протоземле. И в какие-то промежутки времени вокруг молодой Земли, возможно, существовали кольца вращающихся мелких метеоритных тел, подобных кольцам Сатурна.
Но как только приливное ускорение и ускорение силы тяжести на поверхности протолунного ядра сравнялись между собой, возникли заметные растягивающие напряжения, способные разорвать Протолуну на части. Тогда-то и произошел, по мнению российских ученых, катастрофический разрыв этой планеты, и большая часть ее плотного железного ядра устремилась к Земле.
Несколько иронизируя, можно сказать: именно тогда "Луна осталась без чугуна". С этого момента на околоземной орбите возникла Луна - вечный и верный спутник нашей планеты, но образовалась она ценой разрушения более крупной материнской планеты - Протолуны. Весь процесс сближения планет занял около пятнадцати тысяч лет, а само разрушение Протолуны происходило очень быстро, всего за восемьдесят - сто лет.
По мере удаления от Земли форма молодой Луны быстро менялась от вытянутого трехосного эллипсоида к сфероидальной, Столь сильное и резкое изменение кривизны лунной поверхности за короткое время неизбежно должно было приводить к интенсивному растрескиванию и разламыванию еще тонкой лунной коры. По этим трещинам и расколам на поверхность Луны в изобилии поступали легкие анортозитовые расплавы. Примерно через 200 миллионов лет после своего образования Луна уже удалилась от Земли на расстояние приблизительно в 120 000 километров. К этому времени мощность ее коры увеличилась до 80 километров, и лунный магматизм практически прекратился.
Условия же на молодой Земле сразу после расставания с Луной были весьма необычными. Судите сами. Желтое, слабо греющее Солнце всего за три часа пересекало небосвод. С тем чтобы еще через три часа вновь взойти с Востока над безжизненным горизонтом Земли. Непривычными были и видимые размеры Луны - они приблизительно в 300-350 раз превышали современные. Впрочем, обстановка на поверхности нашей планеты вовсе не располагала к наблюдениям - дышать мы с вами не смогли бы, ведь атмосферы на Земле тогда практически не было, ее давление в те далекие времена составляло всего одну пятидесятитысячную долю от современного, да и состояла она только из благородных газов. Непривычными были и сильнейшие землетрясения, вызываемые интенсивными приливными деформациями. Они постоянно, раз в 9-10 часов, буквально сотрясали первозданный земной ландшафт, ведь приливы твердой Земли тогда достигали почти километровой высоты. Пустынный пейзаж первозданной Земли временами нарушался беззвучно падающими "обломками" Протолуны. Частота падений таких тел со временем быстро сокращалась. И лишь в экваториальной зоне молодой Земли продолжали выпадать из спутниковых роев недавно разрушенной Протолуны обильные, буквально ливневые потоки каменных и железистых обломков.
Сразу же после своего образования как планеты Земля медленно вращалась в направлении, противоположном современному. После встречи с Протолуной Земля изменила не только направление вращения, но и раскрутилась до предельной скорости. Наша планета имела тогда в году 1460 дней, правда всего по шесть часов каждый, Но после "размежевания" с Луной скорость вращения нашей планеты за счет приливного торможения стала уменьшаться и постепенно приобрела современное значение. Впрочем, все, что говорилось, - лишь "присказка". Самое важное, по мнению академиков Олега Сорохтина и Сергея Ушакова, заключается в том, что появление Протолуны на близкой околоземной орбите ускорило тектоническое развитие Земли.
Мы уже говорили, что после "накачивания" приливной энергии в первичную Землю, в ее верхней мантии возникли слои расплавов. Вот в них-то около 4 миллиардов лет назад, по мнению ученых, и зародился процесс дифференциации земного вещества с отделением плотных расплавов железа от силикатов. Далее, уже за счет выделения собственной гравитационной энергии, процесс этот стал расширяться и углубляться, пока, наконец, в самом конце архея, около 2,6 миллиарда лет назад, он не завершился образованием плотного окисло-железного земного ядра. "Процесс плотностного разделения земных недр, - говорит Олег Сорохтин, - наиболее мощный из всех других развивающихся в Земле энергетических процессов. Поэтому он и определяет тектоническую активность нашей планеты, включая процессы формирования океанов и континентов, их дрейф, горообразование, землетрясения, вулканические извержения, дегазацию мантии, образование атмосферы и многие другие грандиозные явления, происходившие в недрах и на поверхности Земли".
Сейчас процесс химико-плотностной дифференциации земных недр развивается самостоятельно, но "спусковым" механизмом, запустившим этот процесс, послужила Луна, вернее, та приливная энергия, которую Луна передала Земле еще на заре ее развития.
Именно по этой причине вскоре после возникновения астеносферы произошли и первые базальтовые излияния, быстро охватившие всю экваториальную, а потом и тропические зоны Земли. Вместе с базальтовым вулканизмом началась и дегазация мантии. Под влиянием конвективных течений в перегретом веществе верхней мантии молодая и тонкая базальтовая литосфера вскоре оказалась разбитой на множество мелких пластин. Следовательно, возможно, что около 3,8 миллиарда лет назад уже появились первые пологие срединно-океанические хребты и рифтовые зоны, в которых начала формироваться базальтовая океаническая кора. Тогда-то и начал меняться ландшафт Земли. Первозданная литосфера с ее многочисленными кратерами, следами былых бомбардировок земной поверхности осколками Протолуны целиком погрузилась в недра перегретой мантии, затем к концу архея образовался и мелководный Мировой океан, над поверхностью которого возвышались лишь отдельные массивы возникших к тому времени древних континентов.
Но это уже следующая страница биографии Земли». (19.01.2000). http://www.znanie-sila.ru/news/issue_66.html
Тема: «Затвердение Земли. Формирование гидросферы»
1. «Теоретические расчеты показывают, что несколько миллиардов лет назад на нашей Земле не могло быть жидкой воды! Все океаны должны были находиться в замерзшем состоянии. Но ведь тогда не могла возникнуть и жизнь на Земле. А мы, во-первых, знаем, что она возникла, а во-вторых, что она уже была именно 3.5 миллиарда лет тому назад, то есть когда, по оценкам теоретиков, её не должно быть». (Л. Мухин. «В нашей Галактике», стр. 107. Москва, «Молодая гвардия», 1983).
2. Происхождение гидросферы и океанов.
«Молодая Земля в катархее была лишена как гидросферы, так и плотной атмосферы. Поэтому естественно предположить, что эти внешние и весьма подвижные геосферы возникли на Земле только благодаря ее дегазации, которая могла начаться лишь после возникновения в недрах процессов дифференциации земного вещества и появления первых признаков эндогенной тектономагматической активности на поверхности около 4 млрд лет назад. Следует ожидать также, что дегазация Земли, а точнее, ее мантии существенно зависела не только от тектонической активности, определяемой интенсивностью конвективных движений в мантии, но и от ее химического состава.
В протерозое и фанерозое после окончания процесса формирования земного ядра понятия "конвектирующая мантия" и просто "мантия Земли" полностью совпадают. Но в архее это было не так. Под конвектирующей мантией в архее будем понимать только участки земной оболочки, прошедшие дифференциацию (перекрывающие зоны сепарации железа и его окислов в земных недрах) и охваченные конвективными течениями. В раннем архее конвектирующая мантия была еще сравнительно тонкой, но постепенно увеличивалась по массе, скорее всего существовала в виде кольцевой геосферы под экваториальным поясом Земли. Только к концу архея она превратилась в полностью сферическую оболочку.
Формирование гидросферы на Земле
Во второй половине ХХ в., особенно после опубликования известной работы В. Руби (Rubey, 1951) о геологической истории морской воды, стало почти общепризнанным представление о том, что происхождение гидросферы и накопление воды в океанах полностью определялось дегазацией мантии и, таким образом, зависело от эндогенных режимов развития Земли. В большинстве работ предполагалась ранняя дегазация Земли, начавшаяся сразу же после ее возникновения, но в разных u1084 моделях протекавшая с разной скоростью. Однако в моделях такого рода скорость дегазации мантии принималась произвольной или обосновывалась общими соображениями, но только при условии равенства массы дегазированной воды ее реальной массе в гидросфере. Поэтому и основанные на таких подходах закономерности накопления воды в океанах обычно носили лишь умозрительный характер и полностью исключали количественный подход.
С появлением теории тектоники литосферных плит и особенно после разработки основ концепции глобальной эволюции Земли возникла реальная возможность количественного описания процессов формирования океанов на Земле. Первые количественные модели роста массы воды в Мировом океане, основанные на представлениях наиболее общей концепции глобальной эволюции Земли (вобравшей в себя, как составную часть, тектонику литосферных плит), были выполнены еще в середине 70-х - начале 80-х годов (Сорохтин, 1974, 1979). В этих моделях учитывалось, что скорость дегазации Земли прямо пропорциональна скорости конвективного массообмена в мантии Q&, а главный вклад в мантийную конвекцию вносит наиболее мощный энергетический процесс - гравитационная химико-плотностная дифференциация земного вещества на плотное окисно-железное ядро и остаточную силикатную мантию.
Однако и в этих работах начало дегазации Земли еще относилось к моменту окончания процесса формирования нашей планеты около 4,6 млрд лет назад.
Несколько позже (Монин, Сорохтин, 1984; Сорохтин, Ушаков, 1991) были опубликованы более совершенные модели формирования гидросферы, основанные на бародиффузионном и зонном механизмах дифференциации земного вещества. В этих моделях уже учитывалось, что дегазация Земли могла начаться значительно позже времени ее образования (приблизительно на 600 млн лет) - только после предварительного прогрева первоначально холодных земных недр до температуры начала плавления силикатов и возникновения у молодой Земли первой астеносферы.
У молодой Земли отсутствовала гидросфера, а земная атмосферы была весьма разреженной и состояла только из азота и благородных газов. Все же летучие элементы и соединения, входящие сейчас в состав этих геосфер, тогда еще находились в земных недрах в связанном состоянии. Дегазация Земли началась только после расплавления земного вещества в ее верхних слоях, возникновения первых конвективных движений в верхней мантии и разрушения первозданной литосферной оболочки, т.е. после начала тектономагматической активности Земли около 4 млрд лет назад.
Первичная дегазация мантии, по-видимому, связана со снижением растворимости летучих компонентов в силикатных расплавах при относительно малых давлениях. В результате излившиеся на поверхность Земли мантийные расплавы, в основном базальты, а в архее и коматиитовые магмы, вскипали, отдавая излишки летучих элементов и соединений в атмосферу. Кроме того, часть летучих могла освобождаться и при выветривании изверженных пород после их разрушения в поверхностных условиях, однако главным механизмом дегазации воды все-таки является снижение ее растворимости при охлаждении и кристаллизации водосодержащих базальтовых расплавов при низких давлениях.
При кристаллизации базальтов происходит выделение растворенной в базальтовых расплавах воды
Отсюда следует, что скорость дегазации Земли пропорциональна массе изливающихся на земную поверхность в единицу времени мантийных пород, содержанию в них летучих компонентов и их подвижности. В первом приближении скорость излияния мантийных пород пропорциональна тектонической активности Земли, определяемой ее суммарными теплопотерями или производной по времени от тектонического параметра Земли...
В связи с тем что механизмы дифференциации земного вещества в архее и послеархейское время принципиально отличались друг от друга, следует ожидать, что и показатели подвижности χι летучих компонент, во всяком случае некоторых из них, также могут существенно отличаться друг от друга. В архее все силикатное вещество конвектирующей мантии вместе с содержащимися в нем летучими компонентами неизбежно проходило через слой расплавленного железа. При этом окислы, обладавшие меньшей теплотой образования, чем оксид двухвалентного железа, должны были диссоциировать, отдавая свой кислород на окисление железа до двухвалентной закиси. Теплота образования водяного пара (флюида) равна 57,8 ккал/моль, а углекислого газа - 94,05 ккал/моль. Следовательно, пары воды, проходя через слой расплавленного железа в архейских зонах дифференциации земного вещества, должны были диссоциировать (с поглощением кислорода железом), тогда как углекислый газ мог беспрепятственно пересекать этот слой зонной дифференциации. Отсюда следует, что в архее показатель подвижности воды в уравнениях (9.1) и (9.2) был существенно меньшим, чем в послеархейское время, тогда как для углекислого газа показатель подвижности мог оставаться постоянным для всего времени его дегазации из мантии.
Заметим попутно, что вместе с водой на расплавах железа в архее диссоциировали и многие другие окислы и сульфиды с малой величиной теплоты образования, восстанавливаясь при этом до свободных элементов.
Общее содержание воды в современной океанической коре приблизительно равно 0,358*1024 г. Всего же во внешних геосферах Земли (в гидросфере) сейчас содержится 2,176*1024 г воды. Это количество воды было u1076 дегазировано из недр Земли за все время ее геологической жизни, т.е. за последние 4 млрд лет истории планеты. Строго говоря, это утверждение не совсем справедливо, поскольку часть попавшей на земную поверхность воды диссоциировала при гидратации пород океанической коры, часть
диссоциировала в верхних слоях атмосферы (под влиянием солнечного излучения), а в протерозое и фанерозое значительная часть воды по зонам подвига плит вновь постоянно возвращалась в мантию. Однако если принимать во внимание не абсолютную массу, а только ее эффективное значение, равное разности масс дегазированной и субдуцированной воды, то все расчеты остаются в силе, лишь эффективное значение показателей подвижности χ оказывается несколько меньшим их реальных значений. Таким образом, принимаем, что в настоящее время во внешних геосферах Земли (в океанах, континентальных водах и запасах льда, в океанической и континентальной коре) находится около 2,176·1024 г...
О содержании воды в мантийном веществе Земли косвенно может свидетельствовать и состав лунных базальтов, поскольку Луна скорее всего является "сестрой" Земли и уж явно сформировалась в той же области пространства Солнечной системы, что и наша планета. Действительно, сходство лунных "морских" и земных океанических базальтов настолько велико, что один из крупнейших петрологов, А. Рингвуд (1982), предположил даже единый их источник. Но анализы показали, что лунные базальты предельно сухи и содержание воды в них колеблется от 0,015 до 0,046% (Мэйсон, Мелсон, 1973) и никогда не превышает 0,05%. Эта информация важна для нас, поскольку лунные породы, в отличие от земных, не контаминированы летучими компонентами в экзогенных условиях и полностью отвечают своей ювенильной природе.
В отношении воды, правда, следует учитывать ее возможную потерю за счет дегазации базальтовых расплавов во время их излияния на лунную поверхность, хотя при таких низких концентрациях воды ее удаление из базальтов не должно быть значительным.
На наш взгляд, надежные данные можно получить, анализируя составы закалочных стекол недифференцированных толеитовых базальтов, излившихся в океанических рифтовых зонах на глубинах около 2 км и более (на этих глубинах при внешних давлениях воды, превышающих ее критическое значение 220 бар, вообще не должна происходить потеря воды базальтами)...
Поскольку океан постепенно увеличивался в объеме, то в истории его развития неизбежно должен был наступить такой момент, когда океанические воды перекрыли собой гребни срединно-океанических хребтов с расположенными на них рифтовыми зонами Земли. После этого должна была быстро возрасти гидратация пород океанической коры и как следствие - измениться условия выплавки континентальной коры в зонах поддвига океанических плит под континенты и островные дуги. Такие изменения, отмечаемые в геологической летописи Земли, действительно происходили на рубеже архея и протерозоя (Тейлор, Мак-Леннан, 1988), и с точки зрения теории тектоники литосферных плит они неплохо объясняются увеличением степени гидратации пород океанической коры. Именно такая интерпретация послужила основой для количественных расчетов некоторых предшествующих моделей эволюции Мирового океана (Сорохтин, 1974; Монин, Сорохтин, 1984)...
В раннедокембрийской истории Земли насыщение океанической коры водой действительно должно было происходить три раза, и трижды поверхность океана должна была перекрывать гребни срединно-океанических хребтов. Первый раз - в раннем архее, около 3,6 млрд лет назад, второй раз - в начале позднего архея, приблизительно 3,1-3,0 млрд лет назад, и третий раз - в раннем протерозое, около 2,2 млрд лет назад .
Причиной же такого явления были резкие колебания тектонической активности Земли и накопление воды в океане.
Более надежно определено начало развития третей мировой трансгрессии океана или второй и крупнейшей эпохи накопления железорудных формаций - 2,2 млрд лет назад.
Накопление воды в Мировом океане и влияние этого процесса на развитие земной коры.
Скорость дегазации воды из мантии в архее действительно была относительно умеренной, даже несмотря на высокую тектоническую активность Земли в ту далекую эпоху. С максимальной же скоростью дегазация воды из мантии происходила уже после выделения у Земли плотного ядра и перехода ее тектонического развития к тектонике литосферных плит, т.е. в начале протерозоя около 2,5 млрд лет назад, и достигала тогда 1,68·1015 г/год, или 1,68 км3/год. С тех пор скорость дегазации закономерно снижалась до современного уровня 0,268 км3/год.
Снижение скорости поступления ювенильной воды в гидросферу продолжится и в будущем. В связи с такими особенностями дегазации воды из мантии в прошлые геологические эпохи видно, что основная масса воды 1,907·1024 г, или около 88% перешла в земную гидросферу u1090 только в протерозое и фанерозое, когда тектонический режим Земли уже стал более спокойным. В бурное же время архея выделилось приблизительно в семь раза меньше воды - только 0,269·1024 г.
Помимо разных термодинамических условий выделения и диссоциации воды в архее и послеархейское время, о чем мы уже говорили выше, существенной причиной этого явления были также и чисто геометрические факторы. Действительно, в архее до сформирования земного ядра дегазация воды происходила не из всего силикатного вещества Земли, содержащего в себе всю ювенильную воду, а только из его части, расположенной в низких широтах и охваченной конвективными движениями. Масса
конвектирующей мантии (см. рис. 4.9) в архее (особенно в его первой половине) составляла лишь незначительную часть всего земного вещества, содержавшего в себе тогда ювенильную воду. В протерозое и фанерозое, т. е. уже после образования ядра, все силикатное вещество и вся ювенильная вода оказались сосредоточенными в конвектирующей мантии, поэтому и дегазация Земли в послеархейское время стала более эффективной.
Расчет содержания воды в гидросфере Земли для времени 2,2 млрд лет тому назад нам удалось благополучно завершить только потому, что мы предположили (правда, с высокой долей вероятности) совпадение в то время поверхности океана с уровнем стояния гребней срединно-океанических хребтов. Именно эта предпосылка, основанная на факте почти синхронного начала массового отложения железорудных формаций раннего протерозоя, позволила количественно оценить массу воды в океане того времени. Для периодов, когда поверхность океана превышала уровень гребней срединных хребтов или была заметно ниже его, т.е. для большего времени эволюции Земли, такой метод нахождения воды в океане уже не работает.
В раннем архее глубины океанических впадин по отношению к уровню стояния гребней срединно-океанических хребтов были еще не очень большими - от 80 до 200 м, но и воды в океанах было совсем мало. В начале и середине архея настоящих океанов еще не было, а существовали лишь многочисленные изолированные между собой мелководные бассейны морского типа. Над уровнями этих морей тогда возвышались гребни срединно-океанических хребтов и особенно зоны торошения литосферных пластин, в центре которых тогда лишь зарождались ядра будущих континентальных массивов, высота воздымания которых достигала 6 км!
Напомним, что столь высокое стояние континентов в архее определялось перегревом верхней мантии и высокими тепловыми потоками того времени.
В результате под архейскими континентальными щитами не могли формироваться мощные (и тяжелые) литосферные плиты, а сама кора как "легкая пробка" возвышалась высоко над средней поверхностью мантии.
В середине раннего архея, около 3,5-3,4 млрд лет назад, поверхность океана на сравнительно короткое время перекрыла гребни срединно-океанических хребтов, но эти океаны были еще очень мелкими - не более 150 м. В конце раннего архея, около 3,3-3,2 млрд лет назад, вновь увеличилась глубина океанических впадин и гребни срединно- океанических хребтов опять обнажились. О возникновении в середине раннего архея первых океанов, правда, еще исключительно мелких, свидетельствуют, в частности,
изливавшиеся в подводных условиях подушечные лавы коматиитов зеленокаменного пояса Барбертон, характеризующиеся таким же возрастом, тогда как более древние и более молодые базальты раннего архея часто несут в себе черты субаэральных покровов.
В позднем архее в связи с резким возрастанием тектонической активности Земли средние глубины океанических впадин вновь существенно уменьшились - до 100-200 м, тогда как глубины океанов увеличились до 200-400 м. Соответственно все гребни срединно-океанических хребтов вновь оказались под водой, и опять возникло единое зеркало Мирового океана. Подтверждением этого факта являются подушечные лавы - свидетели подводных базальтовых и коматиитовых излияний, распространенные практически во всех зеленокаменных поясах позднего архея.
В конце архея на Земле образовался первый в ее истории суперконтинент - Моногея, поэтому тогда же впервые должен был возникнуть и единый океан - Моноталасса.
Наиболее резкие перераспределения воды во внешних геосферах Земли происходили в раннем протерозое, особенно после возникновения серпентинитового слоя океанической коры около 2,5 млрд лет назад. Именно с этого времени стала резко возрастать гидратация океанической коры и как следствие - уменьшилась масса воды в океанах, а их поверхность вновь опустилась ниже уровня гребней срединно- океанических хребтов. По нашим оценкам, раннепротерозойская регрессия океанов продолжалась около 300 млн лет - с 2,5 до 2,2 млрд лет назад. Только после полного насыщения океанической коры водой около 2,4 млрд лет назад масса воды в океане стала вновь быстро возрастать, а содержание ее в океанической коре почти стабилизировалось, лишь слабо меняясь в связи с общим уменьшением площади океанов и изменениями мощности серпентинитового слоя. После начала действия механизмов тектоники литосферных плит и насыщения серпентинитового слоя водой в раннем протерозое произошел существенный рост содержания воды в континентальной коре». («Развитие Земли». Глава 09. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ И ОКЕАНОВ.pdf. «Основы геофизики и экологии». Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. Кафедра физики моря и вод суши). http://ocean.phys.msu.ru/courses/geo/lib/%d0%c0%c7...
3. ИСТОРИЯ ЮНОЙ ЗЕМЛИ.
«В раннем возрасте, около 4,5 млрд. лет назад, Земля светилась, как неяркая звезда. Желто-красные океаны магмы вздымались над ее поверхностью каждый раз после столкновения с вращающимися вокруг новорожденного Солнца глыбами, некоторые из них достигали размеров маленьких планет. Двигаясь со скоростью, в 75 раз превышающей скорость звука, такая глыба при ударе о земную поверхность раздробляла, расплавляла и даже испаряла ее.
На раннем этапе развития Земли плотное железо опускалось в бурлящей магме, формируя внутреннее ядро, при этом освобождалось столько гравитационной энергии, что ее было достаточно, чтобы расплавить всю планету. Мощные удары метеоритов продолжались сотни миллионов лет, оставляя на Земле кратеры диаметром более чем в 1 тыс. км. Одновременно в недрах земли при распаде радиоактивных элементов выделялось тепло, причем в 6 раз быстрее, чем это происходит сегодня.
Чтобы смогли застыть расплавленные горные породы, сформироваться земная кора и континенты, сконденсироваться вода в плотной парообразной атмосфере и смогли возникнуть и развиться примитивные формы жизни, огнедышащая стихия должна была прежде успокоиться. Но как быстро остыла поверхность Земли после ее огненного рождения? Большинство ученых полагают, что сверхжаркий климат господствовал 500 млн. лет. Это подтверждается прежде всего явным отсутствием первозданных пород старше 4 млн. лет и наличием окаменелостей более молодого геологического возраста, свидетельствовавших о появлении жизни на Земле.
Однако за последние пять лет геологи, в том числе и группа из Висконсинского университета в Мадисоне, обнаружили десятки древних кристаллов циркона, химический состав которых изменил наше представление о начальном этапе развития Земли. Эти очень прочные кристаллы, крошечные «капсулы времени», содержат доказательства того, что, возможно, жизнь в океанах и континенты появились на 400 млн. лет раньше, чем это обычно предполагалось.
Затвердение Земли.
Начиная с XIX в. ученые пытались вычислить, как быстро остыла Земля, но мало кто из них надеялся найти убедительные подтверждения своим расчетам. Некоторые предположения о более умеренном климате строились на термодинамических расчетах, которые исходили из первоначальной температуры магмы в 1000°С и показывали, что земная поверхность могла затвердеть в течение 10 млн. лет. При остывании планеты нарастающий слой затвердевших горных пород должен был отделить ее поверхность от расплавленных глубинных пород. Если предположить, что были периоды, когда большие метеориты не падали и земная кора была устойчива, а парниковый эффект в атмосфере не задерживал слишком много тепла, то температура на поверхности Земли могла быстро снизиться до значения ниже точки кипения воды. Кроме того, Солнце тогда посылало меньше энергии.
Большинство геологов склонно считать, что бесспорность огненного рождения и скудные геологические данные скорее указывают на продолжительный сверхжаркий климат. Самые древние (4 млрд. лет) из известных первозданных пород - это гнейсы Акасты на северозападных территориях Канады. Но они были образованы глубоко в недрах Земли и поэтому не содержат никаких сведений об условиях, существовавших на поверхности. Большинство исследователей полагали, что адский жар должен был разрушить любые породы, образованные ранее. Самые древние из них, сформировавшиеся под водой, где было относительно прохладно, насчитывают 3,8 млрд. лет. В осадочных породах, выходящих на поверхность на югозападе Гренландии, в Исуа, сохранились также ранние свидетельства жизни.
В 80х гг. ХХ в. новая информация о раннем развитии Земли была получена при изучении монокристаллов циркона, тогда несколько их редких зерен, найденных в ДжекХиллз и Маунт Наррьер, в Западной Австралии, оказались самым древним материалом наземного происхождения - 4,3 млрд. лет. Но эти кристаллы не могли дать однозначного ответа, поскольку геологи не были уверены в установлении их материнских пород. Кристаллы циркона столь прочны, что могут сохраниться, даже если образующая их порода будет разрушена эрозией. Вода и ветер могут затем перенести зерна циркона на большие расстояния, прежде чем они станут частью осадочных пород. Так и циркон, найденный в ДжекХиллз, возможно, был перенесен на тысячи километров от места своего происхождения и заключен в слой крупного песка, сцементированного позже в конгломерат ДжекХиллз.
Несмотря на открытие частиц первозданной Земли, большинство ученых, в том числе и я, продолжали считать, что климат нашей юной планеты был сверхжарким...
Свидетельства древних океанов.
Геохимики измеряют отношение кислорода -18 (18О - редкий изотоп, имеющий 8 протонов и 10 нейтронов, составляет около 0,2% всего кислорода на Земле) к кислороду 16 - (16О - распространенный изотоп, имеющий 8 протонов и 8 нейтронов, составляет 99,8% всего кислорода). Эти изотопы устойчивые, а не радиоактивные и, следовательно, спонтанно не изменяются с течением времени. Однако отношение изотопов 18О к 16О в кристалле будет различным в зависимости от температуры внешней среды в момент его образования.
Пропорция 18О/16О была определена для мантии Земли (слой мощностью в 2 800 км, лежащий непосредственно под океанической и континентальной корой, имеющей толщину 5-40 км). Магма мантии сохраняет практически постоянное изотопное отношение. Для упрощения геохимики используют показатель d, приравнивающий данное отношение к соответствующему отношению в морской воде. Для океанов показатель d18О равен 0 по определению, а для циркона мантии он равен 5,3; это означает, что изотопное отношение 18О/16О в мантии больше, чем в морской воде.
Вот почему Пек и я рассчитывали получить значение около 5,3 для первородной мантии, когда забирали австралийские образцы циркона у Вильде в Эдинбургский университет в Шотландии. Там Джон Крейвен (John Craven) и Колин Грэхем (Colin Graham) помогли нам в подборе микрозондов для измерения изотопных отношений. В результате был проведен анализ образцов, которые были в миллион раз меньше, чем те, что я мог исследовать в моей лаборатории в Висконсине. После 11 дней практически непрерывных анализов, только с маленькими передышками на сон, мы завершили измерения, но наши предположения оказались ошибочными. Значение d18О достигало 7,4.
Мы были ошеломлены. Что могло означать такое большое изотопное отношение? Для более молодых горных пород такой ответ не вызывал бы сомнений, поскольку таких образцов существует много. При низкой температуре на поверхности Земли изотопное отношение может достигать высоких значений, если горные породы вступали в химическую реакцию с дождевой или морской водой. В случае глубинных расплавленных пород большое значение d18О должно было передаться циркону во время кристаллизации в магме. Следовательно, на поверхности Земли должны были присутствовать вода в жидком состоянии и низкие температуры, чтобы образовались циркон и магма с таким высоким значением d18О, никаких других объяснений не было.
Обнаружение высокого изотопного отношения кислорода в цирконах, найденных в ДжекХиллз, наталкивает на вывод, что на поверхности Земли должна была существовать вода в жидком виде, по крайней мере, на 400 млн. лет раньше, чем образовались старейшие из известных осадочных пород, образцы которых найдены в Исуа, Гренландия. Если это предположение верно, то, вероятно, существовали целые океаны, смягчающие климат ранней Земли, а условия напоминали сауну.
О чем рассказывают континенты.
Можем ли мы делать столь далеко идущие выводы о развитии Земли на основании изучения нескольких маленьких кристаллов? Более чем на год мы отложили публикацию материалов, чтобы еще раз проверить свои анализы. Тем временем другие исследовательские группы проводили свои изыскания в ДжекХиллз. Стивен Мойзис (Steven Mojzsis) из Колорадского университета и его коллеги из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе подтвердили наши результаты, и мы опубликовали методику исследований в 2001 году.
Оценка научным сообществом значения свойств циркона окрылила нас. В период становления Земли в чрезвычайно жарких разрушительных условиях не смог бы сохраниться ни один образец горной породы и стать предметом геологического изучения. Но найденные цирконы указывали на более мягкий и знакомый нам климатический мир. Если климат ранней Земли был достаточно прохладен для поддержания океанов, то, возможно, цирконы могут раскрыть тайну существования в те времена континентов и разных известных нам земных форм.
Даже мельчайшие цирконы имеют включения - инородные элементы, которые могут многое рассказать о происхождении и формировании кристалла. Когда мы изучали цирконы, насчитывающие 4,4 млрд. лет, то обнаружили содержащиеся в них частицы других минералов, в том числе кварца. Это казалось странным, поскольку тот редко встречается в первозданных породах и, вероятно, отсутствовал в изначальной земной коре. Обычно он входит в состав гранитов, характерных для более развитой континентальной коры.
Если австралийские цирконы произошли из гранитов, то это говорит в пользу предположения, что они - представители первых континентов. Но тут нужна осмотрительность. Кварц может быть образован на последних стадиях кристаллизации магмы, даже если материнская порода не гранит, несмотря на то, что такой кварц встречается гораздо реже. Так, например, на Луне были найдены цирконы и несколько кварцевых зерен. Но там никогда не было гранитной коры, похожей на нашу континентальную. Некоторые ученые также задаются вопросом, образовались ли первые цирконы на Земле в условиях, сходных с теми, что были на первоначальной Луне, или под действием сил, связанных с ударами гигантских метеоритов, или под воздействием глубинного вулканизма, но никаких убедительных доказательств тому не найдено.
Тем временем дополнительная информация о континентальной коре была получена при исследовании рассеянных элементов. Чтобы все это выяснить, надо было пристальнее всмотреться в глубь кристаллов. Цирконы из ДжекХиллз имеют повышенные концентрации микропримесей, а также включения европия и церия, которые обычно образуются во время кристаллизации земной коры; это означает, что цирконы зародились скорее у поверхности Земли, а не в мантии. Более того, соотношение радиоактивных изотопов неодима и гафния, двух элементов, относящихся ко времени формирования континентальной коры, дает основание полагать, что большая часть земной коры образовалась 4,4 млрд. лет назад.
Относительное содержание цирконов старше 4 млрд. лет в некоторых образцах с ДжекХиллз превышает 10%. Кроме того, их поверхность сильно стерта, а грани закруглены, что дает основание считать, что кристаллы были перенесены ветром на большие расстояния. Как могли они перенестись с пылью на сотни или тысячи километров? И как могли они не расплавиться, если только образовались не в мантии, а в условиях устойчивой континентальной коры?
По-видимому, когда-то цирконов было очень много, и они были распространены на большой территории, возможно, на целом континенте.
Древние цирконы имеют разный возраст, но в пределах одной эры. Арон Кавози (Aaron J.Cavosie) из Университета ПуэртоРико, проводя исследования микрозондом, обнаружил экземпляры с возрастом ядра 4,3 млрд. лет, возраст кристалла вокруг которого определялся между 3,7 и 3,3 млрд. лет. То, что цирконы становятся моложе от ядра к краю, вполне объяснимо, т.к. кристаллы наращивают массу вокруг ядра со стороны граней. Но большая разница с временными пробелами в возрасте между ядром и гранями указывает на наличие двух явлений, разделенных во времени. В целом можно сказать, что перепад возрастов внутри кристаллов произошел в результате тектонических процессов, расплавивших континентальную кору и вызвавших их рост. Многие ученые пытаются выяснить, не аналогичные ли условия повлияли на формирование древних цирконов из ДжекХиллз.
Брюс Ватсон (Bruce Watson) из Политехнического института Ренсселера и Марк Харрисон (Mark Harrison) из Австралийского национального университета сообщили о более низком, чем обычно, содержании титана в древних цирконах, полагая, что магма в этом случае должна была иметь температуру от 650 до 800°С. Столь низкие температуры могли быть, если материнской породой был гранит, ибо большинство негранитных пород плавятся при более высоких температурах, и рожденные в них цирконы должны содержать больше титана.
Вечные цирконы
С тех пор как в 1999 г. мы определили изотопное отношение кислорода в пяти цирконах, поступало все больше данных, которые убеждали нас в правильности сделанных нами выводов. Исследователи из Перта, Канберры, Бежина, ЛосАнджелеса, Эдинбурга, Стокгольма и Нанси изучают сегодня десятки тысяч цирконов из ДжекХиллз с помощью ионных микрозондов в поисках малого числа тех, что старше 4 млрд. лет. Как сообщалось, в нескольких местах были обнаружены сотни цирконов в возрасте 4-4,4 млрд. лет. Дэвид Нельсон (David Nelson) со своими коллегами из Геологической службы Западной Австралии нашел аналогичные древние цирконы в 300 км к югу от ДжекХиллз. Геохимики исследуют другие районы с выходами древних пород в надежде найти первые, старше 4,1 млрд. лет, цирконы за пределами Австралии.
Интенсивные поиски способствуют усовершенствованию технологий. Кавози провел анализы со значительно большей точностью и сообщил о более 20 найденных в ДжекХиллз цирконах с высоким изотопным отношением кислорода, свидетельствующем о прохладных температурах на поверхности Земли и воздействии древних океанов 4,2 млрд. лет назад. Мы продолжаем поиски, используя первый ионный микрозонд нового поколения CAMECAIMS1280, установленный в моей лаборатории. Первозданные породы, содержащие цирконы, могут дать ответы на многие вопросы. Но даже если образцы таких пород не будут обнаружены, крошечные «капсулы времени» уже помогли раскрыть много тайн, хранящихся в недрах Земли». (Джон Вэлли. «История юной Земли». «В мире науки» № 1, январь 2006 года). http://www.sciam.ru/2006/1/nauka.shtm
Тема: «Древние водные океаны и современная атмосфера Венеры»
1. «На поверхности Венеры вскоре после ее образования, вероятно, были водные океаны. Но по прошествии времени излучение Солнца (тогда еще очень молодого) было слишком сильным, и океаны стали испаряться, а из каменистой почвы выделялся углекислый газ и распространялся в атмосфере. Со временем парниковый эффект усиливался, температура продолжала возрастать, увеличивая испарение. Вскоре вся вода исчезла с поверхности, а содержание углекислого газа в атмосфере стало очень высоким.
Поверхность Венеры представляет собой освещенную желтоватым светом каменистую пустыню, где доминируют оранжевый и коричневый цвета почвы. При отсутствии морей можно определить орографические особенности (горы или низины); они стабилизировались на среднем уровне, хотя имеются высокогорные зоны. В рельефе присутствуют холмы, равнины и небольшие горные массивы. Есть также и низины на месте доисторических океанов планеты.
С помощью зондов, в особенности "Магеллана", было открыто, что на Венере имеет место вулканическая деятельность. Это заключение было сделано на основе сканирования некоторых зон, которое показало наличие непрозрачности поверхности, что свидетельствует о присутствии недавно изверженной лавы. И действительно, под воздействием плотной атмосферы планеты поверхностная часть магмы очень быстро подвергается эрозии, выявляя слой сернистого железа, который очень хорошо отражает лучи радара, поскольку является хорошим проводником.
Состав венерианских скал похож на состав земных базальтовых. При этом морфология и результаты тектонической деятельности (кратеры, вулканы, падение метеоритов, землетрясения) настолько разнообразны, что можно предположить очень богатую и бурную геологическую историю.
На Венере можно различить две области, наводящие на мысль о континентах, потому что они находятся на значительной высоте над средним уровнем поверхности. Эти области, Земля Иштар и Земля Афродиты, находятся соответственно в Северном полушарии и южнее экватора, пересекающего Землю Афродиты в северной ее части.
Земля Иштар по размерам чуть меньше Соединенных Штатов, на ней возвышается самая высокая вершина планеты, гора Максвелла, высотой 11 км.
Земля Афродиты чуть больше Африки. Там находится гора Маат, вулкан высотой 8 км, вокруг которого простирается равнина из свежеизверженной лавы, что свидетельствует о наличии на Венере вулканической активности. На этом континенте есть система каньонов тектонического происхождения, тянущихся на сотни километров, глубиной 2-4 км и шириной до 280 км». http://starway.yaroslavl.ru/pg.php?pg=pln&p=00...
2. Форум сайта «Звездочет»
Fife. 06.10.2003, 11:41:41.
«Непонятно почему не пользуется популярностью такая гипотеза - атмосфера вращает планету. Гипотеза, конечно, дурная (непонятно почему сама атмосфера вращается), но факты в ее пользу настолько железобетонные, что, похоже, она очень похожа на правду. Судите сами.
- Очень мощная атмосфера Венеры с огромной скоростью вращается "в обратную сторону", т.е. в ту же сторону, куда медленно вращается сама Венера. Ученые моделировали на компьютере и получилось, что вполне возможно, что если в момент своего образования Венера вращалась, как и все "нормальные" планеты, против часовой стрелки (если смотреть с северного полюса), то за миллиарды лет такая мощнейшая атмосфера вполне могла ее остановить и начать вращать в обратную сторону.
- Земля вращается в "нормальную" сторону, и у нее атмосфера вращается быстрее, чем сама Земля. Поэтому преобладающее направление ветров на Земле - с запада на восток, особенно над океанами, где идеально ровная поверхность и где прогревание Солнцем равномерное - соответственно, почти нет других воздушных потоков, которые "портят эксперимент". Не дайте соврать - это учтено даже в расписаниях самолетов!!! Время полета из Нью-Йорка в Москву меньше, чем из Москвы в Нью-Йорк! А знаменитые "ревущие сороковые" широты в южном полушарии!
- Если отрицать, что атмосфера вращает планету, то тогда законный вопрос - как же вращаются планеты-гиганты, которые и состоят-то, в общем-то, из одного газа? Неужели маленькое жидкое ядро способно вращать такую огромную атмосферу, да еще с такой скоростью - Юпитер делает один оборот вокруг своей оси меньше чем за 10 часов!!! И, кстати, на Юпитере (наверное, и на других планетах-гигантах) угловая скорость вращения экваториального слоя атмосферы больше, чем полярных слоев, что еще раз говорит о том, что атмосфера "сама по себе" вращается.
Правда, насчет всего этого, непонятно, за счет чего же "просто так" вращается атмосфера - но это уже другой вопрос».
Нуар. 03.12.2003, 19:51:37.
«Да потому, что планеты-гиганты почти из одной атмосферы и состоят... И масса (мера инертности) у нее соответствующая. Раскрутилась на этапе создания - и не остановилась до сих пор, тормозясь гравитацией да внутренним трением...
А теперь посмотрите на Землю, и прикиньте, можно ли ее в этом плане сравнить с гигантом...
Вывод: вы, вероятно, обобщили то, что надо разделить (Землю и гигантов) и разделили то, что стоило бы рассмотреть вместе ("тело" и атмосферу)». http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,3362.0.html
Тема: «Меркурий 4,5 миллиарда лет назад»
1. Меркурий признали космическим донором.
«Меркурий мог быть заметно больше, прежде чем часть его вещества "высыпалась" на Землю и Венеру после столкновения с крупным небесным телом, предполагают сотрудники Университета Бёрна. Они проверили гипотетический сценарий с помощью компьютерного моделирования и выяснили, что в столкновении должны были участвовать "Протомеркурий", масса которого в 2,25 раза превышала массу нынешней планеты, и "планетезималь", то есть гигантский астероид, двукратно меньший современного Меркурия. Об этом сообщает сайт Подробности.
Гипотеза должна была объяснить аномальную плотность Меркурия: известно, что она заметно больше, чем у других "твердых" планет, откуда следует, что тяжелое металлическое ядро, по всей видимости, окружено тонкими мантией и корой. Если "столкновительная" версия верна, то после катаклизма заметная часть вещества, состоящего преимущественно из силикатов, должна была покинуть планету и сохраниться в другом месте Солнечной системы.
Исследователи решили разделить моделирование событий, со времени которых прошло около 4,5 миллиардов лет, на две стадии - первая описывала собственно столкновение, а вторая - поведение 10 тысяч пробных частиц. Расчеты показали, что половина выброшенного вещества вернулась на Меркурий за четыре миллиона лет, а прочее под давлением солнечного ветра было частично "вытолкнуто" к орбитам Венеры и Земли, где и осело. В результате на Земле оказалось 16 квадриллионов тонн меркурианской "пыли" - а это примерно в 400 тысяч раз меньше собственной массы нашей планеты.
В Бёрне не утверждают, что эта версия является единственно возможной, но надеются, что ее подтвердят данные зондов. Как известно, в 2011 году вблизи планеты побывает зонд NASA «Messenger», который построит карту распределения минералов на поверхности планеты». (6 апреля 2006 года, 19:55). http://itnews.com.ua/21194.html
2. Полет "Маринера-10".
«...Все кратеры на Меркурии и Луне образовались при ударах метеоритов, астероидов и других планетезималей в далеком прошлом. При сильном столкновении с каким-либо из таких межпланетных камней из области, на которую пришелся удар, вырывалось огромное количество вещества (так называемые выбросы) и разлеталось во все стороны. Но поскольку ускорение силы тяжести на поверхности Меркурия в 7/3 раза больше, чем на Луне, вещество выбросов при кратерообразующем ударе на Меркурии не разбрасывалось так далеко, как при сравнимом по силе ударе на Луне. Действительно, выбросы от удара на Меркурии покрывают площадь, составляющую только 1/6 соответствующей площади на Луне. Поэтому вторичные ударные кратеры на Меркурии тесно группируются вокруг первичного ударного кратера, а на Луне они занимают в шесть раз большую площадь. Это означает, что равнины, существовавшие на Меркурии до образования кратеров, не уничтожались там до конца. Действительно, на Меркурии между кратерами еще видны древние равнины.
Внимательно исследуя фотографии, полученные "Маринером-10", геологи заметили еще одно существенное различие между Меркурием и Луной: по всей планете встречаются крутые уступы с мелкими зубцами, обычно высотой 1-2 км и длиной в несколько сотен километров.
С первого взгляда уступы трудно заметить. На фотографии
Горные вершины на Меркурии.
(http://pds.jpl.nasa.gov/planets/jpeg/mer/mercter.jpg)
такой уступ проходит почти по лимбу планеты. Полагают, что уступы - это гигантские складки, образовавшиеся в коре Меркурия в процессе остывания и сжатия ядра планеты. Никаких подобных образований на Луне не обнаружено.
Хотя нетренированному глазу увидеть уступы довольно трудно, в отношении Бассейна Калорис невозможно ошибиться. Бассейн Калорис - это самое крупное одиночное образование, обнаруженное при помощи "Маринера-10". Как показано на фотографии,
Бассейн Калорис.
(http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03102)
этот бассейн, диаметром в 1300 км, окружен горами, поднимающимися на 2 км над окружающими равнинами. К сожалению, во время пролета космического аппарата половина этого удивительного образования была скрыта в ночной тени.
Бассейн Калорис (от латинского "горячий") получил свое название потому, что каждые два меркурианских года он оказывается в подсолнечной точке, когда планета находится в перигелии. Другими словами, каждые 176 дней, когда Меркурий ближе всего подходит к Солнцу, светило оказывается в зените над Бассейном Калорис. Таким образом, при каждом втором обращении планеты вокруг Солнца Бассейн Калорис становится самым жарким местом на планете.
Бассейн Калорис - явно обширное ударное образование. В конце эпохи кратерообразования, приблизительно 3-4 млрд. лет назад, огромный астероид - возможно, самый большой из всех когда-либо ударявшихся о поверхность Меркурия - обрушился на планету. В отличие от прежних ударов, которые только покрывали поверхность Меркурия "оспинами", это сильное столкновение вызвало разрыв мантии до самых расплавленных недр планеты. Оттуда хлынула огромная масса лавы и затопила гигантский кратер. Затем лава застыла и затвердела, но "волны" на море расплавленной породы сохранились навечно.
По-видимому, удар, потрясший планету и приведший к образованию Бассейна Калорис, оказал значительное воздействие и на некоторые другие области Меркурия. Диаметрально противоположно Бассейну Калорис (т.е. точно на противоположной от него стороне планеты) расположена волнообразная область необычного вида. Эта территория покрыта тысячами тесно расположенных глыбообразных холмов высотой 0,25-2 км. Естественно предположить, что мощные сейсмические волны, возникшие при ударе, образовавшем Бассейн Калорис, пройдя по планете, сфокусировались на другой ее стороне. Грунт вибрировал и сотрясался с такой силой, что тысячи гор высотой более километра поднялись буквально за считанные секунды. Это, по-видимому, было самое катастрофическое событие за всю историю планеты.
30 марта 1974 года камеры на борту "Маринера-10" были отключены - аппарат быстро удалялся от планеты. Полет его продолжался. Человечество получило сотни и сотни захватывающих фотографий невообразимого необитаемого ландшафта, который до этого не видело ни одно живое существо во Вселенной.
"Маринер-10" в гравитационной ловушке.
Четырьмя годами раньше, когда полет "Маринера-10" еще только планировался, Джузеппе Коломбо заинтересовался, по какой орбите будет двигаться космический аппарат вокруг Солнца после того, как он покинет окрестности Меркурия. Коломбо установил, что "Маринер-10" в конце концов должен перейти на сильно вытянутую эллиптическую орбиту, делая один оборот вокруг Солнца за 176 суток. Но ведь это точно два меркурианских года! Следовательно, "Маринер-10" должен возвращаться к Меркурию каждые 176 суток. Возможна вторая встреча. И третья.
Во второй раз "Маринер-10" пролетел мимо Меркурия 21 сентября 1974 г. Было получено еще около 2000 фотографий. Днем 16 марта 1975 г. "Маринер-10" снова пронесся над поверхностью планеты (на этот раз совсем близко - на расстоянии всего 300 км) и опять передал на Землю множество фотографий. Но никаких новых деталей на сей раз не было замечено.
"Маринер-10" возвращается к Меркурию каждые два года. Напомним, что два меркурианских года точно равны трем суткам на Меркурии. Поэтому всякий раз, когда "Маринер-10" возвращается к Меркурию, планета успевает повернуться вокруг оси точно три раза. Это означает, что при каждом пролете аппарата мимо планеты к Солнцу обращены одни и те же ее кратеры и равнины, так что вид планеты при каждом пролете по существу не меняется.
"Маринер-10" обозрел половину планеты. После третьего пролета топлива осталось уже недостаточно, чтобы удерживать космический аппарат от произвольного кувыркания. Но "Маринер-10" продолжает возвращаться к Меркурию каждые 176 дней. И всякий раз, через два меркурианских года, одни и те же кратеры, равнины и бассейны предстают перед невидящими механическими глазами, когда космический аппарат беспомощно движется по своей вечной орбите». http://www.examen.ru/Examine.nsf/Display?OpenAgent...
Октябрь 2005 - май 2007 года.
Последнее обновление 24 мая 2007 года. pugachev_sergei@mail.ru
Артефакт по имени «Солнечная система».
Часть первая. «Описание Артефакта». http://artefact.aecru.org/wiki/348/81
Часть вторая. «Надвигается катастрофа». http://artefact.aecru.org/wiki/348/84
Часть четвертая. «Назначение Артефакта». http://artefact.aecru.org/wiki/348/87
Часть пятая. «Механизм Артефакта». http://artefact.aecru.org/wiki/348/88
Часть шестая. «Поворотный пункт в эволюции нашего мира». http://artefact.aecru.org/wiki/348/89
Часть седьмая. «Дилемма для нынешней мировой элиты». http://artefact.aecru.org/wiki/348/90








