Свет невидимого
Шрифт:
Атом урана, выбрасывая альфа-частицу, превращается в торий, торий — в радий и так далее, до тех пор пока не образуется свинец, который радиоактивностью не обладает.
Скорость распада урана постоянна? Постоянна. Не зависит ни от каких внешних причин? Не зависит. А раз так, то за определенное время (за миллион лет или за 100 миллионов — меньший масштаб времени здесь не уместен) из определенного количества урана должно образоваться совершенно определенное количество свинца. Вот сколько «определенностей»! Не очень красиво с точки зрения изящного стиля, но зато очень ласково звучит для уха физика или геолога: они так любят определенность!
Известны геологические часы, основанные
Хорошо работают и часы, основанные на парах рубидий — стронций и рений — осмий (при радиоактивном распаде рубидия-87 образуется стронций-87, а при распаде рения-187 — осмий-187).
На протяжении десятка-другого лет в лабораториях геохронологов (термин, по-видимому, не нуждающийся в разъяснении) шло накопление экспериментального материала, шли интересные, иногда захватывающе интересные данные.
В геохронологические лаборатории доставлялись образцы из различных районов планеты — горных массивов, глубоких штолен, дна океана. Определение соотношения радиоактивного элемента и продукта его распада позволило узнать, что…
— возраст гранитов может быть самым различным. Встречаются среди гранитов «ясельные» младенцы, насчитывающие каких-нибудь 200 миллионов лет. Попадаются зрелые мужи возрастом около миллиарда лет. Но не редки и дряхлые старцы в возрасте два миллиарда лет;
— встречаются породы (например, гнейсы), возраст которых приближается к 3 миллиардам лет;
— можно отыскать породы, возраст которых приближается к почтенной величине — 4 миллиарда лет;
— известны уже совершеннейшие «мафусаилы» [7] возрастом свыше четырех миллиардов лет.
Возраст горных пород и минералов, добытых в самых различных точках поверхности и недр нашей планеты, никогда не превышал 4,5 миллиарда лет. Интересно, что в тех случаях, когда представлялось возможным проверить возраст одного и того же образца по различным часам, всегда получались хорошо совпадающие результаты, что уже само по себе говорило о надежности часов.
7
Мафусаил — в библейской мифологии дед Ноя, проживший 969 лет. Переносно «Мафусаилов век» — долголетие.
С помощью радиоактивных геологических часов ученые сумели определить возраст земной атмосферы — не той, какую мы знаем сейчас: азот, кислород, немного аргона и углекислоты, такой атмосфера стала совсем недавно, каких-нибудь 400 миллионов лет назад. А вот газовая оболочка земли, как показал все тот же калиево-аргоновый метод, появилась у планеты все те же 4,5 миллиарда лет назад. Пока что можно считать это совпадением — не больше.
Бездну интересного доставило геохронологическое изучение метеоритов. Во-первых, возраст метеоритов можно определить такими же методами, как возраст земных пород. Но, кроме того, к небесным странникам применим иной метод исследования, позволяющий досконально узнать биографию метеорита. Бороздя Вселенную, метеориты подвергаются непрерывному обстрелу космическими лучами, которые, взаимодействуя с ядрами атомов метеоритного вещества, приводят к образованию в нем радиоактивных изотопов. Изучение этих изотопов позволяет узнать, сколько времени путешествовал небесный камень по космосу, прежде чем был притянут Землей, а также и то, когда произошло это событие.
Оба
12 сентября 1970 года был дан старт ракете, которая несла на себе советскую космическую автоматическую станцию «Луна-16» для исследования нашего спутника. Спустя четверо суток аппарат прилунился в северо-восточной части моря Изобилия. Еще через сутки «Луна-16» легла на обратный курс к Земле, неся на борту почти 100 граммов бесценного для ученых лунного грунта.
Годом ранее американские астронавты Армстронг и Олдрин посадили пилотируемый ими лунный отсек корабля «Аполлон-11» на равнине в районе Океана Бурь. Первое, чем занялись астронавты, выйдя на поверхность Луны, был сбор образцов лунной породы.
Как видим, главное, что интересовало исследователей нашего ближайшего небесного соседа, — это то, из чего он «сделан». Радиоизотопное исследование образцов лунного грунта должно было доставить ответ на самый жгучий вопрос: сколько лет Луне.
Давно известен закон, согласно которому категоричность суждений о предмете, явлении обратно пропорциональна уровню сведений о них. Поэтому в литературе — специальной и особенно научно-популярной — имеется довольно согласованная точка зрения на происхождение и природу нейтронных звезд, квазаров и радиогалактик, но о происхождении Луны спорят, притом довольно активно, чтобы не сказать яростно.
Существующие теории происхождения Луны можно разбить на три категории (автор книги не астроном, а химик, и только этим объясняется та самоуверенность, с какой он берется классифицировать астрономические проблемы).
Согласно теориям первой группы, Луна отделилась от Земли в одну из далеких геологических эпох и, таким образом, Луна, дитя Земли, должна быть гораздо моложе родительницы. Теории второй группы исповедуют противоположную точку зрения: Луна где-то там образовалась и уж потом, слоняясь по космосу, была притянута Землей и стала ее спутником. И наконец, третьи теории настаивают на том, что Земля и Луна возникли одновременно — в одной области солнечной системы и из одного «строительного материала».
Хотя теории первой группы, несомненно, самые романтические и открывают широчайшие возможности для литературно-мифологически-поэтических ассоциаций, но ошибочность их бесспорна. Расчеты показывают, что если бы Луна даже и родилась каким-то образом в недрах Земли, то отделиться от нее никак уж не смогла бы.
Таким образом, оставались две группы теорий, причем помочь в научном выборе между ними могло только прямое определение возраста лунных пород. Если химический состав и возраст лунных пород существенно отличается от земного, то с большим преимуществом побеждают теории захвата. А вот если химический состав и, особенно, возраст близки, то выигрывает третья группа теорий.
Лунная кора должна иметь возраст, очень мало отличающийся от возраста всего нашего спутника в целом. Это у нас, на Земле, верхние слои коры редко доживают до почтенного возраста, и за древними образцами приходится отправляться в глубокие шахты или скважины. На Луне же нет ничего из того, что разрушает ее кору: ни воды, ни атмосферы, ни человека. Только метеориты тревожат ее поверхность. Метеориты да редкие и не очень сильные лунотрясения.
Сегодня известен возраст пород, взятых примерно с десятка различных, далеко отстоящих друг от друга участков Луны. Среди них весьма быстро были обнаружены образцы возрастом 4,5 миллиарда лет (все те же 4,5 миллиарда лет!). Более древних образцов — а радиохронология позволяет заглянуть в глубь веков на многие-многие миллиарды лет — обнаружить не удалось.