Ученые Владивостока расшифровали челябинский метеорит
КОСМИЧЕСКИЕ тела в столицу Приморья попадают пока только почтой, в «разобранном» состоянии, исключительно для лабораторных исследований ученых. Так в Дальневосточный геологический институт ДВО РАН (ДГИ) был доставлен «Челябинск» – метеорит, упавший в окрестностях уральского города. Именно владивостокским ученым удалось поставить в исследовании «пришельца» если не точку, то восклицательный знак.
Следует уточнить, что в институт попал не цельный метеорит, а его спилы, самый крупный из которых весит около 7 граммов. Этого оказалось более чем достаточно для изучения изотопного состава кислорода.Жили-были три изотопаСложное название процедуры имеет достаточно простой принцип. Что такое изотоп, многие должны помнить из школьной программы – это утяжеленный или, наоборот, облегченный вариант элемента периодической таблицы Менделеева. Масса в данном случае меняется в зависимости от количества нейтронов в ядре.Кислород, например, в нашей Вселенной представлен тремя стабильными изотопами: 16-м, 17-м и 18-м. Основная загвоздка заключена в 17-м.В Солнечной системе изотопный состав кислорода практически одинаков. Главное слово здесь «практически». Если 16-й и 18-й находятся везде в пределах своей «популяции», то 17-й ведет себя по-разному в зависимости от местности. Именно он является своеобразным указателем, откуда к нам прибыло то или иное космическое тело. Учитывая, что это самый редкий вид и обнаружить его нелегко, перед учеными встала действительно серьезная задача – суметь отделить 17-й изотоп и подсчитать процент его содержания.Мигрант с пояса астероидовВ мире существует от силы три-четыре лаборатории, способные провести подобную работу. В России изучением изотопного состава кислорода занимаются несколько институтов. Но в их компетенции только 16-й и 18-й изотопы. До настоящего времени образцы метеоритов отправлялись ученым за рубеж. В Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН впервые в российской науке с высокой точностью был исследован 17-й. Поэтому и анализ челябинского метеорита предоставили ученым из Владивостока.– Чтобы определить, внеземное это вещество или нет, необходимо померить изотопный состав кислорода, – рассказывает Александр Игнатьев, заместитель директора ДГИ по науке, кандидат геолого-минералогических наук. – Изучение метеоритов в первую очередь позволяет нам делать предположения о закономерности формирования Солнечной системы.Так, например, метеорит с Марса внешне мало чем отличается от земных пород. Узнать его «прописку» можно только с помощью изотопов кислорода. Что касается метеорита, упавшего под Челябинском, то, скорее всего, его «домашний адрес» – пояс астероидов, находящийся за Марсом.Две сестрыИзотопный анализ дает представление и о том, как космическое тело путешествовало по Солнечной системе. Каждое столкновение оставляет след в кислородном составе – можно подсчитать, сколько раз оно ударялось о другие космические объекты. И в конце концов, как оно возникло.Далеко ходить не надо – возьмем Луну.– Существует несколько версий ее происхождения. Вплоть до той, что Луна – захваченное космическое тело, притянутое к Земле силой гравитации, – рассказывает Александр Игнатьев. – Однако исследования показали идентичность изотопного состава Земли и Луны. Похоже, что раньше мы были одним целым.Вследствие чего произошло разделение? Свидетелей нет – можно только строить догадки о том, чему нужно было случиться, чтобы от нашей планеты был оторван такой огромный кусок.Когда Земля задышала– Исследование и классификация метеоритов – это лишь малая часть того, на что способен изотопный анализ кислорода, – рассказал Александр Игнатьев. – В России 17-й кислород до нас не исследовался с такой точностью. А это открывает путь к углубленному изучению рудных месторождений, вулканологии, экологии, биологических процессов и т.д.Перед учеными встают и более глобальные задачи. Например, раньше было сказано, что кислородный состав нашей планеты одинаков. Но это не совсем так. Недавно ученые обнаружили аномалию 17-го в воздухе. Получается, что вся Земля имеет один состав, а кислород воздуха – немного другой. Притом было известно, что соотношение изотопов кислорода меняется в процессе ядерно-физических реакций при формировании протопланетного вещества. Как же вышло такое несоответствие?Оказалось, что единственная химическая реакция, которая способна изменить изотопный состав кислорода, – это фотосинтез. Впервые влияние ультрафиолетовых лучей на кислород обнаружили во время изучения озона. При его формировании в верхних слоях атмосферы в кислороде происходит сдвиг по 17-му изотопу. Подобный процесс происходит и на Земле – при фотосинтезе в растениях. Есть такое выражение: Сибирь – это легкие планеты. Подразумевается ее лесное богатство. Дыхание же – один из основных признаков живого организма. Так когда же наша планета стала живой?По словам исследователей, сдвиг 17-го в воздухе может говорить о том, каким образом и когда формировался тот кислород, которым мы сейчас дышим. Что, в свою очередь, позволяет делать выводы о возникновении жизни на Земле. Подчеркиваем: кислородной жизни, потому как и до появления кислорода существовала специфическая органика – анаэробные бактерии. Но для бурного развития потребовался кислород. И «дышать» первые организмы начали около 2,4 миллиарда лет назад.– Эта временная зона хорошо отбивается по кислороду, – отмечает Александр Игнатьев. – Именно тогда поменялись химические процессы, появились бактерии и растения, ставшие выделять кислород.Изучение метеорита «Челябинск» будет продолжаться. В том числе и на основе данных, предоставленных учеными из Владивостока.
Автор: Сергей ПЕТРАЧКОВ
