Айзек Азимов - Вид с высоты
А ядро? Наверно, оно тоже силикатное, но не подвергся ли этот силикат, залегающий на глубине 3450 километров, неожиданным структурным изменениям? Не получилось ли так, что на силикат давили все сильнее и сильнее, пока все его атомы не улеглись гораздо более компактно? (Примерно так же, как под действием высоких давления и температуры атомы углерода в графите располагаются более компактно и происходит превращение графита в алмаз.)
Такое предположение существует, но нет никаких данных, подтверждающих, что при больших давлениях и температурах (которые нельзя воспроизвести в лабораторных условиях) силикат поведет себя именно так[14].
По мнению других, вещество Земли на этой глубине внезапно меняется по своей химической природе, и при этом сравнительно легкий силикат мантии уступает место некоему более тяжелому и жидкому веществу, из которого состоит ядро.
Но из чего все-таки состоит ядро? Если мы ограничимся только элементами, чаще всего встречающимися в земной коре, то единственным веществом, которое было бы плотным при существующих в глубине Земли давлениях (но не слишком плотным) и при существующих там температурах, окажется железо.
А может быть, это тоже очередной фокус?
Не совсем. Есть еще ряд доказательств, хотя и не прямых, но весьма выразительных. В 1866 году французский геолог Дюбре впервые высказал предположение, что ядро Земли железное; это случилось примерно за 30 лет до того, как были получены сейсмические данные о существовании ядра вообще. Свое предположение он основывал на том, что очень многие метеориты почти полностью состоят из железа. Это означает, что астрономические тела частично могут состоять из чистого железа. А почему, собственно, ядро Земли не может быть железным?
И в самом деле, есть три вида метеоритов: «железные метеориты», о которых мы только что говорили; группа гораздо чаще встречающихся «каменных метеоритов» и сравнительно редкие «троилитовые метеориты». Так и подмывает предположить, что эти метеориты являются остатками какой-нибудь землеподобной планеты (находившейся где-то между Марсом и Юпитером), которая разлетелась на куски; что каменные метеориты — это куски мантии планеты; железные метеориты — куски ее ядра; троилитовые метеориты — куски промежуточной зоны между мантией и ядром.
Если это действительно так (а большинство геологов, по-видимому, придерживаются именно этой точки зрения), то, проанализировав все три вида метеоритов, мы, в сущности, проанализируем, по крайней мере приближенно, состав мантии и ядра Земли.
Каменные метеориты в среднем имеют следующий состав (здесь и далее в процентах по весу):
Кислород … 43,12
Кремний … 21,61
Магний … 16,62
Железо … 13,23
Кальций … 2,07
Алюминий … 1,83
Как видите, каменные метеориты состоят в основном из силиката магния и железа, которыми так богат оливин. Вместе с основными примесями, кальцием и алюминием, силикат магния и железа составляет 98,5 % общего веса каменных метеоритов. Таких распространенных в земной коре металлов, как натрий и калий, в мантии явно мало. Впрочем, очень хорошо, что в коре их больше, так как эти элементы полезны и важны для жизни.
Состав железных метеоритов таков:
Железо … 90,78
Никель … 8,59
Кобальт … 0,63
Сколько-нибудь значительных количеств других элементов в них нет. Вот почему ядро Земли часто называют железо-никелевым.
Троилитовые[15] метеориты имеют следующий процентный состав:
Железо … 61,1
Сера … 34,3
Никель … 2,9
Эти метеориты состоят главным образом из сернистого железа с небольшой примесью сернистого никеля. Поэтому геологи считают, что самая нижняя часть земной мантии состоит, весьма возможно, из сульфида железа, который занимает 1/12 общей массы Земли.
Для того чтобы получить законченную картину состава Земли, надо предположить, что ее основные части соответствуют различным видам метеоритов, а затем выяснить, какие средние весовые данные дает нам изучение метеоритов. Геологи, высказывая предположения относительно общего состава той или иной части мантии, составляли таблицы, которые в частностях расходились, но в целом совпадали.
Вот одна из итоговых таблиц химического состава всей Земли (в процентах):
Железо … 35,4
Кислород … 27,8
Магний … 17,0
Кремний … 12,6
Сера … 2,7
Никель … 2,7
Эти шесть элементов составляют почти 98 % всего земного шара. Однако если бы мы перечислили эти элементы не по весовому содержанию, а по числу атомов, то сравнительно легкие атомы кислорода потеснили бы все другие и стали на первое место. В сущности, почти половина (47,2 %) всех атомов Земли — это атомы кислорода.
* * *
Теперь нам остается только дать рецепт приготовления такой планеты, как наша, и мне представляется, что в «Звездной поваренной книге» этот рецепт выглядел бы так:
«Отвесьте примерно 2 септильона килограммов железа и добавьте туда для крепости 10 процентов никеля. Хорошо перемешайте это с 4 септильонами килограммов силиката магния, добавьте для придания особого аромата 5 процентов серы и небольшое количество других элементов по вкусу. (Для более успешного приготовления данной планеты пользуйтесь „Кратким звездным справочником специй и пряностей“.)
В радиоактивной духовке разогрейте смесь, пока она основательно не расплавится и не распадется на два не смешивающихся друг с другом слоя. (Предостережение: не разогревайте слишком долго, так как блюдо можно пересушить, а это весьма нежелательно.)
Охлаждайте постепенно, пока не затвердеет корка и не появится прилипшая к ней тонкая пленка из газа и жидкости. (Если она не появится, значит, вы перекалили планету.) Поместите планету на орбиту не очень близко, но и не очень далеко от звезды и крутните ее. Затем ждите. Через несколько миллиардов лет на поверхности начнется брожение. Забродившая часть, называемая жизнью, особенно ценится знатоками».
15. Троянский катафалк
В самом первом моем фантастическом рассказе (не помню уж когда опубликованном) говорилось о космическом корабле, попавшем в беду в зоне астероидов. Один из героев рассказа осуждал безрассудную храбрость командира, который не уводил корабль из плоскости эклиптики (то есть плоскости, в которой движется Земля вокруг Солнца; эта плоскость близка к той, в которой движутся, в сущности, все тела солнечной системы) и не хотел вывести корабль за пределы зоны астероидов, чтобы избежать почти неминуемого столкновения с ними.
В то время я полагал, что зона астероидов усеяна этими небесными телами так же густо, как пляж галькой. Почти у всех, кто пишет и читает научную фантастику, это представление, по-видимому, живет и по сей день. Воображение рисует им, как рудокопы-одиночки в поисках ценных ископаемых легко перепрыгивают с одного астероида на другой. Отпускники разбивают палатки на одной планетке и, махая рукой, приветствуют друзей, расположившихся на другой.
Но верна ли эта картина? До сих пор открыто немногим меньше 2000 астероидов, но, конечно, в действительности их гораздо больше. Мне встречались данные, что общее число астероидов достигает 100 000.
Большую часть астероидов следует искать между орбитами Марса и Юпитера, причем астероиды обычно не отходят от плоскости эклиптики больше чем на 30 градусов в ту или другую сторону. Объем пространства между этими орбитами и в пределах таких углов наклона к эклиптике равен 820 000 000 000 000 000 000 000 000 (8,2 · 1026) кубических километров! Если мы для верности скажем, что общее число астероидов равно 200 тысячам, то на каждые 4,1 · 1021 кубических километров придется один астероид.
Это значит, что среднее расстояние между астероидами составляет примерно 10 миллионов километров. Возможно, для отдельных более густо населенных астероидами районов мы можем сократить это расстояние до 1 миллиона километров. Если учесть, что диаметр большинства астероидов не превышает одного километра, то станет ясно, что с одного астероида другой, по всей вероятности, невооруженным глазом и не увидишь. Отпускник будет проводить время в одиночестве, а разведчику геологу придется поломать голову над тем, как добраться до другого астероида.
Наверно, астронавты будущего при полете к дальним планетам будут просто проскакивать зону астероидов, так ничего и не увидев. И лишь в редких случаях совсем не страшный крик: «Виден астероид» — заставит космических туристов ринуться к иллюминаторам.
* * *
Не следует думать, что астероиды равномерно распределены по всей зоне малых планет (так называют в астрономии астероиды. — Ред.). Там имеются и скопления их, и практически пустые области.
