Страница 7 из 17
Вполне понятно, что появление каждого такого тела способствует возникновению систем «Земля — сгусток» и «Луна — сгусток» со своими точками Лагранжа, в которых опять же должны образовываться новые скопления вещества.
В принципе такие процессы непрерывны и за многие сотни миллионов лет должны были привести к появлению в системе «Земля — Луна» множества разнокалиберных космических тел. Однако этого не произошло. Спрашивается, какие внешние силы могли взять на себя роль «санитаров», очищающих околоземное пространство от постоянно возникающих сгустков космического вещества?
Ответ может быть только один: с такими «обязанностями» справляются кометы, которые, периодически врываясь в пределы Солнечной системы, нарушают ее извечный баланс сил. Правда, у большинства комет масса незначительна и как следствие возмущения от них ничтожны. Иное дело — одна из самых больших комет — комета Галлея, которая каждые 76 лет возвращается к Солнцу, почти под прямым углом пересекает плоскость системы «Земля — Луна» и каждый раз «расходится» с Землей на достаточно близких по астрономическим понятиям расстояниях. Вполне понятно, что образующиеся в окрестностях нашей планеты сгустки вещества никак не защищены от периодических воздействий кометы Галлея.
Можно предположить, что еще задолго до того, как эта комета войдет в пределы Солнечной системы, силы ее гравитационного притяжения нарушают равновесие, в котором пребывают сгустки пыли и льда, а также отдельные метеорные тела различных размеров. Они покидают точки Лагранжа и, набирая скорость, устремляются под воздействием сил притяжения к Земле или к Луне.
Таким образом, комета Галлея может являться «виновницей» периодических бомбардировок нашей планеты метеоритами.
При встрече с Землей метеориты разных типов ведут себя, в общем, одинаково. При полете в условиях плотной атмосферы от трения о воздух движение метеорита затормаживается, и он плавится по фронтальной поверхности. Расплав мгновенно сдувается, образуя дымный след метеорной пыли, состоящей из микроскопических капелек метеоритного вещества. Эти капельки постепенно выпадают на земную поверхность в виде силикатных или металлических шариков. Если метеорит мал, то он может практически целиком распылиться в атмосфере. Крупные метеориты (болиды) при пролете через атмосферу теряют лишь небольшую часть своей массы. При этом в зависимости от внутренней структуры и прочности метеорита его падение происходит в виде или единой массы, или множества обломков, образующих метеоритный «дождь».
Ежегодно на поверхность Земли падает до 1000 метеоритов общей массой 1500–2000 тонн (5–6 тонн за одни сутки). При падении крупных метеоритов выделяется огромное количество энергии. Представление о ней может дать нижеприведенная таблица, включающая сопоставление величины энергий ряда планетарных процессов и явлений кратерообразования.
Таким образом, энергия, выделяющаяся в доли секунды при столкновении крупного метеорита с Землей, может во много раз превосходить энергию, развивающуюся при разрушительных геологических явлениях — землетрясениях и извержениях вулканов. Поэтому крупный метеоритный взрыв считается исключительным явлением в геологическом развитии Земли.
Специалисты, которые занимаются вопросами столкновения небесных тел, считают, что за свою геологическую историю продолжительностью 4,5 миллиарда лет Земля испытала более миллиона столкновений с кратерообразующими метеоритами.
Частоту кратерообразующих событий принято оценивать исходя из числа астероидов, пересекающих земную орбиту. Такие оценки показывают, что на Землю падают в среднем за каждый миллион лет три тела диаметром более 1 километра.
Крупные тела при соударениях с сушей создают глубокие структурные нарушения, могут раскалывать земную кору и образовывать разломы, давать импульсы, направляющие движение лйтосферных плит и образующие тектонические депрессии и швы.
Приведенный беглый обзор показывает, что сегодняшнее состояние поверхности Земли во многом определяется историей ее бомбардировки астероидами и метеоритами.
Попутчики кометы Галлея
При перигелийных прохождениях ядро любой кометы разрушается. В частности, испаряющиеся с поверхности газы увлекают за собой отдельные пылинки (частицы) самых различных размеров. Наиболее маленькие из них (субмикрометровые) под действием, давления солнечного света «выметаются» в хвост, но на крупные частицы световое давление практически не оказывает никакого влияния. В потоках испаряющихся газов эти пылинки приобретают скорости порядка десятков метров в секунду. Пылинки и частицы, увлеченные с поверхности кометного ядра испаряющимися газами, гравитационно с ним не связаны и должны двигаться, как и само ядро, просто по орбите кометы. Однако поскольку ядро и пылинки имеют небольшие относительные скорости, то, следовательно, с течением времени последние должны распределяться по орбите кометы.
Здесь уместно привести и следующее обстоятельство. Регулярное гравитационное поле Солнца не препятствует удалению от ядра любой кометы «выброшенных» им метеорных частиц и тел в направлении вдоль ее орбиты, но резко замедляет такое движение в перпендикулярном орбите направлении. В связи с этим метеорные частицы и тела относительно быстро (конечно, в космогоническом понимании) заполняют некий эллиптический тор с орбитой данной кометы в качестве его оси. Поскольку комета Галлея движется по своей нынешней орбите свыше сотни тысяч лет, то, значит, рой пылинок на ней давным-давно замкнулся. Они фактически представляют собой скопления «космической пыли», которые состоят не только из пылевых частиц, но и различных по своей величине обломков кометного вещества размерами от песчинок до осколков и глыб, имеющих вес соответственно в несколько килограммов или тонн (рис. 11).
Достаточно указать, что на каждом витке комета Галлея теряет около 370 миллионов тонн своего материала.
С кометой Галлея, как мы уже говорили, связаны два известных метеорных потока: Аквариды, наблюдающиеся в мае (радиант в созвездии Водолея), и Ориониды, наблюдающиеся в октябре (радиант в созвездии Ориона). Когда наша планета проходит ежегодно дважды вблизи узлов орбиты кометы Галлея, в земную атмосферу врываются пылинки и частицы этих потоков, которые вспыхивают на небе в виде звездного дождя^ Частицы, составляющие эти потоки, совершают, как и комета Галлея, один оборот вокруг Солнца за 76 лет.
Наблюдения за движением частиц роев, проводимые в соответствии с международной программой исследований кометы Галлея, установили, что современные метеоры потоков Акварид и Орионид поро, ж-дены теми частицами, которые были выброшены из кометы несколько тысячелетий назад. За прошедшее с тех пор время метеорные частицы сильно рассеялись, но тем не менее при приближении кометы к^Солнцу наблюдается, как это было зафиксировано ив!910ив 1986 годах, значительное увеличение активности потока Акварид с преобладанием очень ярких метеоров.
Отметим и такой небезынтересный факт. Мы считаем, что результаты исследований кометы Галлея с помощью космических станций внесли окончательную ясность в особенность строения ее ядра: оно оказалось монолитным. Вместе с тем во время прохождения кометы Галлея возле Земли в 1910 году многие наблюдатели отметили явления, свидетельствующие о дроблении ее ядра. Эти наблюдения говорят, в частности, о том, что вблизи перигелия от ядра «откалывались» не слишком большие, но и не очень малые куски. Наблюдатели отмечали «множественность» ядра кометы, состоящего из нескольких ярких образований, которые довольно быстро исчезали. Затем ядро кометы Галлея снова оказывалось в одиночестве, потом снова дробилось…
Анализ данных о падении метеоритов начиная с 1800 года и до наших дней обнаружил периодичность этих событий. Число падений, как оказывается, изменяется с периодами, близкими^ или кратными 11-летним циклам солнечной активности. В этой информации имеются данные о периодах, равных примерно 75 годам. Указанное значение удивительно близко к среднему периоду обращения по своей орбите кометы Галлея. Астрономы не могут объяснить зафиксированные периодичности в частоте падения метеоритов ничем, кроме того, что структуре кометных ядер свойственна «множественность», т. е. они состоят из многих отдельных тел. В этом случае при периодических возвращениях кометы к Солнцу от «множественного» кометного ядра под действием приливных сил нашего светила отрываются одно за другим составляющие его тела или группы тел.