VIVOS VOCO: В.Г.Сурдин, "Метеорит с Фобоса?"

Метеорит с Фобоса?

В.Г. Сурдин,

к.ф.-м.н., Гос. астрономический ин-т им.П.К.Штернберга, МГУ им.М.В.Ломоносова

7 мая 1981 г. в Метеоритную коллекцию Академии наук поступил метеорит Кайдун (Kaidun), упавший 3 декабря 1980 г. в Народной Демократической Республике Йемен (15°с.ш., 48.3°в.д.) и поднятый сразу после падения (поэтому возможность его загрязнения земным веществом практически исключена). Масса метеорита составила 850 г. Он оказался очень пористым и трещиноватым, поэтому, несмотря на то, что упал на рыхлый песок, раздробился на множество осколков. Это свидетельствует о высокой пористости родительского тела метеорита Кайдун, а присутствие в нем многочисленных чужеродных включений показывает, что оно подвергалось интенсивной метеоритной бомбардировке.

Изучением метеорита Кайдун уже более 20 лет занимаются Андрей Валериевич Иванов и его коллеги из Института геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского РАН и ряда зарубежных научных центров. Их предварительные исследования, проведенные еще в начале 1980-х годах, показали, что это хондритовая брекчия экстремально высокой степени гетерогенности. Ее фрагменты имеют весьма широкий диапазон размеров - от миллиметрового до микронного. При этом метеорит содержит смесь “несовместимых” типов вещества - углистых и энстатитовых хондритов, т.е. соответственно наиболее окисленных и наиболее восстановленных представителей метеоритного вещества.

Дальнейшие детальные исследования шлифов метеорита показали, что почти каждый из них содержит новые литологические разновидности вещества, не наблюдавшиеся в уже рассмотренных шлифах, а зачастую и во всех других метеоритах. Это указывает на разнообразие процессов, сформировавших его вещество. Среди них выделяются три основные группы:

процессы, протекавшие на ранней, доаккреционной стадии эволюции протопланетной туманности, т.е. процессы небулярной конденсации, агломерации и плавления, предшествовавшие формированию планет;
процессы, происходившие на теле астероидного типа - родительском теле метеорита (ударное плавление, водное изменение и водный перенос вещества);
процесс магматической дифференциации вещества, способный протекать лишь в недрах крупных тел планетного типа.

Исключительное многообразие компонентов метеорита Кайдун сильно усложнило разработку сценария его происхождения: для формирования такого вещества требуются очень разнообразные условия. Было изучено несколько гипотез; на роль родительского тела претендовали астероид Церера, ядро потухшей кометы, объект из группы троянцев на орбите Юпитера. Но все эти варианты были отвергнуты из-за того, что в метеорите Кайдун обнаружились фрагменты щелочного состава, вообще крайне редкие для метеоритов (из 23 тыс. метеоритов, входящих в мировую коллекцию, они обнаружены лишь у двух, включая Кайдун). Такие фрагменты могли образоваться только в недрах большой планеты.

Поэтому на роль родительского тела нужно было найти малый объект Солнечной системы, способный обогащаться веществом крупной планеты. Естественно, возникла идея о том, что метеорит Кайдун прилетел с одного из спутников Марса - с Фобоса или с Деймоса (Иванов А.В. // Астрономический вестник. 2004. Т.38. №2. С.113-125). Поскольку Деймос находится значительно дальше от Марса, вероятность попадания на него марсианских фрагментов существенно ниже, чем на Фобос.

У астрономов нет оснований сомневаться, что вещество, выброшенное с Марса при метеоритных ударах, присутствует на поверхности Фобоса, особенно если учесть наличие в земных метеоритных коллекциях заметного количества - около трех десятков - марсианских “пришельцев”. Более того, существует предположение, что борозды и кратерные цепочки на Фобосе образовались в результате выпадения выбросов при крупных ударных событиях на Марсе. Таким образом, Фобос может содержать не только первичное вещество протопланетной туманности, но и вещество, переработанное в недрах планеты.

Существуют две гипотезы происхождения Фобоса. Первая из них предполагает, что спутник родился практически на месте его современной орбиты: он сформировался в результате аккреции из газопылевого диска, окружавшего новорожденный Марс. В этом случае состав Фобоса должен был быть близок составу Марса.

Другая гипотеза происхождения Фобоса предполагает так называемый небулярный захват. Согласно ей, Фобос является астероидом, образовавшимся, подобно родительским телам углистых хондритов, на расстоянии как минимум вдвое большем от Солнца, чем Марс, во внешней зоне пояса астероидов. В дальнейшем, на самых ранних этапах эволюции Солнечной системы, Фобос при прохождении через окружавшую Марс околопланетную туманность затормозился в ней и перешел с гелиоцентрической на околомарсианскую орбиту.

Каждая из гипотез имеет сильные и слабые стороны. Так, низкие плотность и альбедо Фобоса противоречат модели его аккреции вблизи Марса. С другой стороны, современные орбитальные характеристики Фобоса, регулярность его орбиты не согласуются с моделью небулярного захвата. У сторонников каждой из гипотез есть идеи для объяснения возникающих противоречий, но нет убедительных доводов в пользу одной из них. Однако гипотеза захвата сейчас более популярна. Если придерживаться ее, то история метеорита Кайдун может выглядеть так: 4.56 млрд лет назад во внешней зоне пояса астероидов образовалось углисто-хондритовое тело - астероид Фобос. Перемещаясь к центру Солнечной системы, Фобос захватывал разнотипные фрагменты допланетного вещества. Достигнув орбиты Марса, Фобос был захвачен околопланетной туманностью, окружавшей Протомарс. Сопровождавшие это событие механические напряжения разогрели Фобос и привели к таянию воды в его недрах, что вызвало водное изменение вещества. На околомарсианской орбите Фобос подвергался метеоритной бомбардировке; на него выпадали фрагменты Марса. В подповерхностном слое вещество перерабатывалось и становилось однородным. Наконец, около 1 млн лет назад ударное событие выбросило вещество метеорита Кайдун с Фобоса в космическое пространство, а 3 декабря 1980 г. метеорит упал на Землю.

Если все было действительно так, то в руках у исследователей оказался образец космического вещества с уникально интересной историей, проливающей новый свет на эволюцию Фобоса и Марса.