«Америка» 1971 г. апрель (№174), с.34-38
Авт. права: Генри С. Ф. Купера, 1970 г. Глава из книги «Лунные породы» (изд-во «Дейли пресс»): впервые опубликована в журнале «Нью-йоркер».
 Кристаллы пироксена, плагиоклаза и ильменита в одном из образцов лунного грунта, доставленных на Землю экипажем «Аполлона-11» |
| К |
огда я первый раз посетил Научно-исследовательский центр по разработке пилотируемых космических аппаратов в Хьюстоне, д-р Эльберт Кинг, заведовавший тогда Лунной приемной лабораторией, сказал мне, что конференция ученых, изучающая образцы лунных пород и пыли, которые собрал экипаж корабля «Аполлон-11», будет «сногсшибательным» событием. И все же, встретившись со мной на Научной конференции по систематизации результатов полета «Аполлона-11», он вынужден был признаться, что недооценил положения, ибо в истории еще не было случая, чтобы такое множество ученых, работавших независимо друг от друга над одним и тем же вопросом, съехалось для приведения результатов своих наблюдений в единую систему.
Конференция продолжалась четыре дня во Дворце съездов и выставок имени Альберта Томаса, который расположен в самом центре города. Вестибюль дворца был превращен в Национальный зал славы героев космоса. На съезде присутствовало более 700 ученых: геологов, химиков, физиков, геохимиков, геофизиков, астрономов и астрофизиков.
На конференцию приехало 142 главных исследователя, но каждого из них сопровождало несколько помощников, так называемых соисследователей; таким образом, здесь можно было встретить ученых и специалистов самого различного профиля, работающих над лунными образцами и желающих поделиться результатами своего труда. Сюда прибыли ученые из ФРГ, Швейцарии, Англии, Канады, Австралии, Японии и других стран. Не было только представителей государств социалистического блока, о чем сожалели многие из присутствовавших, которым хотелось ознакомиться с мнениями своих советских коллег. Конференция действительно оказалась сногсшибательной. Она ошеломила участников непрерывным потоком обрушившейся на них информации. К концу первого дня, во время перерыва на кофе, я подсел к д-ру Даниэлю Андерсону, исполняющему обязанности заведующего Лунной приемной лабораторией. Он только что вышел из зала заседаний, где прослушал подряд шесть докладов. Кофе пили в галерее, где было расставлено около дюжины больших круглых столов и несколько крупных кофеварок. Здесь обычно толпилось множество народу: за чашкой кофе продолжалось обсуждение вопросов, затронутых на конференции. Д-р Андерсон, высокий худощавый мужчина тридцати с лишним лет, геолог по профессии, пожаловался на обилие материала, среди которого ему было трудно определить, что действительно важно, а что нет. «Обычно научные сведения поступают постепенно, капля за каплей, а тут на вас обрушивается все сразу, — пояснил он. — Чувствуешь себя, как слепой художник, неожиданно прозревший в музее: слишком много вещей, слишком много впечатлений. Эта конференция даст нам более точное представление о Луне, но, чтобы все это осмыслить, нужно время. В ближайшие месяцы ученые обдумают все здесь услышанное и напишут свои заключения. Наши сведения о Луне были настолько скудны, что мы просто не отдавали себе отчета в том, чего именно мы не знали. Сейчас при таком обилии сведений, мы, очевидно, сможем определить области нашего незнания и, таким образом, сформулировать соответствующие вопросы».
К числу ученых, чьи представления о Луне изменились в результате ознакомления с новыми данными на этой конференции, принадлежит д-р Джон О'Киф, сотрудник Годдардского исследовательского центра космических полетов в Гринбелте (Мэриленд). Д-р О'Киф в течение многих лет утверждал, что тектиты — мелкие стеклообразные камешки, встречающиеся в разных местах на поверхности Земли, — попали туда с Луны. Надо сказать, что и раньше он выдвигал весьма смелые предположения и часто оказывался прав. Например, в 1958 году он доказал, что Земля имеет слегка грушевидную форму.
Но его гипотеза о том, что в горных хребтах Луны возможно наличие массивов тектита, была быстро опровергнута на конференции. Уже на следующий день несколько ученых, в том числе и д-р Кинг, сообщили, что в образцах пыли, взятых с поверхности лунного моря, были обнаружены частицы горной породы, называемой анортозитом. Анортозит — это камень светлой окраски, сравнительно легкий, часто встречающийся в горах Адирондак. В пяти граммах лунной пыли среди 1227 зерен д-р Кинг и его сотрудники обнаружили всего 30 зерен анортозита. Исходя из того, что зерна анортозита заметно отличаются от других зерен, имеющих черную окраску и базальтовую структуру, а также ввиду их малочисленности, д-р Кинг высказал предположение, что они туда попали в результате ударов метеоритов, выбивших их из лунных гор. Правда, полной уверенности в том у него не было, но в этом отношении среди участников конференции он не был единственным. Отсутствовала уверенность и в выводах швейцарского физика д-ра Иоганнеса Гейса. Однако по ходу дискуссии выяснилось, что и другие группы геологов также обнаружили анортозит в образцах лунной пыли и пришли к аналогичным заключениям. (Подобное совпадение результатов анализа очевидно подтверждало правильность гипотезы. После окончания прений один из главных исследователей сделал такое заключение: «К счастью, все мы установили то же самое».) По своей химической структуре анортозит совсем не похож на тектиты, и когда в последний день конференции я разговаривал с д-ром О'Кифом, то он не без смущения заметил, что если тектитов не оказалось в лунных морях — в чем он, кстати, и не сомневался, — то, как теперь выясняется, не оказалось их и в горах.
Однако д-р О'Киф не унывал. Он вынул из портфеля сборник статей, написанных им самим и рядом других известных селенологов незадолго до полета «Аполлона-11». В них авторы высказывали свои предположения о природе Луны, и д-р О'Киф теперь с удовлетворением перечислил ряд своих сбывшихся предсказаний. Он утверждал, что Луна должна быть крайне бедна золотом и платиной, а так же свинцом и висмутом (легко испаряющимися элементами). И действительно этих четырех металлов на Луне оказалось мало.
На одном из заседаний несколько химиков-органиков, палеонтологов и биологов на основании своих исследований подтвердили свое раннее заключение о том, что жизни на Луне никогда не существовало. Во всяком случае, ее не могло быть в районе «Базы Спокойствия», где высадились астронавты корабля «Аполлон-11». Один из химиков д-р Сирил Поннамперума, сотрудник Научно-исследовательского центра имени Эймса в Моффет-Филд (Калифорния), установил, что в исследованном им образце на миллион частей приходилось не более 200 частей углерода. Когда же он вычел из миллиона соответствующее количество частей, которое могло попасть в образец лунной породы в результате всевозможных форм загрязнения, то на миллион у него осталось примерно 150 частей, и ни одна из них не содержала молекул, характерных для жизненных процессов. Палеонтологи, надеявшиеся найти хоть какие-нибудь признаки ископаемых организмов, в особенности микроскопических, и биологи, пытавшиеся обнаружить вообще что-либо живое, сначала было воспрянули духом, но очень скоро убедились в тщетности своих поисков. Под микроскопом геологические и химические структуры порой кажутся весьма похожими на живые организмы. Так, например, микроскопические шарики стекла показались одному микропалеонтологу пыльцевыми зернами. Д-р Делберт Э. Филпотт, пытавшийся с помощью электронного микроскопа обнаружить какое-либо движение в стекловидных шариках, увидел нечто напоминающее обычную бактерию. Но такой на деле не оказалось.
Д-р биологии Джералд Тэйлор, член карантинной бригады Приемной лаборатории, который одним из первых занялся поисками признаков жизни на Луне, сидел на несколько рядов впереди меня и со скучающим видом слушал доклады. В перерыве между выступлениями (докладчика прерывал каждые 20 минут звонок обыкновенного таймера), д-р Тэйлор рассказал мне, что приехал сюда главным образом, чтобы послушать доклад д-ра Вэнса И. Оямы на тему «Образец лунного грунта, доставленный «Аполлоном-11» — объект поисков живых организмов». Ученый исследовательского центра имени Эймса, согласно распорядку заседаний, был следующим докладчиком. Д-р Тэйлор объяснил мне, что в своем резюме д-р Ояма подтверждает результаты исследований карантинной бригады Приемной лаборатории. Иными словами, он тоже ничего не обнаружил.
На второй день конференции я встретился с геологом Калифорнийского технологического института д-ром Юджином Шумэйкером, который руководил геологическими исследованиями астронавтов на Луне. В прочитанном им накануне докладе он высказал свои мысли о реголите, пылеобразном материале, покрывающем поверхность Луны. Предположения д-ра Шумэйкера диаметрально расходились со взглядами Томаса Голда, астрофизика Корнеллского университета. О своих предположениях Голд рассказал мне накануне. По его мнению выходило, что впадины лунных морей заполнены мельчайшей пылью, медленно сползавшей со склонов гор под воздействием элетростатической индукции. Когда я спросил д-ра Шумэйкера о сползающей лунной пыли Голда, он ответил мне следующим образом: «Главный недостаток теории мистера Голда заключается в том, что она рисует совершенно неправдоподобную картину того, что в действительности происходит на Луне». Я поинтересовался, что же в сущности там происходит, и получил ответ: реголит не сползал с гор, это обломочный материал, образующий слой толщиной от 3 до 6 метров и состоящий из осколков отколовшихся горных пород в результате бомбардировки метеоритами в течение почти 4 миллиардов лет. Метеоры и микрометеоры падают на поверхность Луны беспрерывным дождем, и этот факт навел д-ра Шумэйкера на мысль, что реголит образовался из обломков выбросов из миллиардов и миллиардов кратеров. Покрывая друг друга, обломки эти, за исключением самых свежих, постепенно стираются. Реголит находится в состоянии медленного, но постоянного перемещения под влиянием непрерывных ударов, вызывающих сотрясения. Таким образом, обломки, находящиеся внизу, постепенно поднимаются вверх, а верхние — погружаются вниз. Это явление д-р Шумэйкер называет «вспахиванием». Д-р Шумэйкер вместе со своими сотрудниками выработал ряд математических формул, определяющих поведение реголита. Если их теория верна, то между количеством кратеров в данной местности и толщиной реголита должно существовать определенное соотношение. Когда д-р Шумэйкер подсчитал кратеры в районе, обследованном Армстронгом за время его пребывания на Луне, и подставил полученную цифру в одну из своих формул, то у него вышло, что глубина реголитного покрова должна была равняться 4 метрам, что точно соответствует глубине кратера, в котором Армстронг обнаружил то, что ему показалось бедроком. Д-р Шумэйкер утверждает, что его формулы дадут ему возможность определить, сколько времени исследуемый камень мог пролежать на поверхности Луны, как часто он переворачивался от сотрясений, вызванных близким падением метеоритов, как долго длилось погружение камня и каковы были его возможности превратиться в порошок под воздействием микрометеоритов до погружения. Ученый с большим вниманием слушал доклады некоторых физиков, потому что они могли подтвердить правильность его вычислений. Луна беспрерывно подвергается воздействию солнечного ветра — потока частиц, излучаемых Солнцем. Таким образом, подсчитав количество микроскопических следов, оставленных на камне этими частицами, физики смогут установить, сколько времени он пролежал на поверхности Луны. Подсчитав следы на всех сторонах камня, можно определись, как часто его подбрасывало и каковы были интервалы между потрясениями. Различные частицы солнечного ветра и другие космические частицы, как, например, космические лучи, проникают в поверхностный слой Луны на различную глубину, и это позволит физикам довольно точно определить длительность процесса продвижения камня к поверхности, число его остановок по пути и даже длительность каждой остановки. Пока ясно одно: процесс «вспахивания» протекает чрезвычайно медленно. Один из физиков установил, что скорость эрозии под воздействием микрометеоритов равняется одному миллиметру в миллион лет. Это подтверждает вычисления д-ра Шумэйкера.
| Н |
овые данные о Луне Голд воспринял с такой же радостью, как и все остальные. «Мое мнение изменилось только в том, что оно стало еще радикальнее», — заявил он на конференции.
Несколько членов Первичной исследовательской группы, принимавших участие в предварительном изучении и каталогизации лунных материалов, продолжили затем свою работу в качестве исследователей. С двумя из них — геологом д-ром Уилльямом Гринвудом и инженером-строителем д-ром Дэвидом Каррьером — я случайно встретился на второй день конференции около кофеварок в галерее. Оба были очень довольны тем, что главные исследователи подтвердили почти все заключения Первичной группы. В качестве соисследователей д-р Каррьер и д-р Гринвуд участвовали в разработке данных для доклада о лунной пыли. Д-р Гринвуд, как и мистер Голд, тоже отметил наличие ямок на крупинках лунной пыли, но, по его мнению, они являются не следствием ударов мельчайших космических частиц, а результатом взаимных столкновений в облаках горячих газов, возникающих на Луне от падения метеоров или вулканических взрывов.
За столом в галерее несколько ученых обсуждали вопрос о том, как исследования Луны помогут нам узнать много нового о нашей собственной планете. Один из обсуждающих, по специальности геохимик, обратил внимание на примерно одинаковый возраст одной из древнейших горных пород на Земле и лунных камней с Моря Спокойствия и тут же выдвинул гипотезу о возможности их одновременного образования в результате бомбардировки Земли и Луны метеорами. Сидевший рядом микропалеонтолог возразил, что в старейших земных горных породах, сформировавшихся около трех с половиной миллиардов лет тому назад, были найдены микроскопические следы жизни. Следовательно, Земля уже в то время шла собственным, отличным от Луны путем развития. Третий ученый заметил, что Луна, очевидно, представляет собой мертворожденный вариант Земли. На это последовал целый ряд возражений.
Австралийский геохимик д-р Росс Тэйлор, член Первичной группы, осуществившей первый химический анализ лунных образцов, сказал мне как-то на третий день конференции, что рассчитывал получить достаточно данных, чтобы решить вопрос, была ли Луна когда-либо горячей. Самым веским доказательством, что она именно таковой когда-то была, служит, по мнению д-ра Тэйлора, заключение группы главных исследователей, в том числе и профессора Калифорнийского технологического института д-ра Г. Дж. Вассерберга, о возрасте лунных пород, доставленных экипажем «Аполлона-11». Ученые установили, что породам 3,7 миллиарда лет; то же самое в свое время установили и члены Первичной исследовательской группы.
«За право первыми изучить образцы мы, в какой-то степени, поставили под удар собственную репутацию, и потому нам было очень приятно узнать, что мы не ошиблись», — сказал д-р Тэйлор, который был одним из членов Первичной группы. Это был первый конкретный результат анализа лунных камней, и потому ученый не без удовлетворения заметил: «Вот теперь мы можем с уверенностью сказать, что лунным образцам с Моря Спокойствия 3 650 000 000 лет с возможной ошибкой в 50 миллионов в ту или иную сторону. Иными словами, лунные породы оказались моложе, чем предполагали члены Первичной группы. Определение возраста горной породы начинается с момента затвердения расплавленной массы, а, следовательно, разница между возрастом пыли (ей, как установил д-р Вассерберг, 4,5 миллиарда лет) и возрастом горной породы означает, что на Луне около миллиарда лет существовало тепло.
Д-р Тэйлор не верит в происхождение лунной пыли от плавления в результате ударов. Возрастная разница в миллиард лет противоречит этой теории о плавлении от ударов падающих с большой скоростью метеоров, ибо вряд ли такая интенсивная метеорная бомбардировка могла продолжаться в течение миллиарда лет. А ведь возрастной разрыв между горными породами и пылью достигает, оказывается, и 2 миллиардов лет, если принять во внимание результаты вычислений Первичной группы, проделанных с образцами грунта, которые собрал экипаж «Аполлона-12» в Океане Бурь — их возраст определяется в 2,5 миллиарда лет. По мнению д-ра Тэйлора, теория образования пород лунных морей путем плавления от ударов может быть раз и навсегда опровергнута на основании имеющихся данных. Если при ударах больших метеоров разлетающиеся осколки пород усеивали всю поверхность Луны, то точно так же при ударах, создавших молодые моря, осколки должны засыпать поверхность более старых морей. Однако все лунные моря отличаются своей гладкой поверхностью. А это значит, что более старые моря впоследствии должны были быть залиты лавой, покрывшей обломки породы. И все же, плавление от ударов, по всей вероятности, имело когда-то место на Луне, и вряд ли кто-либо серьезно сомневается, что в общем рельеф Луны своим происхождением обязан действию метеоров. Большинство доказательств в пользу того, что Луна некогда была горячим телом, главным образом привели геохимики. На основании содержащихся в образце элементов, его величины и формы, а также структуры его кристаллов, они смогли установить длительность процесса охлаждения, давление, которому образец подвергался, и температуру, при которой он затвердел. В результате плавления от удара порода, по мнению геохимиков, должна была расплавляться полностью и почти мгновенно при весьма высоких температурах, а затем быстро застывать. Обследованные же образцы пород показали, что процесс плавления в них проходил частично при более низких температурах и что они оставались в расплавленном состоянии достаточно долго, чтобы подвергнуться дифференциации. Иными словами, их пребывание в расплавленном состоянии было настолько длительным или так часто повторялось, что они расчленились на ряд дериватов или целые семейства последовательно порожденных пород. Большинство геологов находит, что все это не характерно для плавления от удара, хотя многие и соглашаются, что лава в центре расплавленной под ударом массы породы могла бы долгое время оставаться в жидком состоянии, при условии достаточно большого скопления расплавленной массы. Однако более вероятной им кажется гипотеза об извержении лавы из недр Луны, где в процессе достаточно длительного кипения создались условия, способствующие образованию сложных видов горных пород.
Профессор химии Калифорнийского университета в Сан-Диего, лауреат Нобелевской премии д-р Гарольд Клейтон Юри, с которым я беседовал в конце того же дня, продолжал отстаивать свою теорию о «холодной» Луне, хотя и признает наличие некоторых противоречий. «Я весьма озадачен новыми данными, — сказал он. — Не знаю, что и думать. Я считаю свои доводы о «холодной» Луне серьезно обоснованными, но некоторые не желают к ним прислушиваться». Д-р Юри заметил, что ему и в прошлом уже не раз приходилось попадать в затруднительное положение, но в конечном итоге он всегда оказывался прав. Так будет и на сей раз, надеется он. Д-р Юри сумел блестяще доказать, что образование большинства лунных пород относится ко времени возникновения Солнечной системы, но к своему успеху ученый отнесся равнодушно.
Продолжая упорно отстаивать свою теорию о «холодной» Луне, д-р Юри ссылается на неравномерность масс пород и, в особенности, на наличие зон повышенной концентрации масс. Эти зоны названы масконами, они сосредоточены в самом центре под поверхностью круглых морей. Как и раньше, д-р Юри считает, что если бы Луна когда-либо была горячей, то она была бы настолько мягкой и настолько чувствительной к внешним воздействиям, что комообразные масконы давно должны были бы сгладиться. Однако они все еще существуют, и их гравитационное влияние сильно осложняет орбитальные полеты вокруг Луны. Д-р Юри удивляется, как это ученые не приходят к заключению, что Луна всегда была холодным телом. К сожалению, участникам конференции такое заключение не казалось столь же очевидным, и д-р Юри, по-видимому, сам готов был согласиться, что на Луне близко к ее поверхности мог когда-то существовать внутренний источник тепла. Однако он не отказался от своей теории «холодной» Луны, а лишь, пересмотрев ее, выдвинул новое положение — толща Луны всегда была холодной и достаточно твердой, чтобы служить опорой для масконов, а ее поверхностный слой, толщиной от 50 до 100 километров, в какое-то время подвергался плавлению под влиянием внешнего источника тепла, например, «возмущенного» Солнца. Д-р Юри по-прежнему утверждает, что Луна образовалась где-то в другой части Солнечной системы, возможно с другими «лунами», но впоследствии была захвачена земным притяжением.
| П |
еред закрытием конференции состоялась дискуссия экспертов, посвященная вопросу о происхождении Луны. Помимо теории о гравитационном захвате Луны, имеются еще две основные теории о ее происхождении: теория отделения, которая утверждает, что Луна откололась от Земли, и бинарная теория, согласно которой Луна и Земля образовались по соседству друг с другом одновременно. Никто из участников конференции не защищал бинарной теории, поэтому ее и не обсуждали.
Наступил, наконец, момент, когда столики в галерее опустели, а в аудитории не осталось ни одного свободного места. Члены новой группы экспертов были мне незнакомы. В нее входили: д-р С. К. Рэнкорн, английский геофизик из университета в Ньюкасле; д-р Брайан Скиннер, геохимик Йельского университета; д-р Доналд Ю. Уайз, геолог Массачусетского университета в Амхерсте; и д-р А. Э. Рингвуд, геохимик Австралийского национального университета в Канберре. От д-ра Росса Тэйлора я уже кое-что знал о выдвигаемой его соотечественником теории происхождения Луны, получившей название теории Эпика-Рингвуда, и он советовал мне внимательно прослушать выступление д-ра Рингвуда. Д-р Эрнст Эпик, астроном Мэрилендского университета, разработавший астрономическую сторону теории, отсутствовал. Руководителем группы был физик д-р Роберт Джастроу, директор Института космических исследований имени Годдарда в Нью-Йорке.
| О |
ткрывая дискуссию, д-р Джастроу сказал, что теперь, после подробного разбора 90 процентов результатов экспедиции «Аполлона-11», настало время подвести итоги. «Поэтому я и попросил д-ра Рингвуда сесть рядом со мной», — пояснил д-р Джастроу. Худощавый, краснощекий и необычайно подвижной д-р Рингвуд заговорил очень быстро. Он сказал, что по химическим свойствам и структуре лунные породы во многом схожи с земными, но различий между ними все же достаточно, чтобы усомниться в том, что Луна когда-то была частью Земли, как это утверждается теорией отделения, и в том, что процесс образования этих тел был одинаковым и одновременным, как это следует из бинарной теории. Маловероятной, по его мнению, кажется и теория захвата. Если допустить, сказал он, что Луна образовалась наподобие других землеобразных (или твердых) планет, а затем была захвачена притяжением Земли, то содержание химических элементов на Луне должно быть таким же, как и на других телах этого типа и, в частности, распространенным должно быть железо. Большинство землеобразных планет (Земля, Меркурий, Венера и Марс) по содержанию железа не отличаются от Солнца, но, не без торжества подчеркнул д-р Рингвуд, на Луне-то железа значительно меньше. Следовательно, Луна по своему происхождению отличается от других твердых тел Солнечной системы. Из этого д-р Рингвуд сделал вывод, что Луна вряд ли могла попасть в сферу земного притяжения в качестве одного из осколков, вращавшихся в пределах Солнечной системы в начальный период ее существования. Вопрос проникновения Луны как независимого тела в нашу Солнечную систему вообще не поднимался. Все теории, однако, не смогли объяснить одного явления: наличия следов двух совершенно несовместимых процессов нагревания, протекавших на Луне в ранний период ее истории. Данные геохимиков указывают на проходивший там процесс медленного и постепенного плавления, свидетельствующий о том, что на Луне некогда существовал какой-то запас внутреннего тепла. С другой стороны, имеются признаки происходившего на Луне выделения тепла такой интенсивности, какого Земля вообще не знала. По сравнению с Землей, Луна бедна летучими элементами (такими, как свинец и висмут, имеющими низкую температуру плавления) и богата тугоплавкими (обладающими, подобно титану, высокой температурой плавления). Отсюда напрашивается вывод, что материалы Луны подвергались такому перегреву, при котором легкоплавкие летучие элементы должны были испариться, и в результате осталась лишь концентрация тугоплавких огнеупорных элементов. Исходя из этих предпосылок, д-р Рингвуд предполагает, что Луна не принадлежит к числу планет, образовавшихся из вращающихся вокруг Солнца первозданных материалов, а представляет собой продукт более сложных процессов. В какой-то мере ошибались и сторонники «горячей» Луны, и сторонники Луны «холодной», заключил д-р Рингвуд.
С возражениями д-ру Рингвуду, столь решительно отвергшему обе теории, выступил один из членов дискуссионной группы д-р Уайз, приверженец теории отделения, или теории Дарвина—Уайза. Основывается она на гипотезе, выдвинутой в 1879 году сэром Джорджем Дарвином, сыном Чарлза Дарвина, о том, что когда-то в далеком прошлом на Земле под влиянием Солнца развилось большой силы приливо-отливное движение, достигшее в конечном итоге таких масштабов и резонанса, что это привело сперва к удлинению земной массы, а затем к ее расщеплению. Как это ни странно, но сам д-р Рингвуд в свое время предложил, хотя и не разработал, теорию, схожую с теорией д-ра Уайза, которая базировалась на несколько измененных предположениях Дарвина. На самом раннем этапе развития Земли, когда все составляющие ее элементы находились еще в расплавленном: состоянии, основная масса содержащегося в ней железа сконцентрировалась в ее центре, образовав ее ядро. В 1961 году д-р Рингвуд в нескольких строках одной из своих научных статей высказал предположение, что под воздействием процесса погружения железа при образовании ядра вращательное движение Земли вокруг своей оси значительно ускорилось, в результате чего Луна отделилась от поверхности Земли, подобно тому, как комок глины отлетает от гончарного колеса. Два года спустя, д-р Уайз развил свою собственную; теорию об отделении Луны от земной поверхности, вызванном процессом образования ядра, и написал на эту тему обстоятельный труд. Согласно теории Дарвина—Уайза, сообщил собранию д-р Уайз, Луна была вначале твердым телом и находилась какое-то время близко от тогда еще раскаленной Земли. При этом поверхность Луны могла расплавиться, как плавится воск от пламени свечи, что, возможно, в какой-то степени и объясняет следы частичного плавления, обнаруженные геохимиками в лунных образцах. В заключение д-р Уайз высказал весьма заманчивое предположение, не уступающее гипотезе д-ра Рингвуда об отделении Луны. От его внимания, сказал он, не ускользнул тот факт, что рельеф невидимой стороны Луны значительно ровнее, чем видимой, и не значит ли это, что неровности лицевой стороны Луны являются следами ее отделения от Земли, в то время как поверхность невидимой стороны сохранила сходство с первобытной поверхностью Земли. «Это, надо полагать, только начало, — заметил д-р Рингвуд. — Теперь перед каждым из нас открылись новые возможности, и в ближайшие годы, несомненно, появится целый ряд новых теорий». Ни одна из существующих теорий, по его мнению, не может, например, объяснить отмеченный геохимиками противоречивый характер двух процессов нагревания. Лично он придерживается теории о протекании двух независимых процессов. При первом чрезвычайно интенсивном нагревании улетучились все входившие в состав Луны легкоплавкие материалы. Этому явлению дал объяснение д-р Эпик (д-р Рингвуд к тому времени уже отказался от теории Дарвина — Уайза). Д-р Эпик полагает, что процесс образования Земли протекал в конденсирующемся облаке частиц путем их скопления в его центре. По мере развития этого процесса Земля нагревалась, и одновременно нагревались внешние слои облака (из которых впоследствии сформировалась Луна), в результате чего из них улетучились легкоплавкие элементы. При последовавшем охлаждении внешние слои облаков сгустились, образовав вокруг Земли кольцо, как у Сатурна, и из частиц этого бедного летучими элементами кольца впоследствии и сложилась, по мнению д-ра Эпика, Луна.
Впрочем, недавно д-р Рингвуд пытался найти другое объяснение происхождению кольца д-ра Эпика. Астрофизик университета Йешива д-р Аластэр Г. У. Камерон высказал предположение, что материал, из которого позже образовалась Луна, первоначально составлял твердые и газообразные компоненты облака, окружавшего Землю. Согласно д-ру Камерону, Земля сформировалась не в центре конденсирующегося облака, а в результате скопления частиц, кружащихся в Солнечной системе. Другие частицы, пополнявшие это скопление, двигались довольно быстро и, попадая в него, производили сильные удары, которые могли вызвать в растущем теле процесс нагревания (так называемое нагревание от падения), что должно было препятствовать рассеиванию облака и сохранять его горячим.
| У |
знав о присутствии д-ра Камерона на конференции, я воспользовался перерывом, чтобы спросить его, откуда взялись его падающие частицы, образовавшие, по его мнению, Землю. Он ответил, что все тела Солнечной системы, в его представлении, образовались из солнечной туманности — огромного облака, состоявшего в основном из водорода, но содержавшего также и другие элементы. Солнечная туманность, которая приняла форму плоского диска, сконденсировалась настолько быстро, что Солнце образовалось в его центре в течение ста или тысячи лет. Другие частицы, скопляясь в водороде, положили начало рождению планет. По его теории, Земля и некоторые другие планеты должны быть старше Солнца. Внутри туманности — с помощью содержащегося в ней водорода — происходила ураганная бомбардировка планет частицами других элементов, отчего планеты нагревались. Решающим фактором при этом была быстрота, с которой протекали указанные процессы, — продолжал д-р Камерон, — ибо Земля, как и Солнце, должна была образовать сгусток менее чем за тысячу лет, — а возможно, и за сто лет, — для того, чтобы падающие частицы могли ее накалить до 5500 градусов, то есть до той температуры, которую д-р Камерон считает необходимой для образования описанного им облака. Когда Солнце и планеты в основном уже сформировались, солнечный ветер — бывший в то время в миллион раз сильнее нынешнего — унес оставшийся в туманности водород в космос, что обеспечило планетам движение по орбитам.
Эта горячая фаза Солнца, возможно, и могла быть ответственной за упомянутое д-ром Юри поверхностное плавление Луны, которая — согласно другому варианту образования Солнечной системы — могла двигаться по орбите в числе множества других лун. С исчезновением водорода и прекращением дождя частиц вокруг Солнца, кроме планет и их спутников, должно было вращаться огромное количество сгустков вещества. Этого, подчеркнул д-р Камерон, не следует забывать.
Пока я отсутствовал, д-р Рингвуд в зале заседаний успел уже «удалить» летучие элементы и из кольца д-ра Эпика и из облака д-ра Камерона. Когда, объявил он аудитории, холодные частицы в кольце д-ра Эпика начали группироваться (что неминуемо должно было произойти при известном удалении кольца от Земли), они таким путем могли свободно образовать Луну за срок даже меньший, чем сто лет, и это вполне реально, если принять во внимание, что Солнце по своей массе в 26 500 000 раз превышает Луну, но могло образоваться за такое же точно время. При таких темпах количество тепла, выделяемого от ударов частиц, было бы вполне достаточно, чтобы поднять температуру Луны более чем до 650 градусов; и этим, победоносно воскликнул д-р Рингвуд, вполне объясняются, обнаруженные им и другими геохимиками следы внутреннего плавления в образцах лунных пород. Более того, падение частиц могло сосредоточить выделение тепла на поверхности Луны, что требовалось доказать д-ру Юри и другим. В заключение д-р Рингвуд сказал, что после первого накала Луны радиоактивные элементы в составе пород могли продолжать процесс нагревания в течение примерно двух миллиардов лет. Этим и объясняется разный возраст лунных пород.
Улыбаясь, д-р Рингвуд устремил свой взор в зал, ожидая вопросов. Ученый, задавший первый вопрос, начал его так: «Если бы мне пришлось судить о существовании Луны лишь на основе имеющихся теорий, то я мог бы решить, что ее вообще не существует». Смущало же его следующее обстоятельство: если Луна образовалась из кольца, вращавшегося вокруг Земли в плоскости экватора, то в той же плоскости должна была бы проходить и орбита Луны; на деле же лунная орбита находится под углом к экватору. Д-р Рингвуд ответил, что астрофизика — область, в которой он не компетентен, и выразил сожаление по поводу отсутствия д-ра Эпика, занимавшегося этим вопросом. Тем не менее, он высказал предположение, что лунная орбита находилась в плоскости экватора Земли до тех пор, пока что-то не изменило наклона земной оси. После этого поднялся д-р О'Киф, защитник теории отделения, и спросил, как, по мнению д-ра Рингвуда, могло его газовое облако — и кольцо — первоначально попасть в геоцентрическую орбиту? НАСА затратило немало усилий, сказал он, для того, чтобы вывести на околоземную орбиту сравнительно небольшой космический корабль. Вторично пожалев, что д-р Эпик не может вместо него ответить и на этот вопрос, д-р Рингвуд дал следующее объяснение: концентрация железного ядра Уайза—Рингвуда и тепло, выделяемое при падении частиц, вызвали своеобразный процесс испарения земной поверхности, в результате чего и образовалось насыщенное твердыми и газообразными частицами облако. Нарисованная д-ром Рингвудом картина выделения туманообразной пелены из некоего рода первобытной топи вызвала скептические возражения со стороны д-ра Джастроу.
Вопрос д-ра О'Кифа так и повис в воздухе. Участники дискуссии уже собрались перейти к другой теме, как вдруг раздался скрип отодвигаемого стула и послышался зычный мужской голос: «Позвольте мне вкратце указать, как можно было бы преодолеть упоминавшиеся здесь затруднения». Зал зашевелился, и сотни голов повернулись в сторону говорившего, который оказался д-ром Камероном. Отвечая на возражения д-ра О'Кифа, он сказал, что, как астрофизик, не видит причин, почему бы облако из испарявшихся горных пород не могло распространиться в космическом пространстве на расстояние, равное примерно пяти радиусам Земли (радиус Земли равняется приблизительно 6400 км). Это облако должно было существовать как продукт, образовавшийся при формировании Земли и потом превратившийся в диск, отходящий от экватора. Далее, согласно известному нам закону Роша, любым частицам, обращающимся вокруг Земли на расстоянии, превышающем 2,7 земного радиуса (предел Роша), свойственно стремление к группированию. Таким образом, часть диска, простирающаяся за пределом Роша, должна была образовать кольцо, а находящиеся внутри кольца частицы должны были немедленно начать собираться в массу, в результате чего и образовалась Луна. Д-р Камерон добавил, что согласен с мнением д-ра Гринвуда, что процесс накопления массы Луны мог продолжаться менее ста лет. Затем, предоставив д-ру О'Кифу возможность дальше размышлять об облаке, кольце и Луне, д-р Камерон занялся проблемой нынешней орбиты Луны. Подошел он к ней окольным путем, начав с вопроса об отсутствии на Луне летучих элементов. Если теория Эпика — Рингвуда (или теория Рингвуда — Камерона) верна, сказал он, то и на Земле тоже не должно было бы быть легкоплавких элементов, ибо во время процесса их сгорания внутри горячего облака аналогичное явление должно было бы наблюдаться и на Земле. Однако земная поверхность весьма богата летучими элементами. (Д-р Юри старался мне доказать, что обсуждаемая теория опровергается именно присутствием на Земле летучих элементов.) Чтобы доказать свою теорию, Камерону явно было необходимо спешно вернуть Земле ее ле— j тучие элементы. И тут он воспользовался ранее упомянутыми им сгустками вещества, которые, по его словам, продолжали обращаться вокруг Солнца после того, как сформировались планеты. Находясь вне горячего облака д-ра Камерона, они были весьма богаты летучими элементами. Под влиянием земного притяжения они плотно облепили нашу планету, образовав ее внешние 10 процентов, но на Луне аналогичного явления не произошло, ибо в силу ее малого объема и слабого притяжения сгустки сразу же от нее отрывались. В результате толчков, вызванных падением на Землю этих богатых летучими элементами сгустков, произошло отклонение земной оси по отношению к Луне. «А тем самым устраняются и высказанные возражения», — победоносно добавил д-р Камерон.
Общая теория д-ра Камерона, по-видимому, не убедила д-ра Джастроу. У него создалось впечатление, что теория нарушает известные физические законы, если не допустить, что одновременно с Землей и Луной образовалась еще и третья планета, например Марс. Вслед за этим он закрыл дискуссию словами: «Но для ответа на это замечание я не предоставляю слова членам группы, так как пора закрывать конференцию».
С окончанием конференции по оценке результатов экспедиции «Аполлона-11» завершилась, как выразился один из ученых, и «неистовая фаза» в изучении Луны. Следующую конференцию НАСА предполагает созвать не раньше, чем через год, а ученым отныне предоставляется право, где и когда угодно публиковать результаты своих исследований.
На банкете, данном НАСА в честь участников конференции, с речью выступил британский астрофизик Фред Хойл. (Перед его выступлением один из ученых с тревогой в голосе шепнул мне: «НАСА не ведает, что творит: ведь Хойл был противником посылки людей на Луну».) К концу речи профессор Хойл напомнил присутствовавшим сделанное им в 1948 году предсказание: после того, как из космоса будет сфотографирована Земля, мир охватит какая-нибудь новая идея. «Вы заметили, — сказал он, — как все сразу забеспокоились о том, как мы должны защитить окружающую нас природу. И произошло это как бы по мановению волшебной палочки. Естественно, что мы стали спрашивать друг друга: «Откуда взялась эта идея?» Можно, конечно, ответить: от биологов, от защитников природы, от экологов. Но ведь они говорили об охране природы уже годами и ровно ничего не могли добиться. Что-то новое должно было произойти, чтобы пробудить во всем мире сознание того, как драгоценна наша планета. И тот факт, что все это случилось как раз в тот миг, когда человек впервые шагнул в космос, кажется мне не простым совпадением, а чем-то значительно большим».