Склад космічного пилу. Міжзоряний пил

Протягом 2003-2008рр. група російських та австрійських учених за участю Хайнца Кольманна, відомого палеонтолога, куратора Національного парку «Айзенвурцен», проводила вивчення катастрофи, що сталася 65 млн. років тому, коли на Землі вимерло понад 75% усіх організмів, у тому числі динозаврів. Більшість дослідників вважають, що вимирання було з падінням астероїда, хоча є й інші точки зору.

Сліди цієї катастрофи в геологічних розрізах представлені тонким шаром чорних глин потужністю від 1 до 5 см. Один із таких розрізів знаходиться в Австрії, у Східних Альпах, у Національному парку неподалік маленького містечка Гамс, розташованого за 200 км на південний захід від Відня. В результаті вивчення зразків з цього розрізу за допомогою скануючого електронного мікроскопа виявлені незвичайні за формою та складом частинки, які в наземних умовах не утворюються і відносяться до космічного пилу.

Космічний пил на Землі

Вперше сліди космічної речовини на Землі виявлені в червоних глибоководних глинах англійською експедицією, що досліджувала дно Світового океану на судні "Челленджер" (1872-1876). Їх описали Меррей і Ренард у 1891 р. На двох станціях у південній частині Тихого океану при драгуванні з глибини 4300 м були підняті зразки залізомарганцевих конкрецій та магнітних мікросфер діаметром до 100 мкм, які згодом отримали назву «космічні кульки». Однак детально мікросфери заліза, підняті експедицією на «Челленджері», були досліджені лише в Останніми роками. З'ясувалося, що кульки на 90% складаються з металевого заліза, на 10% – з нікелю, а їхня поверхня покрита тонкою скоринкою оксиду заліза.

Мал. 1. Моноліт із розрізу Гамс 1, підготовлений для відбору зразків. Латинськими літерами позначені шари різного віку. Перехідний шар глини між крейдяним та палеогеновим періодами (вік близько 65 млн. років), у якому знайдено скупчення металевих мікросфер та пластин відзначений буквою «J». Фото О.Ф. Грачова

З виявленням загадкових кульок у глибоководних глинах, власне, і пов'язаний початок вивчення космічної речовини Землі. Однак вибух інтересу дослідників до цієї проблеми стався після перших запусків космічних апаратів, за допомогою яких стало можливим відбирати місячний ґрунт та зразки пилових частинок із різних ділянок Сонячної системи. Важливе значення мали також роботи К.П. Флоренського (1963), який вивчав сліди Тунгуської катастрофи, та Є.Л. Крінова (1971), що досліджував метеорний пил на місці падіння Сихоте-Алінського метеорита.

Інтерес дослідників до металевих мікросфер призвів до того, що їх стали виявляти в осадових породах різного віку та походження. Металеві мікросфери знайдені у льодах Антарктики та Гренландії, у глибоководних океанічних опадах та марганцевих конкреціях, у пісках пустель та приморських пляжів. Часто зустрічаються вони у метеоритних кратерах і поруч із ними.

В останнє десятиліття металеві мікросфери позаземного походження знаходять в осадових породах різного віку: від нижнього кембрію (близько 500 млн років тому) до сучасних утворень.

Дані про мікросфери та інші частинки з давніх відкладень дозволяють судити про обсяги, а також про рівномірність або нерівномірність надходження космічної речовини на Землю, про зміну складу частинок, що надходили на Землю, з космосу і про першоджерела цієї речовини. Це важливо, оскільки ці процеси впливають розвиток життя Землі. Багато з цих питань ще далекі від вирішення, проте накопичення даних та всебічне їх вивчення, безсумнівно, дозволить відповісти на них.

Наразі відомо, що загальна маса пилу, що обертається всередині земної орбіти, близько 1015 т. На поверхню Землі щорічно випадає від 4 до 10 тис. т космічної речовини. 95% падаючої на поверхню Землі речовини складають частинки розміром 50-400 мкм. Питання про те, як змінюється у часі швидкість надходження космічної речовини на Землю, залишається спірним досі, незважаючи на безліч досліджень, проведених в останні 10 років.

Виходячи з розмірів частинок космічного пилу, в даний час виділяють власне міжпланетний космічний пил розміром менше 30 мкм і мікрометеорити більше 50 мкм. Ще раніше О.Л. Крінов запропонував найдрібніші оплавлені з поверхні уламки метеорного тіла називати мікрометеоритами.

Суворі критерії розмежування космічного пилу та метеоритних частинок поки що не розроблені, і навіть на прикладі вивченого нами розрізу Гамс показано, що металеві частинки та мікросфери різноманітніші за формою та складом, ніж передбачено наявними класифікаціями. Практично ідеальна сферична форма, металевий блиск та магнітні властивості частинок розглядалися як доказ їхнього космічного походження. На думку геохіміка Е.В. Соботовича, «єдиним морфологічним критерієм оцінки космогенності досліджуваного матеріалу є наявність оплавлених кульок, зокрема магнітних». Однак, крім форми, вкрай різноманітної, принципово важливий хімічний склад речовини. Дослідники з'ясували, що поряд із мікросферами космічного походження існує велика кількістькульок іншого генези – пов'язані з вулканічною діяльністю, життєдіяльністю бактерій чи метаморфізмом. Відомі дані про те, що залізисті мікросфери вулканогенного походження значно рідше бувають ідеальної сферичної форми і до того ж мають підвищену домішку титану (Ti) (понад 10%).

Російсько-австрійська група геологів та знімальна група Віденського телебачення на розрізі Гамс у Східних Альпах. На передньому плані – А.Ф.Грачев

Походження космічного пилу

Питання про походження космічного пилу, як і раніше, предмет дискусії. Професор Е.В. Соботович вважав, що космічний пил може бути залишками початкової протопланетної хмари, проти чого в 1973 р. заперечували Б.Ю. Левін та О.М. Симоненко, вважаючи, що дрібнодисперсна речовина не могла довго зберігатися (Земля та Всесвіт, 1980 № 6).

Існує й інше пояснення: утворення космічного пилу пов'язане із руйнуванням астероїдів та комет. Як зазначав Е.В. Соботович, якщо кількість космічного пилу, що надходить на Землю, не змінюється в часі, то мають рацію Б.Ю. Левін та О.М. Симоненко.

Незважаючи на велику кількість досліджень, відповідь на це принципове питання в даний час не може бути дано, бо кількісних оцінок дуже мало, а їх точність дискусійна. Останнім часом дані ізотопних досліджень за програмою NASA частинок космічного пилу, відібраних у стратосфері, дозволяють передбачати існування частинок соняшникового походження. У складі цього пилу були виявлені такі мінерали, як алмаз, муасаніт (карбід кремнію) і корунд, які за ізотопами вуглецю та азоту дозволяють відносити їх освіту на час до формування Сонячної системи.

Важливість вивчення космічного пилу у геологічному розрізі очевидна. У цій статті наведено перші результати дослідження космічної речовини в перехідному шарі глин на межі крейди та палеогену (65 млн років тому) з розрізу Гамс, у Східних Альпах (Австрія).

Загальна характеристика розрізу Гамс

Частинки космічного походження отримані з кількох розрізів перехідних шарів між крейдою та палеогеном (у германомовній літературі – кордон К/Т), розташованих неподалік альпійського села Гамс, де однойменна річка у кількох місцях розкриває цей кордон.

У розрізі Гамс 1 з оголення було вирізано моноліт, в якому межа К/T виражена дуже добре. Його висота – 46 см, ширина – 30 см у нижній частині та 22 см – у верхній, товщина – 4 см. Для загального вивчення розрізу моноліт був розділений через 2 см (знизу вгору) на шари, позначені літерами латинського алфавіту (A, B ,C…W), а в межах кожного шару також через 2 см проведено маркування цифрами (1, 2, 3 тощо). Більш детально вивчався перехідний шар J на ​​межі К/T, де було виділено шість субшарів потужністю близько 3 мм.

Результати досліджень, отримані в розрізі Гамс 1, багато в чому повторені при вивченні іншого розрізу – Гамс 2. До комплексу досліджень входило вивчення шліфів та мономінеральних фракцій, їх хімічний аналіз, а також рентгено-флуоресцентний, нейтронно-активіаційний та рентгено-структурний аналізи аналіз гелію, вуглецю та кисню, визначення складу мінералів на мікрозонді, магнітомінералогічний аналіз.

Різноманітність мікрочастинок

Залізні та нікелеві мікросфери з перехідного шару між крейдою та палеогеном у розрізі Гамс: 1 – мікросфера Fe з грубою сітчасто-горбистою поверхнею (верхня частина перехідного шару J); 2 – мікросфера Fe з грубою поздовжньо-паралельною поверхнею (нижня частина перехідного шару J); 3 – мікросфера Fe з елементами кристалографічного огранювання та грубої комірчасто-сітчастої текстурою поверхні (шар M); 4 – мікросфера Fe з тонкою сітчастою поверхнею (верхня частина перехідного шару J); 5 – мікросфера Ni із кристаллітами на поверхні (верхня частина перехідного шару J); 6 – агрегат спекли мікросфер Ni з кристаллітами на поверхні (верхня частина перехідного шару J); 7 - агрегат мікросфер Ni з мікроалмазами (С; верхня частина перехідного шару J); 8, 9 – характерні форми металевих частинок з перехідного шару між крейдою та палеогеном у розрізі Гамс у Східних Альпах.

У перехідному шарі глини між двома геологічними кордонами – крейдою та палеогеном, а також на двох рівнях у лежачих відкладах палеоцену в розрізі Гамс знайдено безліч металевих частинок та мікросфер космічного походження. Вони значно різноманітніші за формою, текстурою поверхні та хімічним складом, ніж усі відомі досі в перехідних шарах глини цього віку в інших регіонах світу.

У розрізі Гамс космічну речовину представлено дрібнодисперсними частинками різної форми, серед яких найпоширенішими є магнітні мікросфери розміром від 0.7 до 100 мкм, що перебувають на 98% із чистого заліза. Такі частинки у вигляді кульок або мікросферул у великій кількості зустрінуті не тільки в шарі J, а й вище в глинах палеоцену (шари K і М).

Мікросфери складаються із чистого заліза або магнетиту, деякі з них мають домішки хрому (Cr), сплаву заліза та нікелю (аваруїту), а також із чистого нікелю (Ni). Деякі частинки Fe-Ni містять домішка молібдену (Mo). У перехідному шарі глини між крейдою та палеогеном усі вони виявлені вперше.

Ніколи раніше не траплялися і частинки з високим вмістом нікелю та значною домішкою молібдену, мікросфери з наявністю хрому та шматки спіралеподібного заліза. Крім металевих мікросфер і частинок у перехідному шарі глини в Гамсі виявлено Ni-шпинель, мікроалмази з мікросферами чистого Ni, а також рвані пластини Au, Cu, які не зустрінуті в відкладеннях нижче і вище.

Характеристика мікрочастинок

Металеві мікросфери в розрізі Гамс присутні на трьох стратиграфічних рівнях: у перехідному шарі глини зосереджені різноманітні формою залізисті частинки, у лежачих дрібнозернистих пісковиках шару K, а третій рівень утворюють алевроліти шару M.

Деякі сфери мають гладку поверхню, інші - сітчасто-горбкувату поверхню, треті покриті сіткою дрібних полігональних або системою паралельних тріщин, що відходять від однієї магістральної тріщини. Вони бувають порожнистими, скорлупоподібними, заповненими глинистим мінералом, можуть мати і внутрішню концентричну будову. Металеві частинки та мікросфери Fe зустрічаються по всьому перехідному шару глини, але в основному зосереджені на нижніх та середніх горизонтах.

Мікрометеорити є оплавленими частинками чистого заліза або залізо-нікелевого сплаву Fe-Ni (аваруїт); їх розміри – від 5 до 20 мкм. Численні частинки аваруїту приурочені до верхнього рівня перехідного шару J, тоді як чисто залізисті присутні в нижній і верхній частинах перехідного шару.

Частинки у вигляді пластин з поперечно-горбистою поверхнею складаються лише із заліза, їх ширина – 10–20 мкм, довжина – до 150 мкм. Вони злегка дугоподібно вигнуті і зустрічаються в основі перехідного шару J. У його нижній частині також зустрінуті пластини Fe-Ni з домішкою Mo.

Пластини із сплаву заліза та нікелю мають подовжену форму, злегка вигнуті, з поздовжніми борозенками на поверхні, розміри коливаються в довжину від 70 до 150 мкм при ширині близько 20 мкм. Найчастіше вони зустрічаються в нижній та середній частинах перехідного шару.

Залізисті пластини з поздовжніми борозенками за формою та розмірами ідентичні пластинам сплаву Ni-Fe. Вони приурочені до нижньої та середньої частин перехідного шару.

Особливий інтерес становлять частинки чистого заліза, що мають форму правильної спіралі та вигнуті у вигляді гачка. В основному вони складаються із чистого Fe, рідко це сплав Fe-Ni-Mo. Частинки спіралеподібного заліза зустрічаються у верхній частині перехідного шару J та у вищележачому прошарі пісковика (шар K). Спіралеподібна частка Fe-Ni-Mo знайдена в основі перехідного шару J.

У верхній частині перехідного шару J були присутні кілька зерен мікроалмазів, що спеклися з Ni-мікросферами. Мікрозондові дослідження нікелевих кульок, проведені на двох приладах (з хвильовими та енергодисперсійними спектрометрами), показали, що ці кульки складаються з практично чистого нікелю під тонкою плівкою оксиду нікелю. Поверхня всіх нікелевих кульок усіяна чіткими кристаліти з вираженими двійниками розміром 1-2 мкм. Настільки чистий нікель у вигляді кульок з добре розкристалізованою поверхнею не зустрічається ні в магматичних породах, ні в метеоритах, де нікель обов'язково містить значну кількість домішок.

При вивченні моноліту з розрізу Гамс 1 кульки чистого Ni зустрінуті тільки у верхній частині перехідного шару J (у найвищій його частині – дуже тонкому осадовому шарі J 6, товщина якого не перевищує 200 мкм), а за даними термагнітного аналізу металевий нікель присутній у перехідному шарі, починаючи з субшару J4. Тут поряд із кульками Ni виявлено й алмази. У шарі, знятому з кубика площею 1 см2, кількість знайдених зерен алмазу обчислюється десятками (з розміром від часток мікронів до десятків мікронів), а нікелевих кульок таких самих розмірів – сотнями.

У зразках верхньої частини перехідного шару, узятих безпосередньо з оголення, виявили алмази з дрібними частинками нікелю на поверхні зерна. Істотно, що з вивченні зразків із цієї частини шару J, виявлено також присутність і мінералу муасанита. Раніше мікроалмази було знайдено у перехідному шарі на межі крейди та палеогену в Мексиці.

Знахідки в інших районах

Мікросфери Гамса з концентричною внутрішньою будовою аналогічні тим, що були здобуті експедицією "Челленджер" у глибоководних глинах Тихого океану.

Частинки заліза неправильної форми з оплавленими краями, а також у вигляді спіралей і вигнутих гачків і пластин мають велику схожість з продуктами руйнування метеоритів, що падають на Землю, їх можна розглядати як метеоритне залізо. До цієї категорії можуть бути віднесені частинки аваруїту і чистого нікелю.

Вигнуті залізні частинки близькі різноманітним формам сліз Пеле - крапель лави (лапілів), які викидають у рідкому стані вулкани з жерла при виверженнях.

Таким чином, перехідний шар глини в Гамсі має гетерогенну будову і чітко поділяється на дві частини. У нижній та середній частинах переважають частинки та мікросфери заліза, тоді як верхня частина шару збагачена нікелем: частинками аваруїту та мікросферами нікелю з алмазами. Це підтверджується не лише розподілом частинок заліза та нікелю в глині, але також даними хімічного та термомагнітного аналізів.

Порівняння даних термомагнітного аналізу та мікрозондового аналізу свідчить про надзвичайну неоднорідність у розподілі нікелю, заліза та їх сплаву в межах шару J, проте за результатами термомагнітного аналізу чистий нікель фіксується лише з шару J4. Звертає на себе увагу і те, що спіралеподібне залізо зустрічається переважно у верхній частині шару J і продовжує зустрічатися в шарі K, що його перекриває, де, однак, мало частинок Fe, Fe-Ni ізометричної або пластинчастої форми.

Підкреслимо, що така явна диференціація заліза, нікелю, іридію, виявлена ​​в перехідному шарі глини в Гамсі, є і в інших районах. Так, в американському штаті Нью-Джерсі в перехідному (6 см) сферуловому шарі іридієва аномалія різко виявилася в його основі, а ударні мінерали зосереджені лише у верхній (1 см) частині цього шару. На Гаїті на межі крейди та палеогену і у верхній частині сферулового шару відзначається різке збагачення Ni та ударним кварцом.

Фонове явище для Землі

Багато особливостей знайдених сферул Fe і Fe-Ni аналогічні кулькам, виявленим експедицією «Челленджер» у глибоководних глинах Тихого океану, в районі Тунгуської катастрофи та місцях падіння Сихоте-Алінського метеориту та метеориту Ніо в Японії, а також в осадових гірських породах різного віку районів світу Крім районів Тунгуської катастрофи та падіння Сихоте-Алінського метеорита, у всіх інших випадках утворення не тільки сферул, а й частинок різної морфології, що складаються з чистого заліза (іноді з вмістом хрому) та сплаву нікелю із залізом, жодного зв'язку з імпактною подією не має. Ми розглядаємо появу таких частинок як результат падіння на поверхню Землі космічного міжпланетного пилу – процесу, який безперервно триває з моменту утворення Землі та є своєрідним фоновим явищем.

Багато частинок, вивчені в розрізі Гамс близькі за складом до валового хімічного складу метеоритної речовини в місці падіння Сихоте-Алінського метеориту (за даними Е.Л. Крінова, це 93.29% заліза, 5.94% нікелю, 0.38% кобальту).

Присутність молібдену в деяких частках не є несподіваною, оскільки його включають метеорити багатьох типів. Зміст молібдену в метеоритах (залізних, кам'яних та кутистих хондритах) знаходиться в межах від 6 до 7 г/т. Найважливішим стала знахідка молібденіту в метеориті Алленді у вигляді включення у металі наступного складу (вага.%): Fe – 31.1, Ni – 64.5, Co – 2.0, Cr – 0.3, V – 0.5, P – 0.1. Слід зазначити, що самородний молібден і молібденіт були виявлені і в місячному пилу, відібраному автоматичними станціями «Місяць-16», «Місяць-20» та «Місяць-24».

Вперше знайдені кульки чистого нікелю з добре розкристалізованою поверхнею не відомі ні в магматичних породах, ні в метеоритах, де нікель обов'язково містить значну кількість домішок. Така структура поверхні нікелевих кульок могла виникнути у разі падіння астероїду (метеориту), що призвело до виділення енергії, що дозволила не тільки розплавити матеріал тіла, що впало, але й випарувати його. Пари металу могли бути підняті вибухом на більшу висоту (ймовірно, на десятки кілометрів), де й відбувалася кристалізація.

Частинки, що складаються з аваруїту (Ni3Fe), знайдені разом із металевими кульками нікелю. Вони відносяться до метеорного пилу, а оплавлені частинки заліза (мікрометеорити) слід розглядати як «метеоритний пил» (за термінологією Е.Л. Крінова). Кристали алмазу, зустрінуті разом з кульками нікелю, ймовірно, виникли в результаті абляції (плавлення та випаровування) метеориту з тієї ж хмари пари при її подальшому охолодженні. Відомо, що синтетичні алмази отримують методом спонтанної кристалізації з розчину вуглецю в розплаві металів (Ni, Fe) вище лінії фазової рівноваги графіт-алмаз у формі монокристалів, їх зростків, двійників, полікристалічних агрегатів, каркасних кристалів, голкових кристалів форми, неправильних. Практично всі з перерахованих типоморфних особливостей кристалів алмазу було виявлено у вивченому зразку.

Це дозволяє зробити висновок про схожість процесів кристалізації алмазу в хмарі нікель-вуглецевої пари при її охолодженні та спонтанної кристалізації з розчину вуглецю в розплаві нікелю в експериментах. Однак остаточний висновок про природу алмазу можна буде зробити після детальних ізотопних досліджень, для чого необхідно отримати достатньо велика кількістьречовини.

Таким чином, вивчення космічної речовини у перехідному глинистому шарі на межі крейди та палеогену показало його присутність у всіх частинах (від шару J1 до шару J6), але ознаки імпактної події фіксуються лише з шару J4, вік якого 65 млн. років. Цей шар космічного пилу можна порівняти з часом загибелі динозаврів.

А.Ф.ГРАЧОВ доктор геолого-мінералогічних наук, В.A.ЦЕЛЬМОВИЧ кандидат фізико-математичних наук, Інститут фізики Землі РАН (ІФЗ РАН), О.А.КОРЧАГІН кандидат геолого-мінералогічних наук, Геологічний інститут РАН (ГІН РАН).

Журнал "Земля та Всесвіт" № 5 2008 рік.

КОСМІЧНА МАТЕРІЯ НА ПОВЕРХНІ ЗЕМЛІ

На жаль, однозначних критеріїв диференціації космі-чної речовини від близьких до неї за формою утвореньземного походження досі не вироблено. Томубільшість дослідників воліє вести пошуки косміч-ських частинок у районах, віддалених від промислових центрів.З цієї ж причини основним об'єктом дослідження єкулькоподібні частинки, а більша частина матеріалу, що маєнеправильну форму, як правило, випадає з поля зору.У багатьох випадках аналізується лише магнітна фракція.сферичних частинок, за якою зараз і є найбільшрізнобічні відомості.

Найбільш сприятливими об'єктами для пошуків космічнихякий пилу є глибоководні опади /через малу швидкістьосадконакопіння /, а також полярні крижинки, чудовощо зберігають всю речовину, що осідає з атмосфери.об'єкти практично вільні від індустріального забрудненняі перспективні з метою стратифікації, вивчення розподілу-ня космічної речовини в часі та просторі. заумовам осадконакопичення до них близькі та накопичення солі, останні зручні ще й тим, що дозволяють легко виділятишуканий матеріал.

Дуже перспективними можуть виявитися пошуки розпорошено-го космічної речовини в торф'яних відкладах. Відомо, що щорічний приріст верхових торфовищприблизно 3-4 мм на рік, а єдиним джереломмінерального харчування для рослинності верхових боліт яв-ється речовина, що випадає з атмосфери.

Космічнапил з глибоководних відкладень

Своєрідні червонокольорові глини та мули, складені залишки.ками кремнистих радіолярій та діатомей, покривають 82 млн км 2океанічного дна, що становить шосту частину поверхніпланети. Їх склад по С.С.Кузнєцову виглядає наступною-щим чином:55% SiO 2 ;16% Al 2 O 3 ;9% F eO та 0,04% N i і Со, На глибині 30-40 см у ній виявлені зуби риб, живий-ших у третинну епоху. Це дає підставу зробити висновок, щошвидкість осадконакопичення становить приблизно 4 см за одинмільйон років. З погляду земного походження складглин важко піддається інтерпретації. Високий вміств них нікелю та кобальту є предметом численнихдосліджень і вважається пов'язаним із внесенням космічногоматеріалу / 2,154,160,163,164,179/. Справді,кларк нікелю дорівнює 0,008% для верхніх горизонтів земноїкори та 10 % для морської води/166/.

Позаземна речовина у глибоководних відкладах виявленавперше Мерреєм під час експедиції на "Челленджері"/1873-1876 рр./ /так звані "космічні кульки Меррея"/.Дещо пізніше їх дослідженням зайнявся Ренар, резуль-татом чого з'явилася спільна праця з опису знайденогоматеріалу /141/.Виявлені космічні кульки належать-тиснули до двох типів: металевого та силікатного. Обидва типимали магнітні властивості, що дозволило застосуватидля виділення їх із осаду магніт.

Сферули мали правильну круглу форму із середнімдіаметром 0,2 мм. У центрі кульки було виявлено ковкезалізне ядро, покрите зверху плівкою окису.кульок знайдено нікель та кобальт, що дозволило висловитиприпущення про їхнє космічне походження.

Силікатні сферули, як правило, не малисуворої сфери-рична форма / їх можна назвати сфероїдами /. Розмір їх дещо більший, ніж металевих, діаметр досягає 1 мм . Поверхня має лускату будову. Мінералогічнийкий склад дуже одноманітний: у них зустрічаються залізо-магнієві силікати-олівини та піроксени.

Великий матеріал з космічної складової глибоковод- них відкладень зібраний шведською експедицією на судні"Альбатрос" у 1947-1948 рр. Учасники її застосовували добірколонок ґрунту до глибини 15 метрів, вивчення отриманогоматеріалу присвячено низку робіт / 92,130,160,163,164,168/.Проби виявилися дуже багатими: Петтерсон показує, щона 1кг осаду припадає від кількох сотень до кількохтисяч сферул.

Усі автори відзначають дуже нерівномірний розподілкульок як по розрізу океанічного дна, так і по йогоплощі. Наприклад, Хантер і Паркін /121/, дослідивши дваглибоководні зразки з різних місць Атлантичного океану,знайшли, що один з них містить майже в 20 разів більшесферул, ніж інший. Вони пояснили цю відмінність неоднаковимишвидкостями опади накопичення в різних частинах океану.

У 1950-1952 рр. датська глибоководна експедиція примі-нила для збору космічної речовини в донних відкладах океану магнітні граблі - дубову дошку із укріпленими наній 63 сильними магнітами. За допомогою цього пристрою було прочесано близько 45000 м 2 поверхні океанічного дна.Серед магнітних частинок, що мають ймовірне космічнепоходження, виділено дві групи: чорні кульки з метал-лічними ядрами або без них і коричневі кульки з кристал-лічної структурою; перші за розміром рідко перевищують 0,2 мм ,вони блискучі, з гладкою або шорсткою поверх-ністю. У тому числі зустрічаються сплавлені екземплярирізних розмірів. У кульках виявлено нікель ікобальт, в мінералогічному складі звичайні магнетит та шрей-берзит.

Кульки другої групи мають кристалічну структурута мають коричневий колір. Середній діаметр їх становить 0,5 мм . Ці сферули містять кремній, алюміній та магній тамають численні прозорі включення олівіна абопіроксенів /86/. Питання про наявність кульок у донних мулахАтлантичного океану обговорюється також /172а/.

Космічнапил із ґрунтів та осадових порід

Академік Вернадський писав, що космічна речовина осідає на нашу планету безперервно. Звідси випливає принциппіальна можливість знайти його в будь-якій точці земної по-верхності. Це пов'язано, проте, з певними труднощами,які можна світити до наступних основних моментів:

1. кількість речовини, що випадає на одиницю площі»вельми незначно;
2. умови збереження сферул протягом тривалогочасу ще недостатньо вивчені;
3. є можливість індустріального та вулканічногозабруднення;
4. не можна виключити роль перевідкладення вже випалоречовини, внаслідок якої в одних місцях будеспостерігатися збагачення, а в інших - збіднення космічнимматеріалом.

Очевидно, оптимальною для консервації космічногоматеріалу є безкисневе середовище, що тліє,ності, місце в глибоководних басейнах, в областях акумуляції осадового матеріалу зі швидким похованням речовини,а також у болотах із відновлювальною обстановкою. Найбільшймовірно збагачення космічною речовиною в результаті перевідкладення у певних ділянках річкових долин, де зазвичай відкладається важка фракція мінерального осаду/сюди потрапляє, очевидно, тільки та частина ве-ства, питома вага якого більше 5/. Не виключено, щозбагачення цією речовиною також має місце в кінцевихморенах льодовиків, на дні карових озер, у льодовикових ямках,де накопичується тала вода.

У літературі є відомості про знахідки під час шліхованя сферул, що відносяться до космічних / 6,44,56 /. В атласімінералів розсипів, виданому держ.вид.науково-технічноїлітератури в 1961 році, сферули такого роду віднесені дометеоритним. Особливий інтерес представляють знахідки космічнихного пилу в древніх породах. Роботи цього напряму ве-дуться останнім часом досить інтенсивно поруч досліджують-телей.Так,сферичні годинник типи, магнітні, металеві

і скловати, перші з характерними для метеоритів виглядманштеттеновими фігурами та з високим вмістом нікелю,описані Школярем у крейдяних, міоценових та плейстоценовихпородах Каліфорнії /177,176/. Пізніше аналогічні знахідкибули виготовлені в тріасових породах північної Німеччини /191/.Круазьє, поставивши собі за мету вивчити космічнукомпоненту древніх осадових порід, досліджував зразкиз різних місць /району Нью-Йорка, Нью-Мексико, Канади,Техасу / та різного віку / від ордовика до тріасу включно/. У числі вивчених зразків перебували з-вестняки, доломіт, глини, сланці. Автор скрізь знаходив сферули, які свідомо не можуть бути віднесені до інду-стріальним забрудненням, і, швидше за все, мають космічну природу. Круазьє стверджує, що всі осадові породи містять космічний матеріал, причому кількість сферлеблется від 28 до 240 на грам. Розмір частинок в більшостістві випадків укладається в діапазоні від З? до 40?кількість їх обернено пропорційно розмірам /89/.Дані про метеорний пил у кембрійських пісковиках Естоніїповідомляє Війдінг /16а/.

Як правило, сферули супроводжують метеорити та їх знаходять.у місцях падінь, поряд із метеоритними уламками. Ранішевсього кульки були знайдені на поверхні метеорита Браунау/3/ та в кратерах Хенбері та Вабар /3/, пізніше аналогічні утворення поряд з великим числом частинок неправильноїформи виявлені на околицях Аризонського кратера /146/.Цей вид дрібнодисперсної речовини, як уже зазначалося вище, зазвичай позначають як метеоритний пил. Остання піддавалася детальному вивченню в роботах багатьох іследователей як у СРСР, і там /31,34,36,39,77,91,138,146,147,170-171,206/. На прикладі Арізонських сфервстановлено, що ці частинки мають у середньому розмір 0,5 мм.і складаються або з камаситу, що проріс гетитом, або зчергуються шарів гетиту і магнетиту, покритих тонкимшаром силікатного скла із дрібними включеннями кварцу.Вміст нікелю і заліза у вказаних мінералах характе-ризується такими цифрами:

мінерал залізо нікель
камасіт 72-97% 0,2 - 25%
магнетит 60 - 67% 4 - 7%
гетит 52 - 60% 2-5%

Найнінджер /146/ виявив в арізонських кульках мінера-ли, характерні для залізних метеоритів: кохеніт, стеатит,шрейберзит, троїліт. Зміст нікелю виявився рівним,в середньому,1 7%, що збігається, загалом, з цифрами , отримано-ними Рейнгардом /171/. Слід зазначити, що розподілдрібнодисперсної метеоритної речовини на околицяхАризонського метеоритного кратера дуже нерівномірно» Ймовірною причиною цього є, мабуть, або вітер,або випадання супутнього метеоритного дощу. Механізмутворення арізонських сфер, за Рейнгардтом, полягає враптовому застиганні рідкого дрібнодисперсного метеоритногоречовини. Інші автори /135/, поряд з цим, відводять визна-ділене місце конденсації утворених у момент падінняпарів. Близькі по суті результати отримані в ході дослідження.чення дрібнодисперсної метеоритної речовини в районівипадіння Сихоте-Алінського метеоритного дощу. Є.Л.Крінов/35-37,39/ поділяє цю речовину на такі основнікатегорії:

1. мікрометеорити з масою від 0,18 до 0,0003 г, що маютьрегмагліпти та кору плавлення / слід суворо відрізнятимікрометеорити по Є.Л.Крінову від мікрометеоритів в розумінніні Уіппла, мова про які була вище /;
2. метеорний пил - здебільшого порожнисті та пористімагнетитові частинки, що утворилися в результаті розбризкування в атмосфері речовини метеорита;
3. Метеоритний пил - продукт дроблення падаючих метеори-тів, що складається з гострокутних уламків. У мінералогічнийсклад останніх входить камасит з домішкою троіліту, шрей-берзиту та хроміту.Як і у випадку Аризонського метеоритного кратера, розподіляється.розподіл речовини площею нерівномірно.

Крінов вважає сферули та інші оплавлені частинки продуктами абляції метеоритів і на доказ наводитьзнахідки уламків останніх із прилиплими на них кульками.

Відомі знахідки і на місці падіння кам'яного метеорит-ного дощу Кунашак /177/.

Особливого обговорення заслуговує на питання про розподілкосмічного пилу в ґрунтах та в інших природних об'єктахрайону падіння Тунгуського метеориту Великі роботи у цьомунапрямку були проведені в 1958-65 рр. експедиціямиКомітету з метеоритів АН СРСР СО АН СРСР. Встановлено, щоу ґрунтах як епіцентру, так і місць, віддалених від нього навідстані до 400 км і більше, майже постійно виявляютьсяметалеві та силікатні кульки розміром від 5 до 400 мікрон.У тому числі зустрічаються блискучі, матові і шорсткігодину типи, правильні кульки та порожнисті колбочки.випадках металеві та силікатні частинки сплавлені один здругом. По К.П.Флоренському / 72 /, ґрунти епіцентральної області/міжріччя Хушми - Кімчу/ містять ці частинки лише вневеликій кількості /1-2 на умовну одиницю площі/.Проби з аналогічним вмістом кульок зустрічаються навідстань до 70 км від місця падіння. Відносна бід-ність цих зразків пояснюється за К.П.Флоренським темобставиною, що в момент вибуху основна маса метео-риту, перейшовши в дрібнодисперсний стан, була викинутау верхні шари атмосферії дрейфувала потім у напрямкувітру. Мікроскопічні частини, осідаючи за законом Стокса,мали у цьому разі утворити шлейф розсіювання.Флоренський вважає, що південний кордон шлейфу знаходитьсяприблизно 70 км до C З від метеоритної запозичення, в басейнірічки Чуні / район факторії Муторай /, де виявлена ​​пробаіз вмістом космічних кульок до 90 штук на умовнуодиницю площі. Надалі, на думку автора, шлейфпродовжує тягтися на СЗ, захоплюючи басейн річки Таймури.Роботами ЗІ АН СРСР у 1964-65 рр. встановлено, що щодо багаті проби зустрічаються вздовж усієї течіїнар. Таймури, a також на Н. Тунгуску /див. карту-схему /. Виділені при цьому сферули містять до 19% нікелю / за данимимікроспектрального аналізу, проведеного в інституті ядер-ної фізики ЗІ АН СРСР /. Це приблизно збігається з цифрами,отриманими П.Н.Палеєм у польових умовах на моделі ша-рік, виділених з ґрунтів району Тунгуської катастрофи.Ці дані дозволяють стверджувати, що знайдені частинкимають справді космічне походження. Питання жпро відношення їх до Тунгуського метеорита залишається поки щощо відкритим через відсутність аналогічних дослідженьу фонових районах, а також можливу роль процесівперевідкладення та вторинного збагачення.

Цікаві знахідки сферул у районі кратера на Патомському.нагір'я. Походження цієї освіти, віднесеноїОбручовим до вулканічним, досі залишається спірним,т.к. присутність вулканічного конуса у районі, віддаленомуна багато тисяч кілометрів від вулканічних вогнищ, деревних і сучасних, у багатокілометрових осадово-метаморфічнихтовщах палеозою, здається щонайменше дивним. Дослідження сферул із кратера могло б дати однозначнийвідповідь на питання і про його походження / 82,50,53 /.ня речовини з ґрунтів може бути здійснено методом шліховання. Таким шляхом виділяється фракція розміром у сотнімікрон і питомою вагою вище 5.Однак, у цьому випадкуіснує небезпека відкинути всю дрібну магнітну фракціюцію і більшу частину силікатної. Є.Л.Крінов радить застосуватиняти магнітне шліхування з магнітом, підвішеним до дналотка /37/.

Точнішим методом є магнітна сепарація, сухаабо мокра, хоча і вона має істотний недолік:процесі обробки втрачається силікатна фракція.установок сухої магнітної сепарації визначає Рейнгардт/171/.

Як уже вказувалося, космічну речовину нерідко збираютьбіля землі, у районах, вільних від індустріального забруднення. По своєму напрямку ці роботи близькі до пошуків космічної речовини у верхніх горизонтах ґрунту.Як пиловловлювачі можуть служити підноси, наповнені-ні водою або клейким розчином, та пластини, змащенігліцерином. Час експозиції може вимірюватися годинами, добою,тижнями в залежності від цілей спостережень. В обсерваторії Данлап у Канаді збори космічної речовини за допомогоюклейких пластин проводилися з 1947 року /123/. У літі-ратурі описано кілька варіантів методик такого роду.Наприклад, Ходж і Райт /113/ протягом ряду років використовувализ цією метою предметне скло, покрите повільно сохнучоюемульсією і після застигання утворюють готовий препарат пилу;Круазьє /90/ застосовував налитий на підноси етиленовий гліколь,який легко відмивався дистильованою водою; у роботахХантера та Паркіна /158/ була використана промаслена нейлонова сітка.

У всіх випадках в осаді виявлені сферичні частинки,металеві та силікатні, найчастіше розміром дрібнішими 6 µ у діаметрі та рідко перевищують 40 µ .

Таким чином, сукупність представлених данихпідтверджує припущення про принципову можливістьвиявлення космічної речовини у ґрунті практично набудь-якій ділянці земної поверхні. У той же час слідмати на увазі, що використання ґрунту як об'єктадля виявлення космічної компоненти пов'язано з методичнимитруднощами, що набагато перевищують такі стосовноснігу, льоду і, можливо, до донних ілам і торфу.

Космічнеречовина у льодах

На думку Крінова /37/ виявлення космічної речовини в полярних районах має суттєве наукове значенняня, т.к. таким шляхом може бути отриманий в достатній кількості матеріал, вивчення якого наблизить, ймовірно,вирішення деяких геофізичних та геологічних питань.

Виділення космічної речовини зі снігу та льоду можебути здійснено різними методами, починаючи від зборувеликих уламків метеоритів і закінчуючи отриманням з талоїводи мінерального осаду, що містить мінеральні частки.

У 1959р. Маршалл /135/ запропонував дотепний спосібдослідження частинок з льоду, подібний до методу підрахункучервоні кров'яні тільця в кров'яному руслі. Суть його заклю-ється в тому, що до води, отриманої при таненні зразкальоду, додається електроліт і розчин пропускається через вузький отвір з електродами з обох боків. ПриПроходження частки опір різко змінюється пропорційно до її обсягу. Зміни фіксуються за допомогою осо-бого реєструючого пристрою.

Слід мати на увазі, що стратифікація льоду заразздійснюється кількома способами. Не виключено, щозіставлення вже стратифікованих льодів із розподіломкосмічної речовини може відкрити нові підходистратифікації в місцях, де інші методи не можуть бутиз тих чи інших причин застосовані.

Для збирання космічного пилу американські антарктичніекспедиції 1950-60 років. використовували керни, отримані привизначення бурінням товщини крижаного покриву /1 S3/.Зразки діаметром близько 7 см розпилювалися на відрізки по 30 см довжиною, розплавлялися та відфільтровувалися. Отриманий осад ретельно вивчали під мікроскопом. Були виявленічастинки як сферичної, так і неправильної форми, причомуперші становили незначну частину осаду. Подальше дослідження обмежилося лише сферулами, оскільки вонимогли бути більш менш впевнено віднесені до космічноїкомпоненті. Серед кульок розміром від 15 до 180/чзнайдені частки двох видів: чорні, блискучі, строго сферичні та коричневі прозорі.

Детальне вивчення космічних частинок, виділених зльодів Антарктиди і Гренландії, було зроблено Ходжемта Райтом /116/. З метою уникнення індустріального забрудненняня лід брався не з поверхні, а з деякої глибини -в Антарктиді використаний шар 55-річної, а в Гренландії-750-річну давність. Для порівняння були відібрані частинкиз повітря Антарктиди, які виявилися подібними до льодовикових. Усі частинки укладалися до 10 груп класифікаціїз різким поділом на сферичні частинки, металевіта силікатні, з нікелем і без нього.

Спроба отримання космічних кульок із високогірноїснігу зроблено Діварі /23/. Розтопивши значний обсягснігу /85 відер/, взятого з поверхні 65 м 2 на льодовикуТуюк-Су в Тянь-Шані, він, однак, не отримав бажаногорезультати, що може бути пояснено чи нерівномірністювипадання космічного пилу на земну поверхню, абоособливостями застосованої методики

В цілому, мабуть, збір космічної речовини вполярних районах та на високогірних льодовиках є однимз найбільш перспективних напрямів роботи з космічноїпилу.

Джерела забруднення

В даний час відомі два головні джерела матері-ла, який може імітувати за своїми властивостями космічнупил:вулканічні виверження та відходи промисловихпідприємств та транспорту. Відомо, щовулканічний пил,викидається під час вивержень в атмосферу, можезалишатися там у зваженому стані місяці та роки.В силу структурних особливостей та невеликого питомоговаги цей матеріал може поширюватися глобально, причомуу процесі перенесення відбувається диференціація частинок повагою, складом та розміром, що необхідно враховувати приконкретному аналізі обстановки. Після відомого виверженнявулкана Кракатау в серпні 1883 р. дрібний пил, вибро-шенная на висоту до 20 км. виявлялася в повітрі впротягом принаймні двох років /162/. Аналогічні спостереженнядії були зроблені в періоди вивержень вулканів Мон-Пеле/1902/, Катмай /1912/,групи вулканів у Кордильєрах /1932/,вулкана Агунг /1963//12/. Мікроскопічно пил, зібранийз різних районів вулканічної діяльності, має виглядзерен неправильної форми, з криволінійними, зламаними,порізаними контурами та порівняно рідко сфероїдальнуі сферичну з розміром від 10µ до 100. Кількість сферої-дов становить лише 0,0001% за вагою від загального матеріалу/115/. Інші автори піднімають цю величину до 0,002%/197/.

Частинки вулканічного попелу мають чорний, червоний, зе-лінуватий, сірий або коричневий колір. Іноді вони безбарвні,прозорі та нагадують скло. Взагалі кажучи, у вулканічес-ких продуктах скло становить суттєву частину. Цепідтверджується даними Ходжа та Райта, які знайшли, щочастинки із кількістю заліза від 5% і вище становлятьпоблизу вулканів лише 16% . Слід враховувати ту обставину, що у процесіперенесення пилу відбувається диференціація її за розміром тапитомій вазі, причому великі порошинки відсіваються швидше всього. Внаслідок цього у віддалених від вулканічнихцентрів районах ймовірно виявлення лише найдрібніших ілегенів частинок.

Особливого вивчення були піддані сферичні часткивулканічного походження Встановлено, що вони маютьнайчастіше еродованою поверхнею, формою, грубо приб-лижучою до сферичної, але ніколи не мають витягнутихшийок, подібно до частинок метеоритного походження.Дуже суттєво, що у них немає ядра, складеного чистимзалізом або нікелем, подібно до тих кульок, які вважаютьсякосмічними /115/.

У мінералогічному складі вулканічних кульок су-важлива роль належить склу, що має міхуровуструктуру і залізо-магнієвим силікатам - олівіну і піроксену. Набагато менша частина їх складена рудними мінералами - пирі-том і магнетитом, які здебільшого утворюють вкраплені-ники у склі та каркасні структури.

Що стосується хімічного складу вулканічного пилу, тояк приклад можна навести склад попелів Кракатау.Меррей /141/ виявив у ньому високий вміст алюмінію/До 90%/ і низький вміст заліза / не перевищує 10%.Слід зазначити, що Ходж і Райт /115/ не змоглипідтвердити дані Моррея щодо алюмінію.Питання просферулах вулканічного походження обговорюється також у/205а/.

Таким чином, властивості, характерні для вулканічнихматеріалів, можна резюмувати так:

1. вулканічний попіл містить високий відсоток частинокнеправильної форми та низький - сферичних,
2. кульки вулканічної породи мають певні струк-турні особливості - еродовані поверхні, відсутність порожнистих сферул, нерідко пухирчастість,
3. у складі сферул переважає пористе скло,
4. відсоток магнітних частинок низький,
5. у більшості випадків сферична форма частинокнедосконала,
6. гострокутні частки мають різко незграбні формиобмеження, що дозволяє використовувати їх якабразійного матеріалу.

Дуже істотна небезпека імітації космічних сфекермо індустріальними кульками, у великій кількостіпаровозними, пароплавними, заводськими трубами, що утворюються під час електрозварювання і т.д. Спеціальнідослідження подібних об'єктів показали, що значнийвідсоток останніх має форму сфер. По Школьнику /177/,25% індустріальних продуктів складено металевим шлаком.Він же дає таку класифікацію індустріального пилу:

1. кульки неметалеві, неправильної форми,
2. кульки порожнисті, сильно блискучі,
3. кульки, схожі на космічні, складені металиним матеріалом з включенням скла. Серед останніх,мають найбільшого поширення, зустрічаються краплеподібні,колбочки, здвоєні сферули.

Під кутом зору, що цікавить нас, хімічний складіндустріального пилу вивчався Ходжем і Райтом /115/.новлено, що характерними рисами її хімічного складує високий вміст заліза та в більшості випадків – відсутність нікелю. Необхідно мати, проте, зважаючи на те, що неодна із зазначених ознак не може бути абсолютноюкритерієм відмінності, тим більше, що хімічний склад різнихтипів індустріального пилу може бути різноманітним, тазаздалегідь передбачити появу того чи іншого сорту індустріальних сфер практично неможливо. Тому найкращою гарантією від плутанини може бути на сучасному рівнізнань лише відбір проб у віддалених "стерильних" відіндустріальних забруднень районах. Ступінь індустріальногозабруднення, як показали спеціальні дослідження, знаходитьсяу прямій залежності від відстані до населених пунктів.Паркін і Хантер в 1959 році провели спостереження з можливістюності транспортування індустріальних сфер водою /159/.Хоча із заводських труб вилітали кульки діаметром більше 300µ у водному басейні, розташованому в 60 милях від горо-і за напрямом панівних вітрів, були знайдені лишеодиничні екземпляри розміром 30-60, кількість екземпля-рів розміром 5-10µ було, втім, значним. Ходж таРайт /115/ показали, що на околицях обсерваторії Ялі,поблизу центру міста, за день на 1см 2 поверхні випалодо 100 кульок діаметром більше 5µ. Їх кількість вдвічізменшувалося в неділю і падало в 4 рази на відстаньні 10 миль від міста. Таким чином, у віддалених районахймовірно індустріальне забруднення тільки кульками діамет-ром менше 5 µ .

Слід зважати на ту обставину, що в останні20 років з'явилася реальна небезпека забруднення продуктамиядерних вибухів» які можуть постачати сферули в глобаль-ному масштабі /90,115/. Ці продукти відрізняються від так-них радіоактивністю та присутністю специфічних ізотопів -стронцій – 89 та стронцій – 90.

Зрештою, слід мати на увазі, що деяке забрудненняатмосфери продуктами, подібними до метеорної та метеоритноїпилом, може бути спричинено згорянням в атмосфері Земліштучних супутників та ракетоносіїв. Явища, спостерігає-мої при цьому, дуже подібні до того, що має місце привипадання болідів. Серйозну небезпеку для наукових дослідженьній космічної речовини представляють безвідповідальніексперименти, що реалізуються та плануються за кордоном ззапуском у навколоземний космічний простір дрібнодис-персної речовини штучного походження.

Формаі фізичні властивості космічного пилу

Форма, питома вага, колір, блиск, крихкість та інші фізіо-ні властивості космічного пилу, виявленої в різних об'єктах, піддавалися вивченню цілим рядом авторів. Дехто-ними дослідниками запропоновані схеми класифікації космі-ного пилу на підставі її морфології та фізичних властивостей.Хоча єдина уніфікована система ще й не вироблена,видається, тим не менш, доцільним навести деякі з них.

Баддхью /1950/ /87/ виходячи з суто морфологічнихознак розділив наземну речовину на наступні 7 груп:

1. неправильні сірі аморфні уламки розміром 100-200 µ.
2. шлакоподібні або пеплоподібні частинки,
3. округлі зерна, схожі на тонкий чорний пісок/магнетит/,
4. гладкі чорні блискучі кульки діаметром у середньому 20µ .
5. великі чорні кульки, менш блискучі, часто шеро-ховаті, рідко перевищують 100 µ в діаметрі,
6. силікатні кульки від білого до чорного кольору, інодіз газовими включеннями,
7. різнорідні кульки, що складаються з металу та скла,розміром у середньому 20µ.

Вся різноманітність типів космічних частинок, однак, невичерпується, мабуть, переліченими групами.Так, Хантер і Паркін /158/ виявили у повітрі округлісплощені частинки, мабуть, космічного походження ня, які не можуть бути віднесені до жодного з пере-чисельних класів.

З усіх описаних вище груп найбільш доступні дляпізнання на вигляд 4-7, що мають форму правильнихкульок.

Є.Л.Крінов, вивчаючи пил, зібраний в районі Сіхоте-Алінського падіння, розрізняв у її складі неправильніза формою уламки, кульки та пустотілі колбочки /39/.

Типові форми космічних кульок представлені на рис.2.

Ряд авторів класифікують космічну речовину засукупності фізичних та морфологічних властивостей. За долюній вазі космічну речовину зазвичай ділять на 3 групи/86/:

1. металева, що складається переважно із заліза,з питомою вагою понад 5 г/см 3 .
2. силікатна - прозорі скляні частинки з питомоювагою приблизно 3 г/см 3
3. різнорідна: металеві частинки із включеннями скла та скляні з магнетичними включеннями.

Більшість дослідників залишається в межах цієїгрубої класифікації, обмежуючись лише найбільш очевиднимирисами відмінності. Однак ті з них, які мають справу зчастинками, здобутими з повітря, виділяють ще одну групу -пористих, тендітних, щільністю близько 0,1г/см 3 /129/. Доним відносяться частки метеорних потоків та більшість яскравих спорадичних метеорів.

Досить докладна класифікація частинок, виявленихв Антарктичних та Гренландських льодах, а також відловленихз повітря, дана Ходжем і Райтом і представлена ​​на схемі/205/:

1. чорні або темно-сірі тьмяні металеві кульки,покриті ямками, іноді статеві;
2. чорні,скловаті, високозаломлюючі кульки;
3. світлі, білі або коралові, скловаті, гладкі,іноді напівпрозорі сферули;
4. частинки неправильної форми,чорні,блискучі,тендітні,зернисті, металеві;
5. неправильної форми червонуваті або оранжеві, тьмяні,нерівні частки;
6. неправильної форми, рожево-оранжеві, тьмяні;
7. неправильної форми, сріблясті, блискучі та тьмяні;
8. неправильної форми, різнокольорові, коричневі, жовті,зелені, чорні;
9. неправильної форми,прозорі,іноді зелені абоблакитні,скловаті, рівні,з гострими краями;
10. сфероїди.

Хоча класифікація Ходжа і Райта і представляється найбільш повною, все ж таки нерідко зустрічаються частинки, які, судячи з описів різних авторів, важко віднести безого-ворочно до однієї з названих груп. Так, нерідко зустрічаютьсявитягнуті частинки, злиплі один з одним кульки, кульки,мають різні поверхні нарости /39/.

На поверхні деяких сферул при детальному вивченнівиявляються фігури, подібні до видманштеттенових, спостерігаютьсяу залізо-нікелевих метеоритів /176/.

Внутрішня будова сферул не відрізняється великим різноманіттям.образом. На підставі цієї ознаки можна виділити таку-щі 4 групи:

1. порожні сферули / зустрічаються з метеоритами /,
2. металеві сферули з ядром та окисленою оболонкою/ в ядрі, як правило, сконцентровані нікель і кобальт,а в оболонці - залізо та магній/,
3. окислені кульки однорідної складання,
4. силікатні кульки, найчастіше однорідні, з луска-тією поверхнею, з металевими та газовими включеннями/ останні надають їм вигляду шлаків або навіть піни/.

Що стосується розмірів частинок, то твердо встановлений поділ за цією ознакою відсутній, і кожен автордотримується своєї класифікації залежно від специфіки наявного матеріалу. Найбільші з описаних сферул,знайдені в глибоководних відкладах Брауном і Паулі /86/ 1955 року, навряд чи перевищують 1,5 мм у діаметрі. Цеблизько до існуючої межі, знайденої Епіком /153/:

де r -радіус частки, σ - поверхневий натягрозплаву, ρ - щільність повітря, v -Швидкість краплі. Радіус

частки не може перевершити відомої межі, інакше краплядробиться більш дрібні.

Нижня межа, ймовірно, не обмежена, що випливає з формули і виправдовується на практиці, тому щоу міру вдосконалення методик автори оперують усібільш дрібними частинками. Більшість дослідників ограни-нижню межу 10-15µ /160-168,189/.час розпочато дослідження частинок діаметром до 5 µ /89/та 3 µ /115-116/,а Хеменвей, Фульман і Філліпс оперуютьчастинками до 0,2 /µ і менше в діаметрі, виділяючи їх в осо-колишній клас нанаметеоритів /108/.

Середній діаметр частинок космічного пилу приймаєтьсярівним 40-50 µ .В результаті інтенсивного вивчення косміч-кого речовини з атмосфери японські автори знайшли, що 70% всього матеріалу складають частинки менше 15 µ в діаметрі.

У низці робіт / 27,89,130,189/ міститься твердження протому, що розподіл кульок залежить від їх масита розміри підпорядковується наступній закономірності:

V 1 N 1 =V 2 N 2

де v - Маса кульки,N - кількість кульок у цій групіРезультати, що задовільно збігаються з теоретичними, були отримані рядом дослідників, які працювали з космічним.матеріалом, виділеним з різних об'єктів /наприклад, Антарктичного льоду, глибоководних опадів, матеріалів,отриманих у результаті супутникових спостережень/.

Принциповий інтерес представляє питання про те,якою мірою змінювалися властивості нили протягом геологічної історії. На жаль, накопичений в даний час матеріал не дозволяє дати однозначну відповідь, однак, заслу-живе уваги повідомлення Школяра /176/ про класифікаціюсферул, виділених із міоценових осадових порід Каліфорнії. Ці частки автор розбив на 4 категорії:

1/ чорні, сильно і слабко магнітні, суцільні або з ядрами, що складаються із заліза або нікелю з окисленою оболонкою.кой з кремнезему з домішкою заліза та титану. Ці частки можуть бути порожніми. Поверхня їх інтенсивно блискуча, полірована, в деяких випадках шорстка або райдужна в результаті відбиття світла від блюдцеподібних заглиблень наїх поверхні,

2/ сіро-сталеві або блакитно-сірі, пустотілі, тонко-стінні, дуже тендітні сферули; містять нікель, маютьполіровану або шліховану поверхню;

3/ крихкі кульки, що містять численні включеннясеростального металевого та чорного неметалевогоматеріалу; в стінках їх є мікроскопічні міхур- кі / ця група часток найбільш численна/;

4/ силікатні сферули коричневого або чорного кольору,немагнітні.

Неважко замінити, що перша група за Школьникомблизько відповідає 4 і 5 групам частинок Баддхью.числа цих частинок зустрічаються порожнисті сферули, аналогічнітим, що знаходять у районах падінь метеоритів.

Хоча ці дані не містять вичерпної інформаціїз порушеного питання, є можливим висловитиу першому наближенні думка про те, що морфологія та фізіо-ні властивості, принаймні, деяких груп частиноккосмічного походження, що випадають на Землю, не претер-співали суттєвої еволюції протягом доступногогеологічне вивчення періоду розвитку планети.

Хімічнийсклад космічної пилу.

Вивчення хімічного складу космічного пилу зустрічаєтьсяз певними труднощами принципового та технічногохарактеру. Вже сам собою малий розмір досліджуваних частинок,складність отримання в скільки-небудь значних кількостяхвах створюють суттєві перешкоди для застосування методик, поширених в аналітичній хімії. Далі,доводиться мати на увазі, що досліджувані зразки в переважній більшості випадків можуть містити домішки, і часомдуже значні,земного матеріалу. Таким чином, проблема вивчення хімічного складу космічного пилу перепле-тається з питанням про її диференціювання від земних домішок.Зрештою, сама постановка питання про диференціювання "земного"і "космічної" речовини є в якійсь міріумовною, т.к. Земля та всі компоненти, її складові,представляють, зрештою, також космічний об'єкт, ітому, строго кажучи, правильніше було б ставити питанняпро віднайдення ознак відмінності між різними категоріямикосмічної речовини. Звідси випливає, що схожість ве-земного і позаземного походження може, в принципі,простягатися дуже далеко, що створює додатковіПроблеми вивчення хімічного складу космічної пилу.

Проте, останніми роками наука збагатилася поручметодичних прийомів, що дозволяють певною мірою пре-здолати або обійти перешкоди, що виникають. Розробка но-найбільших методів радіаційної хімії, рентгеноструктурноїмікроаналіз, удосконалення мікроспектральних методик дають нині можливість досліджувати нікчемні за своїмрозміру об'єктів. В даний час цілком доступним єаналіз хімічного складу не тільки окремих частинок кос-мічного пилу, але і однієї і тієї ж частинки в різнихїї дільницях.

В останнє десятиліття з'явилася значна кількістьробіт, присвячених вивченню хімічного складу космічноїпилу, виділеного з різних джерел. З причин,яких ми вже торкалися вище,дослідженню піддавалися головним чином,сферичні частинки, що відносяться до магніт-ної фракції пилу, Як і щодо характеристики фізичнихвластивостей, наші знання про хімічний склад гострокутногоматеріалу поки що зовсім недостатні.

Аналізуючи матеріали, отримані у цьому напрямі цілимрядом авторів, слід дійти висновку, що, по-перше,у космічної пилу виявляються самі елементи,що уінших об'єктах земного та космічного походження, так,в ній знайдені Fe, Si, Mg .В окремих випадках - рідкоземельні елементи та Ag знахідки сумнівні/, щододостовірних відомостей у літературі немає. По-друге, всясукупність космічного пилу, що випадає на Землю, може бть розділена за хімічним складом, принаймні, на три великі групи частинок:

а) металеві частинки з високим вмістом Fe і N i ,
б) частинки переважно силікатного складу,
в) частинки хімічної змішаної природи.

Неважко помітити, що перелічені три групи,по суті, збігаються з прийнятою кваліфікацією метеоритів, що укозиває на близький, а, можливо, загальне джерелоходіння обох видів космічної матерії. Можна відзначитиале велике різноманіття частинок в межах кожної з груп, що розглядаються. Це дає підставу ряду дослідниківїй ділити космічний пил за хімічним складом на 5,6 ібільше груп. Так, Ходж і Райт виділяють наступні вісім тіпів основних частинок, що відрізняються один від одного як по морфологічними ознаками, так і за хімічним складом:

1. залізні кульки з наявністю нікелю,
2. залізні сферули, нікель у яких не виявлено,
3. силікатні кульки,
4. іншісфери,
5. неправильної форми частинки з високим вмістом желіза та нікелю;
6. те ж без наявності скільки-небудь значних кількостейнікелю,
7. силікатні частинки неправильної форми,
8. інші частки неправильної форми.

З наведеному вище класифікації випливає, між іншим,та обставина , Що наявність високого вмісту нікелю в досліджуваному матеріалі не може бути визнано обов'язковим критерієм його космічного походження. Так, значи-тільна частина матеріалу, витягнутого з льодів Антарктиди та Гренландії, зібраного з повітря високогірних районів Нью-Мексико і навіть з району падіння Сихоте-Алінського метеорита не містила доступних визначення кількостінікелю. У той самий час доводиться враховувати дуже обгрунтовану думку Ходжа і Райта у тому, що високий відсоток нікелю / часом до 20%/ є єдинимнадійним критерієм космічного походження тієї чи іншої частки. Очевидно, у разі його відсутності дослідникповинен орієнтуватися не на пошуки "абсолютних" критеріїв»а на оцінку властивостей досліджуваного матеріалу, взятих у нихсукупності.

У багатьох роботах відзначається неоднорідність хімічного складу навіть однієї й тієї ж частки космічного матеріалу у різних її ділянках. Так встановлено, що нікель тяжіє до ядра сферичних частинок, там зустрічається кобальт.Зовнішня оболонка кульки складена залізом та його окисом.Деякі автори припускають, що нікель існує у виглядіокремих плям у магнетитовому субстраті. Нижче ми наводимоцифрові матеріали, що характеризують середній змістнікелю в пилу космічного та земного походження.

З таблиці слід, що аналіз кількісного змісту-ня нікелю може виявитися корисним при диференціаціїкосмічного пилу від вулканічного.

З цієї ж точки зору цікаві відносини N i : Fe ; Ni : Co, Ni : Cu , які достатньою міроюпостійні для окремих об'єктів земного та космічногопоходження.

вивержені породи-3,5 1,1

При диференціюванні космічного пилу від вулканічнихта індустріальних забруднень певну користь можетакож надати вивчення кількісного змісту Al і К на які багаті вулканічні продукти, Ti і V , є нерідкими супутниками Fe у промисловому пилу.Дуже суттєво, що в деяких випадках індустріальний пил може містити високий відсоток N i . Тому критерієм для відмінності деяких видів космічного пилу відземноїмає служити не просто високий зміст N i , a високий вміст N i в сукупності з С і С u/88,121, 154,178,179/.

Відомості про наявність радіоактивних продуктів космічного пилу надзвичайно мізерні. Повідомляють про негативні результати.татах перевірки космічного пилу на радіоактивність, щовидається сумнівним через систематичну бомбард-дування пилових частинок, що знаходяться в міжпланетному просторі.космічними променями. Нагадаємо, що продукти наведено-ної космічної радіації багаторазово були виявлені вметеоритах.

Динамікавипадання космічного пилу у часі

Згідно з гіпотезою Paneth /156/, випадання метеоритівне мало місця у віддалені геологічні епохи / ранішечетвертинного часу/. Якщо ця думка справедлива, товоно має поширюватися і на космічний пил, або хочаб на ту частину її, яку ми називаємо метеоритним пилом.

Основним аргументом на користь гіпотези було відсут-ність знахідок метеоритів у древніх породах, в даний часчас, однак, є цілий ряд знахідок як метеоритів,так і космічної пилової складової в геологічнихутворення досить стародавнього віку / 44,92,122,134,176-177/, Багато з перерахованих джерел цитованівище, слід додати, що Мач /142/ виявив кульки,мабуть, космічного походження в силурійськихсолях, а Круазье /89/ знаходив їх у ордовике.

Розподіл сферул по розрізу в глибоководних відкладеннях вивчався Петтерсоном і Ротші /160/, які виявили-жили, що нікель розподілений по розрізу нерівномірно, щопояснюється, на думку, космічними причинами. Пізнішебуло встановлено, що найбагатші на космічний матеріалнаймолодші верстви донних мулів, що, мабуть, пов'язаноз процесами руйнування космічних процесів, що відбуваються поступово.кого речовини. У зв'язку з цим природним є припущення-ження про поступове зменшення концентрації космічногоречовини вниз за розрізом. На жаль, у доступній нам літературі ми не зустріли достатньо переконливих даних так-го роду, наявні повідомлення уривчасті. Так, Школяр /176/виявив підвищену концентрацію кульок в зоні вивітрювання.ня відкладів крейдяного віку, з цього факту ним бувзроблено обґрунтований висновок, про те, що сферули, мабуть,можуть протистояти досить суворим умовам, якщо вонимогли перенести латеритизацію.

Сучасні регулярні дослідження випадання космічноїпилу показують, що його інтенсивність суттєво змінюєтьсядень у день /158/.

Очевидно, має місце певна сезонна динаміка /128,135/, причому максимальна інтенсивність випаданняприпадає на серпень-вересень, що пов'язується з метеорнимипотоками /78,139/,

Слід зазначити, що метеорні потоки - не єдиніня причина масового випадання космічного пилу.

Існує теорія у тому, що метеорні потоки викликають атмосферні опади /82/, метеорні частинки у разі є ядрами конденсації /129/. Деякі автори пред-гають збирати космічний пил із дощової води та пропонують свої пристосування для цієї мети /194/.

Боуен /84/ виявив, що пік випадання опадів запізнюєтьсявід максимуму метеорної активності приблизно на 30 днів, що видно з наступної таблиці.

Ці дані хоч і не є загальновизнаними, протевони заслуговують на певну увагу. Висновки Боуена підтверджуютьДени на матеріалі Західного Сибіру Лазарєвим /41/.

Хоча питання про сезонну динаміку випадання космічноїпилу та про його зв'язок з метеорними потоками остаточно невирішено, є вагомі підстави вважати, що така закономірність має місце. Так, Круазьє /СО/, ґрунтуючись нап'ятирічних систематичних спостереженнях, висловлює припущення, що два максимуми випадання космічного пилу,що мали місце влітку 1957 і 1959 рр., корелюють з метеорнимими потоками. Літній максимум підтверджений Морікубо, сезонназалежність відзначена також Маршаллом та Крейкеном /135,128/.Слід зазначити, що не всі автори схильні відноситичену сезонну залежність за рахунок метеорної активності/наприклад,Брієр,85/.

Щодо кривої розподілу щодобового випаданняметеорного пилу, то вона, мабуть, сильно спотворена впливом вітрів. Про це, зокрема, повідомляють Кізілермак таКруазьє / 126,90 /. Хороше зведення матеріалів по даномупитанню є у Рейнгардта /169/.

Розподілкосмічного пилу на поверхні Землі

Питання про розподіл космічної речовини на поверхнюти Землі, як і ряд інших, розроблений зовсім недостатньоточно. Думки, як і фактичний матеріал, сообщаемыйрізними дослідниками, дуже суперечливі і неповні.Один з найбільших фахівців цієї галузі, Петтерсон,виразно висловлював думку про те, що космічна речовинарозподілено на поверхні Землі вкрай нерівномірно/163/. Ето, однак, вступає в суперечність з рядом експерименталь-них даних. Зокрема, де Єгер /123/, ґрунтуючись на зборахкосмічного пилу, вироблених за допомогою липких пластин в районі канадської обсерваторії Данлеп, стверджує, що космічна речовина розподілена досить рівномірно на великих площах. Подібна думка висловлена ​​Хантером і Паркіним /121/ на підставі дослідження космічної речовини в донних відкладах Атлантичного океану. Ходячи [113] проводив дослідження космічного пилу в трьох віддалених один від одного точках. Спостереження тривали протягом цілого року. Аналіз отриманих результатів показав однакову швидкість накопичення речовини у всіх трьох точках, причому в середньому на 1 см 2 за добу випадало приблизно 1,1 сферулирозміром близько трьох мікронів. Дослідження у цьому напрямку були продовжені у 1956-56 роках. Ходжем та Уїлдтом /114/. нацього разу збори проводилися в районах, приділених один віддруга на дуже великі відстані: у Каліфорнії, на Алясці,в Канаді. Розраховано середню кількість сфер , поверхні, що випали на одиницю, що виявилося рівним у Каліфорнії 1,0, в Алясці - 1,2 і в Канаді - 1,1 частинці сферичноїформи на 1 см 2 на добу. Розподіл сферул за величиноюбуло приблизно однаковим для всіх трьох пунктів, причому 70% становили утворення з діаметром менше 6 мікрон, числочастинок діаметром понад 9 мікрон було невеликим.

Можна припускати, що, мабуть, випадання космічноїпилу Землю йде, загалом, досить рівномірно, цьому тлі можуть спостерігатися певні відступи від загального правила. Так, очікується наявність певного широтногоефекту випадання магнітних частинок з тенденцією до концентра-ції останніх у полярних районах. Далі відомо, щоконцентрація дрібнодисперсної космічної речовини можебути підвищеною в районах випадання великих метеоритних мас/ Аризонський метеорний кратер,Сихоте-Алінський метеорит,можливо, район падіння Тунгуського космічного тіла/.

Первинна рівномірність може, проте, надалісуттєво порушуватися в результаті вторинного перераспре-поділу речовини, причому в одних місцях може мати їїнакопичення, а в інших – зменшення його концентрації. У цілому нині це питання розроблено дуже слабко, проте попередньо-тільні дані, отримані експедицією K М ET АН СРСР /керівник К.П.Флоренський/ / 72/ дозволяють говорити протому, що принаймні в ряді випадків вміст космі-чної речовини в грунті може коливатися в широких пред-лах.

Міграцьі якосмічногоречовинивбіогеносфері

Хоч як суперечливі оцінки загальної кількості космі-ної речовини, що випадає щорічно на Землю, можна звпевненістю сказати одне: воно вимірюється багатьма сотнямитисяч, а, можливо, навіть мільйонами тонн. Цілковитоочевидно, що ця величезна маса матерії включається в даль-ним у складний ланцюг процесів круговороту речовини в природі, що постійно має місце в рамках нашої планети.Космічна речовина стає, таким чином, складовоючастиною нашої планети, у прямому сенсі - речовиною земною,що є одним з можливих каналів впливу косміч-кого середовища на біогеносферу. Саме з цих позицій проблемакосмічного пилу цікавила основоположника сучасногобіогеохімії ак. Вернадського. На жаль, робота в цьомунапрямі, по суті, ще всерйоз не розпочато.ми змушені обмежитися лише констатацією кількохфактів, що мають, мабуть, відношення до порушеногоЄ низка вказівок на те, що глибоководні.опади, видалені від джерел знесення матеріалу та володіютьмалою швидкістю накопичення,відносно багаті, С і Сі.Багато дослідників приписують цим елементам косміч-походження. Очевидно, різні види частинок кос-мічного пилу з різною швидкістю включаються в кругообіг речовин у природі. Деякі види частинок у цьому відношенні дуже консервативні, про що свідчать знахідки магнетитових кульок у древніх осадових породах.шення частинок може, очевидно, залежати не тільки від їхприроди,але й умов довкілля,зокрема,значення її РН.Найвище ймовірно, що елементи,випадають на Землю у складі космічного пилу, можутьнадалі включатися до складу рослинних та тваринорганізмів, що населяють Землю. На користь цього припущеннякажуть, зокрема, деякі дані про хімічний складве рослинності в районі падіння Тунгуського метеорита.Все це однак, являє собою лише перші намітки,перші спроби підходу не стільки вирішення, скільки допостановки питання у цій площині.

Останнім часом є тенденція до ще більших оцінкам можливої ​​маси випадаючого космічного пилу. Відслушні дослідники оцінюють її в 2.410 9 тонн /107а/.

Перспективививчення космічного пилу

Все, що було сказано у попередніх розділах роботи,дозволяє з достатньою підставою говорити про дві речі:по-перше, про те, що вивчення космічного пилу всерйозтільки починається і, по-друге, що робота в цьому розділінауки виявляється надзвичайно плідною для вирішеннябагатьох питань теорії / в перспективі, можливо, і дляпрактики/. Дослідника, що працює в цій галузі,кає насамперед, величезне розмаїття проблем, так чиінакше пов'язаних із з'ясуванням взаємовідносин у системіЗемля-космос.

Як нам видається, подальший розвиток вчення прокосмічного пилу має йти, головним чином, за такими основним напрямам:

1. Вивчення навколоземної пилової хмари, його простір-ного розташування, властивостей пилових частинок, що входятьдо його складу, джерел та шляхів його поповнення та убутку,взаємодія з радіаційними поясами. Ці дослідженняможуть бути здійснені в повному обсязі за допомогою ракет,штучних супутників, а надалі - міжпланетнихкораблів та автоматичних міжпланетних станцій.
2. Безсумнівний інтерес для геофізики представляє космний пил, що проникає в атмосферу на висоті 80-120 км зокрема, її роль у механізмі виникнення та розвиткутаких явищ, як свічення нічного неба, зміна полярі-ції денного світла,флюктуації прозорості атмосфери, розвиток сріблястих хмар та світлих смуг Гоффмейстера,зорових та сутінковихявищ, метеорних явищ у атмосфері Землі. Особливийінтерес представляє вивчення ступеня коре-ляції міжпереліченими явищами. Несподівані аспекти
космічних впливів можуть бути розкриті, мабуть,ході подальшого вивчення взаємозв'язку процесів, що маютьмісце в нижніх шарах атмосфери - тропосфери, з проникливістю-нням в останню космічної речовини. Найсерйознішеувага повинна бути приділена перевірці гіпотези Боуена прозв'язку випадання опадів із метеорними потоками.
3. Безсумнівний інтерес для геохіміків євивчення розподілу космічної речовини на поверхніЗемлі,вплив на цей процес конкретних географічних,кліматичних, геофізичних та інших умов, властивих
тому чи іншому району земної кулі. Досі зовсімне вивчено питання про вплив магнітного поля Землі на процеснакопичення космічної речовини, тим часом, у цій галузі,ймовірно, можуть бути цікаві знахідки, особливо,якщо робити дослідження з урахуванням палеомагнітних даних.
4. Принциповий інтерес і для астрономів і для геофізиків, не кажучи вже про космогоністів широкого профілю,має питання про метеорну активність у віддалені геологіч-кі епохи. Матеріали, які будуть отримані в ході цієї
роботи можуть бути, ймовірно, надалі використаніз метою вироблення додаткових методів стратифікаціїдонних, льодовикових та німих осадових відкладень.
5. Істотним напрямом роботи є вивченняморфологічних, фізичних, хімічних властивостей космічноїскладової земних опадів, відпрацювання методів відмінності кісмічного пилу від вулканічного та індустріального,дослідженняізотопного складу космічного пилу
6.Пошуки в космічному пилу органічних сполук.Видається ймовірним, що вивчення космічного пилу сприятиме вирішенню наступних теоретичних.питань:

1. Вивчення процесу еволюції космічних тіл, в част-ності,Землі та сонячної системи в цілому.
2. Вивчення руху, розподілу та обміну космічноїматерії в сонячній системі та галактиці.
3. З'ясування ролі галактичної матерії у сонячнійсистемі.
4. Вивченню орбіт та швидкостей космічних тіл.
5. Розробка теорії взаємодії космічних тіліз Землею.
6. Розшифрування механізму низки геофізичних процесівв атмосфері Землі, безперечно, пов'язаних з космічнимиявищами.
7. Вивчення можливих шляхів космічних впливів набіогеносферу Землі та інших планет.

Само собою зрозуміло, що розробка навіть тих проблем,які перераховані вище,а ними далеко не вичерпуєтьсявесь комплекс пов'язаних з космічним пилом питань,можна тільки за умови широкого комплексування та об'єдну-ня зусиль фахівців різних профілів.

ЛІТЕРАТУРА

1. АНДРЄЄВ В.Н.- Загадкове явище. Природа, 1940.
2. АРРЕНІУС Г.С - Осадонакопичення на океанічному дні.Зб. Геохімічні дослідження, ІЛ. М.,1961.
3. АСТАПОВИЧ І.С.- Метеорні явища в атмосфері Землі.М.,1958.
4. АСТАПОВИЧ І.С.- Зведення спостережень сріблястих хмару Росії та СРСР з1885 по1944 гг.Працы 6наради з сріблястих блоків. Рига,1961.
5. БАХАРЄВ А.М., ІБРАГІМОВ Н., ШОЛІЄВ У.- Маса метеорної матерії, що випадає на Землю протягом року.Бюллі. Все з. астрономогеод. про-ва 34, 42-44,1963.
6. БГАТОВ В.І., ЧЕРНЯЄВ Ю.А. -Про метеорний пил у шліховихпробах. Метеоритика,в.18,1960.
7. БІРД Д.Б. - Розподіл міжпланетного пилу. Ультрафіолетове випромінювання сонця та міжпланетнасередовище. Іл., М., 1962.
8. БРОНШТЕН В.А. - 0 природі сріблястих хмар. VI сов
9. БРОНШТЕН В.А. - Ракети вивчають сріблясті хмари. Природу, № 1,95-99,1964.
10. БРУВЕР Р.Е. - Про пошук речовини Тунгуського метеорита. Проблема Тунгуського метеорита, ст.2, у пресі.
І.ВАСІЛЬЄВ Н.В., ЖУРАВЛІВ В.К., ЗДОРОВНИХ Н.П., ПРИХІДЬДО Т.В., ДЕМІН Д. В., ДЕМІНА I . H .- 0 зв'язку сріблястиххмари з деякими параметрами іоносфери. Доповіді III Сибірської конф. з математики та хутра-ніке.Томськ, 1964.
12. ВАСИЛЬЄВ Н.В., КОВАЛЕВСЬКИЙ А.Ф., ЖУРАВЛІВ В.К.-Проаномальних оптичних явищ літа 1908 року.Еюлл.ВАГО, № 36,1965.
13. ВАСИЛЬЄВ Н.В.,ЖУРАВЛЄВ В.К., ЖУРАВЛЄВА Р. К., КОВАЛЕВСЬКИЙ А.Ф., ПЛЕХАНОВ Г.Ф.- Нічні світятьсяхмари та оптичні аномалії, пов'язані з паді-ням Тунгуськогометеорита. Наука, М., 1965.
14. ВЕЛТМАНН Ю. К.- Про фотометрію сріблястих хмарза нестандартизованими знімками. Праці VI сов- щання по сріблястих хмарах. Рига,1961.
15. ВЕРНАДСЬКИЙ В.І. - Про вивчення космічного пилу. Міроведення,21 № 5, 1932,зіб.соч.,т.5, 1932.
16. ВЕРНАДСЬКИЙ В.І.- Про необхідність організації науковоїроботи з космічного пилу. Проблеми Арктики № 5,1941, Зібр. соч.,5,1941.
16а ВІЙДІНГ Х.А. - Метеорний пил у кембрійських низахпісковиків Естонії. Метеоритика, вип.26, 132-139, 1965.
17. ВІЛЛМАН Ч.І. - Спостереження сріблястих хмар у північно--західної частини Атлантики та на території Есто-ні в 1961р. Астрон.циркуляр, № 225, 30 вер. 1961р.
18. ВІЛЛМАН Ч.І.- Проінтерпретації результатів поляриметріі світла сріблястих хмар. Астрон.циркуляр,№ 226,30 жовтня,1961
19. ГЕББЕЛЬ А.Д. - Про велике падіння аеролітів, що було втринадцятому столітті в Устюзі Великому,1866.
20. ГРОМОВА Л.Ф.- Досвід отримання істинної частоти появилення сріблястих хмар. Астрон.циркуляр., 192,32-33,1958.
21. ГРОМОВА Л.Ф. - Деякі дані про частоту появисріблястих хмар у західній половині терито-рії СРСР. Міжнародний геофіческій рік.вид.ЛДУ,1960.
22. ГРИШИН Н.І. - До питання про метеорологічні умовипояви сріблястих хмар. Праці VI Сові- щання по сріблястих хмарах. Рига,1961.
23. ДИВАРІ Н.Б.-Про збирання космічного пилу на льодовикуТут-су /Сів.Тянь-Шань/. Метеоритика, ст.4,1948.
24. ДРАВЕРТ П.Л.- Космічна хмара над Шало-Ненецькимокругом. Омська область, № 5,1941.
25. ДРАВЕРТ П.Л.- Про метеорний пил 2.7. 1941в Омську та деякі думки про космічний пил взагалі.Метеоритика, ст.4,1948.
26. ЄМЕЛЬЯНОВ Ю.Л. - Про загадкову "сибірську пітьму"18 вересня 1938 року. Проблема Тунгуськогометеорита, вип.2., у пресі.
27. ЗАСЛАВСЬКА Н.І., ЗОТКІН І.Т., КИРОВА О.А.- Распреде-лення за розмірами космічних кульок з районуТунгуського падіння. ДАН СРСР,156, № 1,1964.
28. КАЛІТІН Н.Н.- Актинометрія. Гідрометеоіздат,1938.
29. КІРОВА О.А. - 0 мінералогічне вивчення проб грунтуз району падіння Тунгуського метеорита,них експедицією 1958 р. Метеоритика,в.20,1961.
30. КИРОВА О.І.- Пошуки розпорошеної метеоритної речовиниу районі падіння Тунгуського метеорита. Тр. ін-тагеології АН Ест. РСР,П,91-98,1963.
31. КОЛОМЕНСЬКИЙ В. Д., ЮД ІН І.А. - Мінеральний склад кориплавлення метеориту Сіхоте-Алінь, а також метеоритного та метеорного пилу. Метеоритика.в.16, 1958.
32. КОЛПАКОВ В.В.-Загадковий кратер на Патомському нагір'ї.Природа № 2, 1951 .
33. КОМІСАРОВ О.Д., НАЗАРОВА Т.М. та ін. – Дослідженнямікрометеоритів на ракетах та супутниках. Зб.Мистецтв. супутники Землі, вид. АН СРСР, в.2, 1958.
34.КРИНОВ Є.Л.- Форма та поверхнева структура кориплавлення індивідуальних екземплярів Сіхоте-Алінський залізний метеоритний дощ.Метеоритика, в.8,1950.
35. КРІНОВ Є.Л., ФОНТОН С.С. - Виявлення метеорного пилуна місці падіння Сіхоте – Алінського залізного метеоритного дощу. ДАН СРСР, 85 № 6, 1227- 12-30,1952.
36. КРИНОВ Є.Л., ФОНТОН С.С.- Метеорний пил з місця падінняСіхоте-Алінського залізного метеоритного дощу.Метеоритика,в. II, 1953.
37. КРІНОВ О.Л. - Деякі міркування про збирання метеоритногоречовини у полярних країнах. Метеоритика,ст.18, 1960.
38. КРІНОВ О.Л. . – до питання про розпилення метеорних тіл.Зб. Дослідження іоносфери та метеорів. АН СРСР, I 2,1961.
39. КРІНОВ О.Л. - Метеоритний та метеорний пил, мікрометеорити.Сб.Сихоте - Алінський залізний метеорит-ний дощ.АН СРСР,т.2,1963.
40. КУЛИК Л.А.- Бразильський двійник Тунгуського метеориту.Природа та люди, с. 13-14,1931.
41. ЛАЗАРЄВ Р.Г.- Про гіпотезу Є.Г.Боуена /за матеріаламиспостережень у Томську/. Доповіді третьої Сибірськоїконференції з математики та механіки. Томськ,1964.
42. Латишев І. H .- Про розподіл метеорної матерії всонячній системі.Ізв.АН Туркм.ССР,сер.фіз.техн.хім.і геол.наук, № 1,1961.
43. ЛІТРІВ І.І.-Таємниці неба. Вид.Акц.об-ва Брокгауз-Єфрон.
44. М АЛИШЕК В.Г.- Магнітні кульки в нижньотретиннихутвореннях південн. схилу СЗ Кавказу. ДАН СРСР, с. 4,1960.
45. МИРТОВ Б.А.- Метеорна матерія та деякі питаннягеофізики високих верств атмосфери. Сб.Штучні супутники Землі, АН СРСР,в.4,1960.
46. МОРОЗ В.І. - Про "пилову оболонку" Землі. Зб. Мистецтв. супутники Землі, АН СРСР, ст.12,1962.
47. НАЗАРОВА Т.М. - дослідження метеорних частинок натретьому радянському штучному супутнику Землі.Зб. мистецтв. супутники Землі, АН СРСР, ст.4, 1960.
48. НАЗАРОВА Т.М.- Дослідження метеорного пилу на ракутах і штучних супутниках Землі. Мистецтв.супутники Землі. АН СРСР, ст.12,1962.
49. НАЗАРОВА Т.М. - результати дослідження метеорногоречовини за допомогою приладів, встановлених на космічних ракетах Зб. Мистецтв. супутникиЗемлі.в.5,1960.
49а. НАЗАРОВА Т.М.- Дослідження метеорного пилу за допомогоюракет і супутників. У сб. "Космічні дослідження",М., 1-966,т. IV.
50.ОБРУЧОВ С.В. - Зі статті Колпакова "Загадковийкратер на Патомському нагір'ї". Природа, № 2,1951.
51. ПАВЛОВА Т.Д. - Видимий розподіл сріблястиххмар за матеріалами спостережень 1957-58 років.Праці У1Наради сріблястим хмарам.Рига,1961.
52. ПОЛОСКОВ С.М., НАЗАРОВА Т.М.- Дослідження твердої складової міжпланетної речовини за допомогоюракет та штучних супутників Землі. Успіхифіз. наук, 63 № 16,1957.
53. ПОРТНІВ A . M . - Кратер на Патомському нагір'ї.№ 2,1962.
54. РАЙЗЕР Ю.П. - Про конденсаційний механізм освітикосмічного пилу. Метеоритика,в.24,1964.
55. РУСКОЛ E .Л.- Про походження згущення міжпланетноїпилу навколо Землі. Зб. Мистецтв.супутники Землі.в.12,1962.
56. СЕРГІЄНКО О.І.- Метеорний пил у четвертинних відкладахнях басейну верхньої течії р. Індігірки. Укн. Геологія розсипів Якутії.М, 1964.
57. СТЕФОНОВИЧ С.В.- Виступ. У тр. III з'їзді Всесоюзн.астр. геофіз. ви-ва АН СРСР,1962.
58. УІППЛ Ф.- Зауваження про комети, метеори та планетнуеволюції. Питання космогонії, АН СРСР, т.7, 1960.
59. УІППЛ Ф. - Тверді частки у сонячній системі. Зб.Експер. дослідні. навколоземного космічного просторуства.ІЛ. М., 1961.
60. УІППЛ Ф. - Пилова матерія в навколоземному космічномупросторі. Зб. Ультрафіолетове випромінювання Сонця та міжпланетне середовище. ІЛ М.,1962.
61. ФЕСЕНКОВ В.Г. - До питання про мікрометеорити. Метеорітика, в. 12,1955.
62. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Деякі проблеми метеоритики.Метеоритика,в.20,1961.
63. ФЕСЕНКОВ В.Г. - про щільність метеорної матерії у міжпланетному просторі у зв'язку з можливістюіснування пилової хмари навколо Землі.Астрон. Журнал, 38, № 6,1961.
64. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Про умови падіння на Землю комет таметеорів. ін-ту геології АН Ест. РСР, XI, Таллінн,1963.
65. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Про кометну природу Тунгуського метеориту. Астрон.журнал,ХХХ VIII, 4,1961.
66. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Не метеорит, а комета. Природа № 8 , 1962.
67. ФЕСЕНКОВ В.Г. - Про аномальні світлові явища, свяні з падінням Тунгуського метеорита.Метеоритика,в.24,1964.
68. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Помутніння атмосфери, виробленепадінням Тунгуського метеорита. Метеоритика,в.6,1949.
69. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Метеорна матерія у міжпланетномупросторі. М., 1947.
70. ФЛОРЕНСЬКИЙ К.П., ІВАНОВ А.Ст, ІЛЬЇН Н.П.і ПЕТРИКОВА M.М. -Тунгуське падіння 1908 р. та деякі питаннядиференціації речовини космічних тіл. Тези доп. XX Міжнародного конгресу зтеоретичної та прикладної хімії. Секція СМ. 1965.
71. Флоренський К.П. - Нове у вивченні Тунгуського метео-риту 1908 р. Геохімія, № 2,1962.
72. ФО ОРЕНСЬКИЙ К.П .- Попередні результати Тунгусської метеоритної комплексної експедиції 1961р.Метеоритика,в.23,1963.
73. ФЛОРЕНСЬКИЙ К.П. - Проблема космічного пилу та сучасностіменний стан вивчення Тунгуського метеорита.Геохімія, № 3,1963.
74. ХВОСТІКІВ І.А. - Про природу сріблястих хмар. У зб.Деякі проблеми метеорол., № 1, 1960.
75. ХВОСТІКІВ І.А. - Походження сріблястих хмарта температура атмосфери у мезопаузі. Тр. VII Наради щодо сріблястих хмар. Рига,1961.
76. ЧИРВІНСЬКИЙ П.М., ЧЕРКАС В.К.- Чому так важко доказати присутність космічного пилу на земномуповерхні. Мирознавство, 18 № 2,1939.
77. ЮДІН І.А. - Про знаходження метеорного пилу в районі падіня кам'яного метеоритного дощу Кунашак.Метеоритика, ст.18, 1960.

Вітаю!

Сьогодні ми поговоримо на дуже цікаву тему, пов'язану з такою наукою, як астрономія! Йтиметься про космічний пил. Припускаю, що багато хто вперше дізнався про неї. Значить, треба розповісти про неї все, що мені відомо! У школі – астрономія була моїм одним із улюблених предметів, скажу більше – найулюбленішим, тому, саме з астрономії я складала іспит. Хоча мені і випав 13 квиток, який був найскладнішим, але з іспитом я склала чудово і залишилася задоволена!

Якщо сказати цілком доступно, що таке космічний пил, то можна уявити всі осколки, які тільки є у Всесвіті від космічної речовини, наприклад, від астероїдів. А Всесвіт - це не тільки Космос! Не плутайте, дорогі мої та добрі! Всесвіт - це весь наш світ - вся наша величезна Земна куля!

Наприклад, космічний пил може утворюватися від того, коли в Космосі стикаються два астероїди і при зіткненні відбувається процес їх руйнування на дрібні частинки. Багато вчених схиляються і до того, що її освіта пов'язана з тим, коли згущується міжзоряний газ.

Як вона утворюється, ми з вами тільки з'ясували, тепер дізнаємось про те, як вона виникає. Як правило, ці порошинки просто виникають в атмосферах червоних зірочок, якщо ви чули, такі червоні зірки називають ще - зірками карликами; виникають коли на зірках відбуваються різні вибухи; коли активно викидається газ із самих ядер галактик; протозіркова і планетарна туманність - також сприяє її виникненню, втім, як і сама зоряна атмосфера та міжзоряні хмари.

Що стосується саме видів щодо походження, то виділимо такі види:

міжзоряний вид пилу, коли на зірках відбувається вибух, відбувається величезний викид газу і потужний викид енергії

міжгалактичний,

міжпланетний,

навколопланетний: з'явилася, як "сміття", залишки, після утворення інших планет.

кружечки чорного кольору, невеликі, блискучі

кружечки чорного кольору, але більші за розміром, що мають шорстку поверхню

кружечки кульки чорно-білого кольору, які у своєму складі мають силікатну основу

кружечки, які складаються зі скла та металу, вони різнорідні, та невеликі (20 нм)

кружечки схожі на порошок магнетиту, вони чорні і схожі на чорний пісок

пеплоподібні та шлакоподібні кружальця

вид, що утворився від зіткнення астероїдів, комет, метеоритів

Вдале питання! Звісно, ​​може. І від зіткнення метеоритів також. Від зіткнення будь-яких небесних тіл можливе її утворення.

Питання про утворення і виникнення космічного пилу досі є спірним, і різні вчені висувають свої точки зору, але ви можете дотримуватися однієї або двох близьких точок зору в цьому питанні. Наприклад, тій, що зрозуміліша.

Адже навіть щодо її видів немає абсолютно точної класифікації!

кульки, основа яких є однорідною; їхня оболонка є окисленою;

кульки, основа яких є силікатною; оскільки вони мають вкраплення газу, то їхній вид часто схожий на шлаки чи піну;

кульки, основа яких є металевою з ядром з нікелю та кобальту; оболонка також окислена;

кружечки наповнення яких є порожнім.

вони можуть бути крижаними, а їх оболонка складається з легких елементів; у великих крижаних частинках є навіть атоми, що мають магнітні властивості,

кружечки з силікатними та графітними вкрапленнями,

кружечки, що складаються з оксидів, в основі яких є двоатомні оксиди:

Космічний пил до кінця не вивчений! Дуже багато відкритих питань, бо вони є спірними, але, гадаю, основні уявлення все-таки ми тепер маємо!

По масі тверді частинки пилу становлять мізерно малу частину Всесвіту, проте саме завдяки міжзоряному пилу виникли і продовжують з'являтися зірки, планети і люди, які вивчають космос і просто милуються зірками. Що ж це за субстанція такий космічний пил? Що змушує людей споряджати в космос експедиції вартістю до річного бюджету невеликої держави, сподіваючись лише, а не в твердій впевненості добути і привезти на Землю хоч крихітну жменьку міжзоряного пилу?

Між зірок та планет

Пилом в астрономії називають невеликі, розміром у частки мікрона, тверді частинки, що літають у космічному просторі. Часто космічний пил умовно поділяють на міжпланетний і міжзоряний, хоча, очевидно, і міжзоряний вхід у міжпланетний простір не заборонено. Просто знайти її там, серед «місцевого» пилу, нелегко, ймовірність невисока, та й властивості її поблизу Сонця можуть суттєво змінитись. Ось якщо відлетіти подалі, до кордонів Сонячної системи, там ймовірність упіймати справжній міжзоряний пил дуже велика. Ідеальний варіант - взагалі вийти за межі Сонячної системи.

Пил міжпланетний, принаймні у порівняльній близькості від Землі - матерія досить вивчена. Що заповнює весь простір Сонячної системи і сконцентрована в площині її екватора, вона народилася здебільшого внаслідок випадкових зіткнень астероїдів та руйнування комет, що наблизилися до Сонця. Склад пилу, по суті, не відрізняється від складу метеоритів, що падають на Землю: досліджувати його дуже цікаво, і відкриттів у цій галузі належить зробити ще чимало, але особливої ​​інтриги тут, схоже, немає. Зате завдяки цьому пилу в хорошу погоду на заході відразу після заходу сонця або на сході перед сходом сонця можна милуватися блідим конусом світла над горизонтом. Це так зване зодіакальне сонячне світло, розсіяне дрібними космічними порошинками.

Куди цікавіший пил міжзоряний. Відмінна її особливість – наявність твердого ядра та оболонки. Ядро складається, мабуть, в основному з вуглецю, кремнію та металів. А оболонка - переважно з намерзлих на поверхню ядра газоподібних елементів, що закристалізувалися в умовах «глибокого заморожування» міжзоряного простору, а це близько 10 кельвінів, водню та кисню. Втім, бувають у ній домішки молекул і складніші. Це аміак, метан і навіть багатоатомні органічні молекули, які налипають на порошинку або утворюються на її поверхні під час поневірянь. Частина цих речовин, зрозуміло, відлітає з її поверхні, наприклад, під дією ультрафіолету, але процес цей оборотний одні відлітають, інші намерзають або синтезуються.

Зараз у просторі між зірками або поблизу них вже знайдені, зрозуміло, не хімічними, а фізичними, тобто спектроскопічними, методами: вода, оксиди вуглецю, азоту, сірки та кремнію, хлористий водень, аміак, ацетилен, органічні кислоти, такі як мурашина та оцтова, етиловий та метиловий спирти, бензол, нафталін. Знайшли навіть амінокислоту – гліцин!

Цікаво було б зловити і вивчити міжзоряний пил, що проникає в Сонячну систему і, напевно, падає на Землю. Проблема по її «відлову» нелегка, бо зберегти свою крижану «шубу» в сонячному проміні, тим більше в атмосфері Землі, мало якій міжзоряній порошинці вдається. Великі занадто сильно нагріваються, їх космічна швидкість не може швидко погаситися, і порошинки «обгорають». Дрібні, щоправда, планують в атмосфері роками, зберігаючи частину оболонки, але вже виникає проблема знайти їх і ідентифікувати.

Є ще одна деталь, що дуже інтригує. Стосується вона того пилу, ядра якого складаються з вуглецю. Вуглець, синтезований в ядрах зірок і що йде в космос, наприклад, з атмосфери старіючих (типу червоних гігантів) зірок, вилітаючи в міжзоряний простір, охолоджується і конденсується приблизно так само, як після спекотного дня збирається в низинах туман з парів води, що остигли. Залежно від умов кристалізації можуть вийти шаруваті структури графіту, кристали алмазу (тільки уявіть цілі хмари крихітних алмазів!) і навіть порожнисті кульки з атомів вуглецю (фулерени). А в них, можливо, як у сейфі чи контейнері, зберігаються частинки атмосфери зірки дуже давньої. Знайти такі порошинки було б величезним успіхом.

Де водиться космічний пил?

Треба сказати, що саме поняття космічного вакууму як чогось порожнього давно залишилося лише поетичною метафорою. Насправді весь простір Всесвіту, і між зірками, і між галактиками, заповнений речовиною, потоками елементарних частинок, випромінюванням і полями магнітним, електричним і гравітаційним. Все, що можна, умовно кажучи, доторкнутися, це газ, пил і плазма, вклад яких у загальну масу Всесвіту, за різними оцінками, становить близько 1?2% при середній щільності близько 10-24 г/см 3 . Гази у просторі найбільше, майже 99%. В основному це водень (до 77,4%) та гелій (21%), на частку інших припадає менше двох відсотків маси. А ще є пил по масі її майже в сто разів менше, ніж газу.

Хоча іноді порожнеча у міжзоряному та міжгалактичному просторах майже ідеальна: часом на один атом речовини там припадає 1 л простору! Такого вакууму немає ні у земних лабораторіях, ні в межах Сонячної системи. Для порівняння можна навести такий приклад: в 1 см 3 повітря, яким ми дихаємо, приблизно 30 000 000 000 000 000 000 молекул.

Розподілено цю матерію в міжзоряному просторі дуже нерівномірно. Більшість міжзоряного газу та пилу утворює газопиловий шар поблизу площини симетрії диска Галактики. Його товщина в нашій Галактиці кілька сотень світлових років. Найбільше газу та пилу в її спіральних гілках (рукавах) та ядрі зосереджено в основному в гігантських молекулярних хмарах розмірами від 5 до 50 парсек (16?160 світлових років) та масою в десятки тисяч і навіть мільйони мас Сонця. Але й усередині цих хмар речовина розподілена теж неоднорідно. В основному обсязі хмари, так званій шубі, переважно з молекулярного водню, щільність частинок становить близько 100 штук на 1 см 3 . В ущільненнях усередині хмари вона досягає десятків тисяч частинок в 1 см 3 , а в ядрах цих ущільнень взагалі мільйонів частинок в 1 см 3 . Ось цієї нерівномірності у розподілі речовини у Всесвіті завдячують існуванням зірки, планети і зрештою ми самі. Тому що саме у молекулярних хмарах, щільних та порівняно холодних, і зароджуються зірки.

Що цікаво: чим вища щільність хмари, тим різноманітніша вона за складом. При цьому є відповідність між щільністю та температурою хмари (або окремих її частин) та тими речовинами, молекули яких там зустрічаються. З одного боку, це зручно для вивчення хмар: спостерігаючи за окремими їх компонентами в різних спектральних діапазонах за характерними лініями спектру, наприклад, СО, ВІН або NH 3 можна «зазирнути» в ту чи іншу його частину. А з іншого - дані про склад хмари дозволяють багато дізнатися про процеси, що в ньому відбуваються.

Крім того, у міжзоряному просторі, судячи з спектрів, є й такі речовини, існування яких у земних умовах просто неможливе. Це іони та радикали. Їхня хімічна активність настільки висока, що на Землі вони негайно вступають у реакції. А у розрідженому холодному просторі космосу вони живуть довго та цілком вільно.

Загалом газ у міжзоряному просторі буває не лише атомарним. Там, де холодніше, трохи більше 50 кельвінів, атомам вдається утриматися разом, утворюючи молекули. Проте велика маса міжзоряного газу перебуває все-таки в атомарному стані. В основному це водень, його нейтральна форма була виявлена ​​порівняно недавно в 1951 році. Як відомо, він випромінює радіохвилі довжиною 21 см (частота 1420 МГц), за інтенсивністю яких і встановили, скільки ж його в Галактиці. До речі, він і в просторі між зірками розподілений неоднорідно. У хмарах атомарного водню його концентрація досягає декількох атомів в 1 см 3 але між хмарами вона на порядки менше.

Зрештою, поблизу гарячих зірок газ існує у вигляді іонів. Потужне ультрафіолетове випромінювання нагріває та іонізує газ, і він починає світитися. Саме тому області з високою концентрацією гарячого газу, з температурою близько 10 000 К виглядають як хмари, що світяться. Їх і називають світлими газовими туманностями.

І в будь-якій туманності, у більшій чи меншій кількості є міжзоряний пил. Незважаючи на те, що умовно туманності ділять на пилові та газові, пил є і в тих, і в інших. І в будь-якому випадку саме пил, мабуть, допомагає зіркам утворюватися в надрах туманностей.

Туманні об'єкти

Серед усіх космічних об'єктів туманності, можливо, найкрасивіші. Щоправда, темні туманності у видимому діапазоні виглядають просто як чорні плями на небі, найкраще їх спостерігати на тлі Чумацького Шляху. Зате в інших діапазонах електромагнітних хвиль, наприклад інфрачервоному, вони видно дуже добре і картинки виходять дуже незвичайними.

Туманностями називають відокремлені у просторі, пов'язані силами гравітації або зовнішнім тиском скупчення газу та пилу. Їх маса може бути від 0,1 до 10 000 мас Сонця, а розмір від 1 до 10 парсек.

Спочатку туманності астрономів дратували. Аж до середини XIX століття виявлені туманності розглядали як прикру перешкоду, яка заважала спостерігати зірок і шукати нові комети. У 1714 році англієць Едмонд Галлей, ім'я якого носить знаменита комета, навіть склав «чорний список» із шести туманностей, щоб ті не вводили в оману «ловців комет», а француз Шарль Месьє розширив цей список до 103 об'єктів. На щастя, туманностями зацікавилися закоханий в астрономію музикант сер Вільям Гершель, його сестра та син. Спостерігаючи небо за допомогою побудованих своїми руками телескопів, вони залишили після себе каталог туманностей і зоряних скупчень, що налічує відомості про 5079 космічних об'єктів!

Гершелі практично вичерпали можливості оптичних телескопів тих років. Однак винахід фотографії і великий час експонування дозволили знайти і об'єкти, що зовсім слабко світяться. Трохи пізніше спектральні методи аналізу, спостереження у різних діапазонах електромагнітних хвиль надали можливість надалі як виявляти багато нових туманностей, а й визначати їх структуру та властивості.

Міжзоряна туманність виглядає світлою у двох випадках: або вона настільки гаряча, що її газ сам світиться, такі туманності називають емісійними; або сама туманність холодна, але її пил розсіює світло яскравої зірки, що знаходиться поблизу, - це відбивна туманність.

Темні туманності - це також міжзоряні скупчення газу та пилу. Але на відміну від світлих газових туманностей, помітних часом навіть у сильний бінокль чи телескоп, як, наприклад, туманність Оріона, темні туманності світло не випромінюють, а поглинають. Коли світло зірки проходить крізь такі туманності, пил може повністю поглинути його, перетворивши на ІЧ-випромінювання, невидиме оком. Тому виглядають такі туманності, як беззорі провали на небі. В. Гершель називав їх «дірками в небі». Можливо, найефектніша з них – туманність Кінська Голова.

Втім, порошинки можуть не повністю поглинути світло зірок, але лише частково розсіяти його, при цьому вибірково. Справа в тому, що розмір частинок міжзоряного пилу близький до довжини хвилі синього світла, тому він сильніше розсіюється і поглинається, а до нас краще доходить червона частина світла зірок. Між іншим, це хороший спосіб оцінити розмір порошинок по тому, як вони послаблюють світло різних довжин хвиль.

Зірка з хмари

Причини, з яких виникають зірки, точно не встановлені є тільки моделі, що більш-менш достовірно пояснюють експериментальні дані. Крім того, шляхи освіти, властивості та подальша доля зірок дуже різноманітні та залежать від дуже багатьох факторів. Проте є усталена концепція, вірніше, найбільш опрацьована гіпотеза, суть якої, у найзагальніших рисах, у тому, що зірки формуються з міжзоряного газу областях із підвищеною щільністю речовини, тобто у надрах міжзоряних хмар. Пил як матеріал можна було б не враховувати, але його роль формуванні зірок величезна.

Відбувається це (у найпримітивнішому варіанті, для одиночної зірки), мабуть, так. Спочатку з міжзоряного середовища конденсується протозіркова хмара, що, можливо, відбувається через гравітаційну нестійкість, проте причини можуть бути різними і до кінця ще не зрозумілі. Так чи інакше, воно стискується та притягує до себе речовину з навколишнього простору. Температура і тиск у його центрі зростають доти, поки молекули в центрі цієї газової кулі, що стискається, не починають розпадатися на атоми і потім на іони. Такий процес охолоджує газ і тиск усередині ядра різко падає. Ядро стискається, а всередині хмари поширюється ударна хвиля, що відкидає зовнішні шари. Утворюється протозірка, яка продовжує стискатися під дією сил тяжіння до тих пір, поки в центрі її не починаються реакції термоядерного синтезу перетворення водню в гелій. Стиснення триває ще якийсь час, поки сили гравітаційного стиску не врівноважаться силами газового та променистого тиску.

Зрозуміло, що маса зірки, що утворилася, завжди менша за масу «туманності, що породила». Частина речовини, яка не встигла впасти на ядро, під час цього процесу «вимітається» ударною хвилею, випромінюванням і потоками частинок просто в навколишній простір.

На процес формування зірок і зоряних систем впливають багато чинників, у тому числі й магнітне поле, яке часто сприяє «розриву» протозіркової хмари на два, рідше три фрагменти, кожен з яких під дією гравітації стискується у свою протозірку. Так виникають, наприклад, багато подвійних зіркових систем - дві зірки, які обертаються навколо загального центру мас і переміщуються в просторі як єдине ціле.

У міру "старіння" ядерне паливо в надрах зірок поступово вигоряє, причому тим швидше, чим більша зірка. У цьому водневий цикл реакцій змінюється гелієвим, потім у результаті реакцій ядерного синтезу утворюються дедалі більше важкі хімічні елементи, до заліза. Зрештою ядро, що не отримує більше енергії від термоядерних реакцій, різко зменшується в розмірі, втрачає свою стійкість, і його речовина як би падає сама на себе. Відбувається потужний вибух, під час якого речовина може нагріватися до мільярдів градусів, а взаємодії між ядрами призводять до утворення нових хімічних елементів, аж до найважчих. Вибух супроводжується різким вивільненням енергії та викидом речовини. Зірка вибухає - цей процес називають спалахом надновим. Зрештою зірка, залежно від маси, перетвориться на нейтронну зірку або чорну дірку.

Напевно, так все й відбувається насправді. У всякому разі, не викликає сумнівів той факт, що молодих, тобто гарячих, зірок та їх скупчень найбільше саме в туманностях, тобто в областях з підвищеною щільністю газу та пилу. Це добре видно на фотографіях, отриманих телескопами у різних діапазонах довжин хвиль.

Зрозуміло, це лише найбільш грубе виклад послідовності подій. Для нас принципово важливі два моменти. Перший - яка роль пилу в процесі утворення зірок? І другий, звідки, власне, вона береться?

Всесвітній холодоагент

У загальній масі космічної речовини власне пилу, тобто об'єднаних у тверді частинки атомів вуглецю, кремнію та деяких інших елементів настільки мало, що їх, у всякому разі, як будівельний матеріал для зірок, здавалося б, можна і не брати до уваги. Однак насправді їхня роль велика - саме вони охолоджують гарячий міжзоряний газ, перетворюючи його на ту холодну щільну хмару, з якої потім виходять зірки.

Справа в тому, що сам собою міжзоряний газ охолонтися не може. Електронна структура атома водню така, що надлишок енергії, якщо такий є, він може віддати, випромінюючи світло у видимій та ультрафіолетовій областях спектру, але не в інфрачервоному діапазоні. Образно кажучи, водень не вміє випромінювати тепло. Щоб добре охолонути, йому потрібен «холодильник», роль якого якраз і грають частинки міжзоряного пилу.

Під час зіткнення з порошинками на великій швидкості - на відміну від більш важких і повільних порошин молекули газу літають швидко - вони втрачають швидкість і їх кінетична енергія передається порошинці. Так само нагрівається і віддає це надлишкове тепло навколишній простір, у тому числі у вигляді ІЧ-випромінювання, а сама при цьому остигає. Так, приймаючи він тепло міжзоряних молекул, пил діє як своєрідний радіатор, охолоджуючи хмару газу. За масою її не багато - близько 1% від маси всієї речовини хмари, але цього достатньо, щоб за мільйони років відвести надлишок тепла.

Коли ж температура хмари падає, падає тиск, хмара конденсується і з неї вже можуть народитися зірки. Залишки ж матеріалу, з якого народилася зірка, є у свою чергу вихідним для утворення планет. Ось до їх складу порошинки вже входять, причому у більшій кількості. Тому що, народившись, зірка нагріває та розганяє навколо себе весь газ, а пил залишається літати поблизу. Адже вона здатна охолоджуватись і притягується до нової зірки набагато сильніше, ніж окремі молекули газу. Зрештою поряд з новонародженою зіркою виявляється пилова хмара, а на периферії насичений пилом газ.

Там народжуються газові планети, такі як Сатурн, Уран та Нептун. Ну, а поблизу зірки з'являються тверді планети. У нас це Марс, Земля, Венера та Меркурій. Виходить досить чіткий поділ на дві зони: газові планети та тверді. Так що Земля значною мірою виявилася зробленою саме з міжзоряних порошинок. Металеві порошинки увійшли до складу ядра планети, і зараз Земля має величезне залізне ядро.

Таємниця юного Всесвіту

Якщо галактика сформувалася, то звідки в ній береться пил у принципі вченим зрозуміло. Найбільш значні її джерела – нові та наднові, які втрачають частину своєї маси, «скидаючи» оболонку в навколишній простір. Крім того, пил народжується і в атмосфері червоних гігантів, що розширюється, звідки вона буквально вимітається тиском випромінювання. У їхній прохолодній, за мірками зірок, атмосфері (близько 2,5 ? 3 тисячі кельвінів) досить багато порівняно складних молекул.

Але загадка, не розгадана досі. Завжди вважалося, що пил – продукт еволюції зірок. Іншими словами, зірки повинні зародитися, проіснувати якийсь час, постаріти і, скажімо, в останньому спалаху наднової зробити пил. Тільки ось що з'явилося раніше — яйце чи курка? Перший пил, необхідний для народження зірки, або перша зірка, яка чомусь народилася без допомоги пилу, постаріла, вибухнула, утворивши найперший пил.

Що було спочатку? Адже коли 14 млрд. років тому стався Великий вибух, у Всесвіті були лише водень та гелій, жодних інших елементів! Це потім з них почали зароджуватися перші галактики, величезні хмари, а в них перші зірки, яким треба було пройти довгий життєвий шлях. Термоядерні реакції в ядрах зірок мали «зварити» складніші хімічні елементи, перетворити водень і гелій на вуглець, азот, кисень тощо, а вже після цього зірка мала викинути усе це у космос, вибухнувши чи поступово скинувши оболонку. Потім цій масі потрібно було охолонути, охолонути і, нарешті, перетворитися на пилюку. Але вже через 2 млрд. років після Великого вибуху, в ранніх галактиках, пил був! За допомогою телескопів її виявили в галактиках, віддалених від нашої на 12 млрд світлових років. У той самий час 2 млрд. років — занадто малий термін повного життєвого циклу зірки: у цей час більшість зірок не встигає постаріти. Звідки в юній Галактиці взявся пил, якщо там не повинно бути нічого, крім водню та гелію, таємниця.

Порошинка ¦ реактор

Мало того, що міжзоряний пил виступає в ролі своєрідного всесвітнього холодоагенту, можливо, саме завдяки пилу в космосі з'являються складні молекули.

Справа в тому, що поверхня порошинки може бути одночасно і реактором, в якому утворюються з атомів молекули, і каталізатором реакцій їх синтезу. Адже ймовірність того, що відразу багато атомів різних елементів зіткнуться в одній точці, та ще й провзаємодіють між собою при температурі трохи вище за абсолютного нуля, неймовірно мала. Зате ймовірність того, що порошинка послідовно зіткнеться в польоті з різними атомами або молекулами, особливо всередині холодної щільної хмари, досить велика. Власне, це і відбувається так утворюється оболонка міжзоряних порошинок з намерзлих на неї зустрінутих атомів і молекул.

На твердій поверхні атоми виявляються поруч. Мігруючи по поверхні порошинки у пошуках найбільш енергетично вигідного становища, атоми зустрічаються і, опиняючись у безпосередній близькості, отримують можливість прореагувати між собою. Зрозуміло, дуже повільно відповідно до температури порошинки. Поверхня частинок, що особливо містять в ядрі метал, може виявити властивості каталізатора. Хіміки на Землі добре знають, що найефективніші каталізатори - це саме частки розміром у частки мікрона, на яких збираються, а потім і вступають в реакції молекули, у звичайних умовах один до одного абсолютно «байдужі». Очевидно, так утворюється і молекулярний водень: його атоми «налипають» на порошинку, а потім відлітають з неї, але вже парами, у вигляді молекул.

Дуже можливо, що маленькі міжзоряні порошинки, зберігши у своїх оболонках кілька органічних молекул, у тому числі й найпростіших амінокислот, і занесли на Землю перше «насіння життя» близько 4 млрд. років тому. Це, звичайно, не більш ніж гарна гіпотеза. Але на її користь свідчить те, що у складі холодних газопилових хмар знайдено амінокислоту гліцин. Може, є й інші, просто поки що можливості телескопів не дозволяють їх виявити.

Полювання за пилом

Дослідити властивості міжзоряного пилу можна, зрозуміло, на відстані за допомогою телескопів та інших приладів, розташованих на Землі або на її супутниках. Але куди привабливіше міжзоряні порошинки зловити, а потім вже докладно вивчити, з'ясувати не теоретично, а практично, з чого вони складаються, як влаштовані. Варіантів тут два. Можна дістатися космічних глибин, набрати там міжзоряного пилу, привезти Землю і проаналізувати усіма можливими способами. А можна спробувати вилетіти за межі Сонячної системи та шляхом аналізувати пил прямо на борту космічного корабля, відправляючи на Землю отримані дані.

Першу спробу привезти зразки міжзоряного пилу і взагалі речовини міжзоряного середовища кілька років тому зробило NASA. Космічний корабель оснастили спеціальними пастками колекторами для збору міжзоряного пилу і частинок космічного вітру. Щоб зловити порошинки, не втративши при цьому їх оболонку, пастки наповнили особливим речовиною так званим аерогелем. Ця дуже легка піниста субстанція (склад якої комерційна таємниця) нагадує желе. Потрапивши в неї, порошинки застряють, а далі, як у будь-якій пастці, кришка захлопується, щоб бути відкритою вже на Землі.

Цей проект так і називався Stardust - Зоряний пил. Програма у нього грандіозна. Після старту в лютому 1999 року апаратура на його борту в кінцевому підсумку повинна зібрати зразки міжзоряного пилу і окремо пил в безпосередній близькості від комети Wild-2, що пролітала неподалік Землі в лютому минулого року. Тепер із контейнерами, наповненими цим найціннішим вантажем, корабель летить додому, щоб приземлитися 15 січня 2006 року в штаті Юта, неподалік Солт-Лейк-Сіті (США). Ось тоді астрономи нарешті побачать на власні очі (за допомогою мікроскопа, звичайно) ті самі порошинки, моделі складу і будівлі яких вони вже спрогнозували.

А у серпні 2001 року за зразками речовини із глибокого космосу полетів Genesis. Цей проект NASA був націлений в основному на затримання частинок сонячного вітру. Провівши в космічному просторі 1127 днів, за які він пролетів близько 32 млн. км, корабель повернувся і скинув на Землю капсулу з отриманими зразками - пастками з іонами, частинками сонячного вітру. На жаль, сталося нещастя - парашут не розкрився, і капсула з усього маху шлепнулася об землю. І розбилася. Звісно, ​​уламки зібрали та ретельно вивчили. Втім, у березні 2005-го на конференції в Х'юстоні учасник програми Дон Барнетті заявив, що чотири колектори з частинками сонячного вітру не постраждали, і їх вміст, 0,4 мг спійманого сонячного вітру, вчені активно вивчають у Х'юстоні.

Втім, зараз NASA готує третій проект, ще грандіозніший. Це буде космічна місія Interstellar Probe. На цей раз космічний корабель відійде на відстань 200 а. е. від Землі (а. е. відстань від Землі до Сонця). Цей корабель ніколи не повернеться, але весь буде «напханий» найрізноманітнішою апаратурою, в тому числі і для аналізу зразків міжзоряного пилу. Якщо все вийде, міжзоряні порошинки з глибокого космосу будуть нарешті спіймані, сфотографовані та проаналізовані автоматично, прямо на борту космічного корабля.

Формування молодих зірок

1. Гігантська галактична молекулярна хмара розміром 100 парсек, масою 100 000 сонців, температурою 50 К, щільністю 10 2 частинок/см 3 . Всередині цієї хмари є великомасштабні конденсації дифузні газопилові туманності (1 10 пк, 10 000 сонць, 20 К, 10 3 частинок/см 3) і дрібні конденсації газопилові туманності (до 1пк, 100 1 4 частинок/см 3). Усередині останніх якраз і знаходяться згусткиглобули розміром 0,1 пк, масою 1?10 сонців і щільністю 10?10 6 частинок/см 3 де формуються нові зірки

2. Народження зірки всередині газопилової хмари

3. Нова зірка своїм випромінюванням та зірковим вітром розганяє від себе навколишній газ

4. Молода зірка виходить у чистий і вільний від газу і пилу космос, відсунувши туманність, що породила її.

Етапи «ембріонального» розвитку зірки, за масою, що дорівнює Сонцю

5. Зародження гравітаційно-нестійкої хмари розміром 2 000 000 сонців з температурою близько 15 К і вихідною щільністю 10 -19 г/см 3

6. Через кілька сотень тисяч років у цієї хмари утворюється ядро ​​з температурою близько 200 К і розміром 100 сонців, маса його поки що дорівнює лише 0,05 від сонячної

7. На цій стадії ядро ​​з температурою до 2 000 К різко стискається через іонізації водню і одночасно розігрівається до 20 000 К, швидкість падіння речовини на зірку, що росте, досягає 100 км/с

8. Протозірка розміром з два сонця з температурою в центрі 2x10 5 К, а на поверхні 3x10 3 К

9. Останній етап передеволюції зірки - повільний стиск, в процесі якого вигоряють ізотопи літію та берилію. Тільки після підвищення температури до 6x10 6 До надрах зірки запускаються термоядерні реакції синтезу гелію з водню. Загальна тривалість циклу зародження зірки типу Сонця становить 50 млн. років, після чого така зірка може спокійно горіти мільярди років

Ольга Максименко, кандидат хімічних наук

Міжзоряний пил - це продукт різноманітних за своєю інтенсивністю процесів, що протікають у всіх куточках Всесвіту, а його невидимі частинки досягають навіть поверхні Землі, літаючи в атмосфері навколо нас.

Багаторазово підтверджений факт – природа не любить порожнечі. Міжзоряний космічний простір, що представляється нам вакуумом, насправді заповнений газом і мікроскопічними, розміром 0,01-0,2 мкм, частинками пилу. Поєднання цих невидимих ​​елементів породжує об'єкти величезної величини, свого роду хмари Всесвіту, здатні поглинати деякі види спектрального випромінювання зірок, іноді повністю приховуючи їхню відмінність від земних дослідників.

З чого складається міжзоряний пил?

Ці мікроскопічні частинки мають ядро, яке формується у газовій оболонці зірок і повністю залежить від її складу. Наприклад, з крупиць вуглецевих світил утворюється графітовий пил, та якщо з кисневих – силікатна. Це цікавий процес, що триває цілими десятиліттями: при остиганні зірки втрачають свої молекули, які відлітаючи в простір, з'єднуються в групи і стають основою ядра порошинки. Далі формується оболонка з атомів водню та складніших молекул. В умовах низьких температур міжзоряний пил знаходиться у вигляді кристаликів льоду. Мандруючи Галактикою, маленькі мандрівники втрачають частину газу при нагріванні, але місце молекул займають нові.

Розташування та властивості

Основна частина пилу, який припадає на нашу Галактику, зосереджена в області Чумацького Шляху. Вона виділяється на тлі зірок у вигляді чорних смуг та плям. Незважаючи на те, що вага пилу мізерна в порівнянні з вагою газу і становить всього 1%, вона здатна приховувати від нас небесні тіла. Хоча частинки один від одного і відокремлюють десятки метрів, але навіть у такій кількості найбільш щільні області поглинають до 95% світла, що випромінюється зірками. Розміри газопилових хмар у нашій системі справді величезні, вони вимірюються сотнями світлових років.

Вплив на спостереження

Глобули Теккерея роблять невидимою область неба, розташовану за ними

Міжзоряний пил поглинає більшу частину випромінювання зірок, особливо в синьому спектрі, вона спотворює їхнє світло і полярність. Найбільше спотворення набувають короткі хвилі далеких джерел. Мікрочастинки, змішані з газом, помітні як темних плям на Чумацькому Шляху.

У зв'язку з цим фактором ядро ​​нашої Галактики повністю приховано та доступне для спостереження лише в інфрачервоних променях. Хмари з високою концентрацією пилу стають практично непрозорими, тому частинки, що знаходяться всередині, не втрачають своєї крижаної оболонки. Сучасні дослідники та вчені вважають, що саме вони, злипаючись, утворюють ядра нових комет.

Наукою доведено вплив гранул пилу на утворення зірок. Ці частинки містять різні речовини, у тому числі метали, які є каталізаторами численних хімічних процесів.

Наша планета щороку збільшує свою масу за рахунок падаючого міжзоряного пилу. Звичайно, ці мікроскопічні частинки непомітні, а щоб їх знайти та вивчити досліджують дно океану та метеорити. Збір та доставка міжзоряного пилу стали однією з функцій космічних апаратів та місій.

При попаданні в атмосферу Землі великі частки втрачають свою оболонку, а дрібні незримо кружляють роками довкола нас. Космічний пил всюдисущий і схожий у всіх галактиках, астрономи регулярно спостерігають темні рисочки на лику далеких світів.