Какой процесс есть причиной появления космической пыли. Бояркина а.п., гиндилис л.м

КОСМИЧЕСКАЯ ПЫЛЬ, твёрдые частицы с характерными размерами от около 0,001 мкм до около 1 мкм (и, возможно, до 100 мкм и более в межпланетной среде и протопланетных дисках), обнаруженные почти во всех астрономических объектах: от Солнечной системы до очень далёких галактик и квазаров. Характеристики пыли (концентрация частиц, химический состав, размер частиц и т. д.) значительно меняются от одного объекта к другому, даже для объектов одного типа. Космическая пыль рассеивает и поглощает падающее излучение. Рассеянное излучение с той же длиной волны, что и падающее, распространяется во все стороны. Излучение, поглощённое пылинкой, трансформируется в тепловую энергию, и частица излучает обычно в более длинноволновой области спектра по сравнению с падающим излучением. Оба процесса дают вклад в экстинкцию - ослабление излучения небесных тел пылью, находящейся на луче зрения между объектом и наблюдателем.

Пылевые объекты исследуют почти во всём диапазоне электромагнитных волн - от рентгеновского до миллиметрового. Электрическое дипольное излучение быстро вращающихся ультрамелких частиц, по-видимому, даёт некоторый вклад в микроволновое излучение на частотах 10-60 ГГц. Важную роль играют лабораторные эксперименты, в которых измеряют показатели преломления, а также спектры поглощения и матрицы рассеяния частиц - аналогов космических пылинок, моделируют процессы образования и роста тугоплавких пылинок в атмосферах звёзд и протопланетных дисках, изучают образование молекул и эволюцию летучих пылевых компонентов в условиях, похожих на существующие в тёмных межзвёздных облаках.

Космическую пыль, находящуюся в различных физических условиях, непосредственно изучают в составе упавших на поверхность Земли метеоритов, в верхних слоях земной атмосферы (межпланетная пыль и остатки небольших комет), при полётах КА к планетам, астероидам и кометам (околопланетная и кометная пыль) и за пределы гелиосферы (межзвёздная пыль). Наземные и космические дистанционные наблюдения космической пыли охватывают Солнечную систему (межпланетная, околопланетная и кометная пыль, пыль около Солнца), межзвёздную среду нашей Галактики (межзвёздная, околозвёздная и небулярная пыль) и других галактик (внегалактическая пыль), а также очень удалённые объекты (космологическая пыль).

Частицы космической пыли в основном состоят из углеродистых веществ (аморфный углерод, графит) и магниево-железистых силикатов (оливины, пироксены). Они конденсируются и растут в атмосферах звёзд поздних спектральных классов и в протопланетарных туманностях, а затем выбрасываются в межзвёздную среду давлением излучения. В межзвёздных облаках, особенно плотных, тугоплавкие частицы продолжают расти в результате аккреции атомов газа, а также при столкновении и слипании частиц друг с другом (коагуляции). Это ведёт к появлению оболочек из летучих веществ (в основном льдов) и к образованию пористых агрегатных частиц. Разрушение пылинок происходит в результате распыления в ударных волнах, возникающих после вспышек сверхновых звёзд, или испарения в процессе звездообразования, начавшемся в облаке. Оставшаяся пыль продолжает эволюционировать вблизи сформировавшейся звезды и позднее проявляется в форме межпланетного пылевого облака или кометных ядер. Парадоксально, но вокруг проэволюционировавших (старых) звёзд пыль является «свежей» (недавно образовавшейся в их атмосфере), а вокруг молодых звёзд - старой (проэволюционировавшей в составе межзвёздной среды). Предполагается, что космологическая пыль, возможно существующая в удалённых галактиках, сконденсировалась в выбросах вещества после взрывов массивных сверхновых звёзд.

Лит. смотри при ст. Межзвёздная пыль.

Ученые Гавайского университета сделали сенсационное открытие — космическая пыль содержит органические вещества , включая и воду, что подтверждает возможность переноса различных форм жизни из одной галактики в другую. Кометы и астероиды, курсирующие в космосе, регулярно приносят в атмосферу планет массы звездной пыли. Таким образом, межзвездная пыль выступает в роли своеобразного «транспорта», который может доставлять воду с органикой на Землю и к прочим планетам Солнечной системы. Возможно, когда-то, поток космической пыли привел к зарождению жизни на Земле. Не исключено, что жизнь на Марсе, существование которой вызывает много споров в ученых кругах, могла возникнуть таким же образом.

Механизм образования воды в структуре космической пыли

В процессе передвижения в космосе поверхность частиц межзвездной пыли облучается , что приводит к образованию соединений воды. Более подробно этот механизм можно описать так: ионы водорода, присутствующие в солнечных вихревых потоках, бомбардируют оболочку космических пылинок, выбивая отдельные атомы из кристаллической структуры силикатного минерала — основного строительного материала межгалактических объектов. В результате данного процесса высвобождается кислород, который входит в реакцию с водородом. Таким образом, формируются молекулы воды, содержащие включения органических веществ.

Сталкиваясь с поверхностью планеты, астероиды, метеориты и кометы приносят на ее поверхность смесь воды и органики

То, что космическая пыль — спутница астероидов, метеоритов и комет, несет в себе молекулы органических соединений углерода, было известно и раньше. Но то, что звездная пыль транспортирует еще и воду, доказано не было. Только сейчас американские ученые впервые обнаружили, что органические вещества переносятся частицами межзвездной пыли совместно с молекулами воды.

Как вода попала на Луну?

Открытие ученых из США может помочь приподнять завесу таинственности над механизмом формирования странных ледовых образований . Несмотря на то, что поверхность Луны полностью обезвожена, на ее теневой стороне при помощи зондирования было обнаружено соединение ОН. Данная находка свидетельствует в пользу возможного присутствия воды в недрах Луны.

Обратная сторона Луны сплошь покрыта льдами. Возможно, именно с космической пылью попали на ее поверхность молекулы воды много биллионов лет тому назад

Со времен эры луноходов Apollo в исследовании Луны, когда на Землю были доставлены пробы лунного грунта, ученые пришли к выводу, что солнечный ветер вызывает изменения в химическом составе звездной пыли, покрывающей поверхности планет. О возможности образования молекул воды в толще космической пылина Луне еще тогда шли дебаты, однако доступные на тот момент аналитические методы исследований были не в состоянии либо доказать, либо опровергнуть данную гипотезу.

Космическая пыль — носитель жизненных форм

За счет того, что вода образовывается в совсем небольшом объеме и локализуется в тонкой оболочке на поверхности космической пыли , только сейчас стало возможным увидеть ее при помощи электронного микроскопа высокого разрешения. Ученые считают, что подобный механизм перемещения воды с молекулами органических соединений возможен и в других галактиках, где вращается вокруг «родительской» звезды. В своих дальнейших исследованиях ученые предполагают более подробно идентифицировать, какие неорганические и органические вещества на основе углерода присутствуют в структуре звездной пыли.

Интересно знать! Экзопланета — это такая планета, которая находится вне Солнечной системы и вращается вокруг звезды. На данный момент в нашей галактике визуально обнаружено порядка 1000 экзопланет, образующих около 800 планетных систем. Однако непрямые методы детектирования свидетельствуют о существовании 100 млрд. экзопланет, из которых 5-10 млрд. обладают параметрами, схожими с Землей, то есть являются . Значительный вклад в миссию поиска планетарных групп, подобных Солнечной системе, сделал астрономический спутник-телескоп Кеплер, запущенный в космос в 2009 году, совместно с программой «Охотники за планетами» (Planet hunters).

Как могла возникнуть жизнь на Земле?

Весьма вероятно, что кометы, путешествующие в пространстве с высокой скоростью, способны при столкновении с планетой создать достаточно энергии, чтобы из компонентов льда начался синтез более сложных органических соединений, в том числе молекул аминокислот. Аналогичный эффект возникает при столкновении метеорита с ледяной поверхностью планеты. Ударная волна создает тепло, которое запускает процесс формирования аминокислот из отдельных молекул космической пыли, обработанной солнечным ветром.

Интересно знать! Кометы состоят из больших глыб льда, сформированных путем конденсации водяного пара на начальном этапе создания Солнечной системы, приблизительно около 4.5 биллионов лет тому назад. В своей структуре кометы содержат углекислый газ, воду, аммиак, метанол. Эти вещества при столкновении комет с Землей, на ранней стадии ее развития, могли продуцировать достаточное количество энергии для производства аминокислот — строительных белков, необходимых для развития жизни.

Компьютерное моделирование продемонстрировало, что ледяные кометы, разбившиеся о поверхность Земли миллиарды лет тому назад, возможно, содержали пребиотические смеси и простейшие аминокислоты типа глицина, из которых, впоследствии, и зародилась жизнь на Земле.

Количество энергии, высвобождающейся при столкновении небесного тела и планеты, достаточно для запуска процесса формирования аминокислот

Ученые обнаружили, что ледяные тела с идентичными органическими соединениями, присущими кометам, можно найти внутри Солнечной системы. Например, Энцелад — один из спутников Сатурна, или Европа — спутник Юпитера, содержат в своей оболочке органические вещества , смешанные со льдом. Гипотетически, любая бомбардировка спутников метеоритами, астероидами или кометами может привести к возникновению жизни на данных планетах.

Вконтакте

КОСМИЧЕСКАЯ МАТЕРИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

К сожалению,однозначных критериев дифференциации косми- ческого вещества от близких к нему по форме образований земного происхождения до сих пор не выработано. Поэтому большинство исследователей предпочитает вести поиски косми- ческих частиц в районах, удаленных от промышленных центров. По этой же причине основным объектом исследования являются шариковидные частицы, абольшая часть материала,имеющего неправильную форму,как правило,выпадает из поля зрения. Во многих случаях анализируется только магнитная фракция сферических частиц, по которой сейчас и имеются наиболее разносторонние сведения.

Наиболее благоприятными объектами для поисков космичес- кой пыли являются глубоководные осадки /ввиду малой скорости осадконакопления/,а также полярные льдинки, прекрасно сохраняющие все вещество,оседающее из атмосферы.Оба объекта практически свободны от индустриального загрязнения и перспективны в целях стратификации, изучения распределе- ния космического вещества во времени и пространстве. По условиям осадконакопления к ним близки и накопления соли, последние удобны еще и тем, что позволяют легко выделять искомый материал.

Весьма перспективными могут оказаться поиски распыленно- го космического вещества в торфяных отложениях.Известно, что ежегодный прирост верховых торфяников составляет приблизительно 3-4 мм в год,а единственным источником минерального питания для растительности верховых болот яв- ляется вещество,выпадающее из атмосферы.

Космическая пыль из глубоковод- ных отло жений

Своеобразные красноцветные глины и илы, сложенные остат- ками кремнистых радиолярий и диатомей, покрывают 82 млн км 2 океанического дна, что составляет шестую часть поверхности нашей планеты. Их состав по С.С.Кузнецовувыглядит следую- щим образом:55% SiO 2 ;16% Al 2 O 3 ;9% F eO и 0,04% N i и Со, На глубине 30-40 см в ней обнаружены зубы рыб, жив- ших в третичную эпоху.Это дает основание заключить, что скорость осадконакопления составляет примерно 4 см за один миллион лет. С точки зрения земного происхождения состав глин трудно поддается интерпретации.Высокоесодержание в них никеля и кобальта является предметом многочисленных исследований и считается связанным с внесением космического материала / 2,154,160,163,164,179/. Действительно, кларк никеля равен 0,008% для верхних горизонтов земной коры и 10% для морской воды /166/.

Внеземное вещество в глубоководных отложениях обнаружено впервые Мерреем во время экспедиции на "Челленджере" /1873-1876 гг/ /так называемые"космические шарики Меррея"/. Несколько позднее их исследованием занялся Ренар, резуль- татом чего явился совместный труд по описанию найденного материала /141/.Обнаруженные космические шарики принадле- жали к двум типам: металлическому и силикатному. Оба типа обладали магнитными свойствами, что позволило применить для выделения их из осадка магнит.

Сферуллы имели правильную круглую форму со средним диаметром в 0,2 мм. В центре шарика было обнаружено ковкое железное ядро,покрытое сверху пленкой окиси.В составе шариков найдены никель и кобальт, что позволило высказать предположение об их космическом происхождении.

Силикатные сферуллы,как правило, не имели строгой сфе- рической форма / их можно назвать сфероидами/. Размер их несколько больше, чем металлических, диаметр достигает 1 мм . Поверхность имеет чешуйчатое строение. Минералогичес кий состав весьма однообразен:в них встречаются железо- магниевые силикаты-оливины и пироксены.

Обширный материал по космической составляющей глубоковод-ных отложений собран шведской экспедицией на судне "Альбатрос" в 1947-1948 гг. Участники ее применяли отбор колонок грунта до глубины 15 метров,изучению полученного материала посвящен ряд работ / 92,130,160,163,164,168/. Пробы оказались очень богатыми:Петтерсон указывает, что на 1кг осадка приходится от нескольких сот до нескольких тысяч сферул.

Все авторы отмечают весьма неравномерное распределение шариков как по разрезу океанического дна,так и по его площади. Например,Хантер и Паркин /121/,исследовав два глубоководных образца из разных мест Атлантического океана, нашли, что один их них содержит почти в 20 разбольше сферул, чем другой.Они объяснили это различие неодинаковыми скоростями осадконакопления в разных частях океана.

В 1950-1952 гг.датская глубоководная экспедиция приме- нила для сбора космического вещества в донных отложениях океана магнитные грабли - дубовую доску с укрепленными на ней 63 сильными магнитами. С помощью этого приспособления было прочесано около 45000 м 2 поверхности океанического дна. Среди магнитных частиц, имеющих вероятное космическое происхождение, выделены две группы: черные шарики с метал- лическими ядрами или без них и коричневые шарики с кристал- лической структурой; первые по размеру редко превышают 0,2 мм ,они блестящи, с гладкой или шероховатой поверх- ностью. В их числе встречаются сплавленные экземпляры неодинаковых размеров. В шариках обнаружены никель и кобальт,в минералогическом составе обычны магнетит и шрей-берзит.

Шарики второй группы обладают кристаллической структурой и имеют коричневый цвет. Средний диаметр их составляет 0,5 мм . Эти сферулы содержат кремний,алюминий и магний и имеют многочисленные прозрачные включения оливина или пироксенов /86/. Вопрос о наличии шариков в донных илах Атлантического океана обсуждается также в /172а/.

Космическая пыль из почв и осадочных пород

Академик Вернадский писал, что космическое вещество оседает на нашу планету непрерывно.Отсюда следует принци- пиальная возможность найти его в любой точке земной по- верхности.Это связано,однако,с определенными трудностями, которые можно свети к следующим основным моментам:

1. количество вещества,выпадающего на единицу площади» весьма незначительно;
2. условия сохранения сферул в течение длительного времени еще недостаточно изучены;
3. имеется возможность индустриального и вулканического загрязнения;
4. нельзя исключить роль переотложения уже выпавшего вещества,в результате которого в одних местах будет наблюдаться обогащение,а в других - обеднение космическим материалом.

По-видимому,оптимальной для консервации космического материала является бескислородная среда,тлеющая,в част- ности, место в глубоководных бассейнах,в областях аккуму ляции осадочного материала с быстрым захоронением вещества, а также в болотах с восстановительной обстановкой. Наиболее вероятно обогащение космическим веществом в результате переотложения в определенных участках речных долин,где обычно откладывается тяжелая фракция минерального осадка /сюда попадает,очевидно,только та часть выпавшего ве- щества, удельный вес которого больше 5/. Не исключено, что обогащение этим веществом также имеет место в конечных моренах ледников,на дне каровых озер,в ледниковых ямках, где скапливается талая вода.

В литературе есть сведения о находках во время шлихова ния сферул,относимых к космическим /6,44,56/. В атласе минералов россыпей,изданном гос.изд.научно-технической литературы в 1961году, сферулы такого рода отнесены к метеоритным.Особый интерес представляют находки космичес- кой пыли в древних породах. Работы этого направления ве- дутся в последнее время весьма интенсивно рядом исследова- телей.Так,сферические час типы, магнитные, металлические

и стекловатые, первые с характерными для метеоритов вид манштеттеновыми фигурами и с высоким содержанием никеля, описаны Школьником в меловых, миоценовых и плейстоценовых породах Калифорнии /177,176/. Позднее аналогичные находки были сделаны в триасовых породах северной Германии /191/. Круазье, поставив перед собой цель изучить космическую компоненту древних осадочных пород, исследовал образцы из разных мест /района Нью-Йорка, Нью-Мексико, Канады, Техаса / и различного возраста / от ордовика до триаса включительно/. В числе изученных образцов находились из-вестняки, доломиты, глины, сланцы. Автор везде находил сферулы, которые заведомо не могут быть отнесены к инду- стриальным загрязнениям, и, скорее всего имеют космическую природу. Круазье утверждает, что все осадочные породы со-держат космический материал, причем количество сферул ко- леблется от 28 до 240 на грамм. Размер частиц в большин- стве случаев укладывается в диапазоне от Зµ до 40µ , а количество их обратно пропорционально размерам /89/. Данные о метеорной пыли в кембрийских песчаниках Эстонии сообщает Вийдинг /16а/.

Как правило, сферулы сопровождают метеориты и их находят в местах падений, наряду с метеоритными обломками. Ранее всего шарики были найдены на поверхности метеорита Браунау /3/ и в кратерах Хенбери и Вабар /3/, позднее аналогичные образования наряду с большим числом частиц неправильной формы обнаружены в окрестностях Аризонского кратера /146/. Этот вид мелкодисперсного вещества, как уже указывалось выше, обычно обозначают как метеоритную пыль. Последняя подвергалась детальному изучению в работах многих иссле дователей как в СССР, так и за рубежом /31,34,36,39,77,91, 138,146,147,170-171,206/. На примере Аризонских сферул установлено, что эти частицы имеют в среднем размер 0,5 мм и состоят или из камасита, проросшего гетитом, или из чередующихся слоев гетита и магнетита,покрытых тонким слоем силикатного стекла с мелкими включениями кварца. Содержание никеля и железа в указанных минералах характе- ризуется следующими цифрами:

минерал железо никель
камасит 72-97% 0,2 - 25%
магнетит 60 - 67% 4 - 7%
гетит 52 - 60% 2-5%

Найнинджер /146/ обнаружил в аризонских шариках минера- лы, характерные для железных метеоритов:кохенит,стеатит, шрейберзит,троилит. Содержание никеля оказалось равным, в среднем,17%, что совпадает,в общем,с цифрами, получен- ными Рейнгардом /171/. Следует отметить, что распределение мелкодисперсного метеоритного вещества в окрестностях Аризонского метеоритного кратера весьма неравномерно» Вероятной причиной этого является,по-видимому, иливетер, или выпадение сопутствующего метеоритного дождя. Механизм образования аризонских сферул,по Рейнгардту,состоит во внезапном застывании жидкого мелкодисперсного метеоритного вещества. Другие авторы /135/, наряду с этим,отводят опре- деленное место конденсации образовавшихся в момент падения паров. Близкие по существу результаты получены в ходе изу- чения мелкодисперсного метеоритного вещества в районе выпадения Сихотэ-Алиньского метеоритного дождя. Е.Л.Кринов /35-37,39/ подразделяет это вещество на следующие основные категории:

1. микрометеориты с массой от 0,18 до 0,0003 г,имеющие регмаглипты и кору плавления / следует строго отличать микрометеориты по Е.Л.Кринову от микрометеоритов в понима- нии Уиппла, речь о которых была выше/;
2. метеорная пыль - в большинстве своем полые и пористые магнетитовые частицы, образовавшиеся в результате разбрызги-вания в атмосфере вещества метеорита;
3. метеоритная пыль - продукт дробления падающих метеори-тов, состоящая из остроугольных обломков. В минералогический состав последних входит камасит с примесью троилита, шрей-берзита и хромита. Как и в случае Аризонского метеоритного кратера, распре- деление вещества по площади неравномерно.

Кринов считает сферулы и другие оплавленные частицы продуктами абляции метеоритов и в доказательство приводит находки обломков последних с прилипшими на них шариками.

Известны находки и на месте падения каменного метеорит- ного дождя Кунашак /177/.

Особого обсуждения заслуживает вопрос о распределении космической пыли в почвах и в других природных объектах района падения Тунгусского метеорита. Большие работы в этом направлении были проведены в 1958-65 гг.экспедициями Комитета по метеоритам АН СССР СО АН СССР.Установлено, что в почвах как эпицентра, так и мест, удаленных от него на расстоянии до 400 км и более, почти постоянно обнаруживаются металлические и силикатные шарики размером от 5 до 400 микрон. В их числе встречаются блестящие, матовые и шероховатые час типы, правильные шарики и полые колбочки.В некоторых случаях металлические и силикатные частицы сплавлены друг с другом. По К.П.Флоренскому /72/,почвы эпицентральной области /междуречье Хушмы - Кимчу/ содержат эти частицы лишь в небольшом количестве /1-2 на условную единицу площади/. Пробы с аналогичным содержанием шариков встречаются на расстоянии до 70 км от места падения. Относительная бед- ность этих образцов объясняется по К.П.Флоренскому тем обстоятельством, что в момент взрыва основная масса метео- рита, перейдя в мелкодисперсное состояние,была выброшена в верхние слои атмосферыи дрейфовала затем по направлению ветра. Микроскопические частили, оседая по закону Стокса, должны были в этом случае образовать шлейф рассеяния. Флоренский полагает, что южная граница шлейфа находится примерно в 70 км к C З от метеоритной заимки,в бассейне реки Чуни / район фактории Муторай/,где обнаружена проба с содержанием космическихшариков до 90 штук на условную единицу площади. В дальнейшем, по мнению автора,шлейф продолжает тянуться на СЗ,захватывая бассейн реки Таймуры. Работами СО АН СССР в 1964-65 гг. установлено, что относи-тельно богатые пробы встречаются вдоль всего течения р. Таймуры, a также на Н.Тунгуске /см.карту-схему/. Выделен-ные при этом сферулы содержат до 19% никеля / по данным микроспектрального анализа, проведенного в институте ядер- ной физики СО АН СССР/.Это примерно совпадает с цифрами, полученными П.Н.Палеем в полевых условиях на модели ша- риков,выделенных из почв района Тунгуской катастрофы. Эти данные позволяют утверждать, что найденные частицы имеют действительно космическое происхождение. Вопрос же об отношении их к Тунгусскому метеориту остается пока что открытым ввиду отсутствия аналогичных исследований в фоновых районах,а также возможной роли процессов переотложения и вторичного обогащения.

Интересны находки сферул в районе кратера на Патомском нагорье. Происхождение этого образования, отнесенного Обручевым к вулканическим, до сих пор остается спорным, т.к. присутствие вулканического конуса в районе, удаленном на многие тысячи километров от вулканических очагов, древ них и современных,в многокилометровых осадочно-метаморфи-ческих толщах палеозоя, кажется по меньшей мере странным. Исследования сферул из кратера могло бы дать однозначный ответ на вопрос и о его происхождении / 82,50,53/.Выделе- ние вещества из почв может быть осуществлено методом шли хования. Таким путем выделяется фракция размером в сотни микрон и удельным весом выше 5.Однако, в этом случае существует опасность отбросить всю мелкую магнитную фрак цию и большую часть силикатной. Е.Л.Кринов советует приме нять магнитное шлихование с магнитом, подвешенным ко дну лотка / 37/.

Более точным методом является магнитная сепарация, сухая или мокрая, хотя и она имеет существенный недостаток: в процессе обработки теряется силикатная фракция.Одну из установок сухой магнитной сепарации описывает Рейнгардт/171/.

Как уже указывалось,космическое вещество нередко собирают у поверхности земли,в районах, свободных от индустриального загрязнения. Посвоему направлению эти работы близки к поискам космического вещества в верхних горизонтах почвы. В качестве пылеуловителей могут служить подносы,наполнен- ные водой или клейким раствором,и пластины,смазанные глицерином. Время экспозиции может измеряться часами, сутками, неделями в зависимости от целей наблюдений.В обсерватории Данлап в Канаде сборы космического вещества с помощью клейких пластин проводились уже с 1947 года /123/. В лите- ратуре описано несколько вариантов методик такого рода. Например, Ходж и Райт /113/ в течение ряда лет использовали с этой целью предметные стекла,покрытые медленно сохнущей эмульсией и по застывании образующие готовый препарат пыли; Круазье /90/ применял налитый на подносы этиленовый гликоль, который легко отмывался дистиллированной водой;в работах Хантера и Паркина /158/ была использована промасленная нейлоновая сетка.

Во всех случаях в осадке обнаружены сферические частицы, металлические и силикатные, чаще всего размером мельче 6 µ в диаметре и редко превышающие 40 µ .

Таким образом,совокупность представленных данных подтверждает предположение о принципиальной возможности обнаружения космического вещества в почве практически на любом участке земной поверхности. В то же время следует иметь ввиду, что использование почвы в качестве объекта для выявления космической компоненты связано с методическими трудностями, намного превышающими таковые применительно к снегу, льду и,возможно,к донным илам и торфу.

Космическое вещество во льдах

По мнению Кринова /37/ обнаружение космического ве-щества в полярных районах имеет существенное научное значе- ние, т.к.таким путем может быть получен в достаточном количестве материал,изучение которого приблизит, вероятно, решение некоторых геофизических и геологических вопросов.

Выделение космического вещества из снега и льда может быть осуществлено различными методами, начиная от сбора крупных обломков метеоритов и кончая получением из талой воды минерального осадка, содержащего минеральные частицы.

В 1959г. Маршалл /135/ предложил остроумный способ исследования частиц изо льда,подобный методу подсчета красных кровяных телец в кровяном русле. Суть его заклю- чается в том, что к воде, полученной при таянии образца льда, добавляется электролит и растворпропускается через узкое отверстие с электродами по обеим сторонам. При прохождении частицы сопротивление резко изменяется пропор-ционально ее объему. Изменения фиксируются с помощью осо- бого регистрирующего устройства.

Следует иметь ввиду, что стратификация льда сейчас осуществляется несколькими способами. Не исключено, что сопоставление уже стратифицированных льдов с распределением космического вещества может открыть новые подходык стратификации в местах,где прочие методы не могут быть по тем или иным причинам применены.

Для сбора космической пыли американские антарктические экспедиции 1950-60 гг. использовали керны,полученные при определении бурением толщины ледяного покрова. /1 S3/. Образцы диаметром около 7 см распиливались на отрезки по 30 см длиной, расплавлялись и отфильтровывались. Полученный осадок тщательно изучался под микроскопом. Были обнаружены частицы как сферической,так и неправильной формы, причем первые составляли незначительную часть осадка. Дальнейшее исследование ограничилось только сферулами, поскольку они могли быть более или менее уверенно отнесены к космической компоненте. Среди шариков размером от 15 до180 /чбыли найдены частицы двух видов: черные,блестящие,строго сфе-рические и коричневые прозрачные.

Детальное изучение космических частиц,выделенных из льдов Антарктиды и Гренландии,было предпринято Ходжем и Райтом /116/. В целях избежания индустриального загрязне- ния лед брался не с поверхности,а с некоторой глубины - в Антарктиде использован слой 55-летней,а в Гренландии- 750-летней давности. Для сравнения были отобраны частицы из воздуха Антарктиды,которые оказались сходными с ледни-ковыми. Все частицы укладывались в 10 групп классификации с резким делением на сферические частицы, металлические и силикатные, с никелем и без него.

Попытка получения космических шариков из высокогорного снега предпринята Дивари /23/. Растопив значительный объем снега /85 ведер/,взятого с поверхности в 65 м 2 на леднике Туюк-Су в Тянь-Шане, он,однако, не получил желаемого результаты, что может быть объяснено или неравномерностью выпадения космической пыли на земную поверхность,или особенностями примененной методики.

В целом, по-видимому,сбор космического вещества в полярных районах и на высокогорных ледниках является одним из наиболее перспективных направлений работы по космической пыли.

Источники загрязнения

В настоящее время известны два главных источника материа- ла,который может имитировать по своим свойствам космическую пыль:вулканические извержения и отходы промышленных предприятий и транспорта. Известно, что вулканическая пыль, выбрасываемая во время извержений в атмосферу, может оставаться там во взвешенном состояниимесяцы и годы. В силу структурных особенностей и небольшого удельного веса этот материал может распространяться глобально, причем в процессе переноса происходит дифференциация частиц по весу,составу и размеру, что необходимо учитывать при конкретном анализе обстановки. После известного извержения вулкана Кракатау в августе 1883 г. мельчайшая пыль,выбро- шенная на высоту до 20 км. обнаруживалась в воздухе в течение по крайней мере двух лет /162/. Аналогичные наблю- дениябыли сделаны в периоды извержений вулканов Мон-Пеле /1902/, Катмай /1912/,группы вулканов в Кордильерах /1932/, вулкана Агунг /1963/ /12/. Микроскопически пыль,собранная из разных районов вулканической деятельности,имеет вид зерен неправильной формы, с криволинейными,изломанными, изрезанными контурами и сравнительно редко сфероидальную и сферическую с размером от 10µ до 100. Количество сферои- дов составляет лишь 0,0001% по весу от общего материала /115/. Другие авторы поднимают эту величину до 0,002% /197/.

Частицы вулканического пепла имеют черный, красный,зе- леноватый,серый или коричневый цвет. Иногда они бесцветны, прозрачны и напоминают стекло. Вообще говоря,в вулканичес- ких продуктах стекло составляет существенную часть. Это подтверждается данными Ходжа и Райта, которые нашли, что частицы с количеством железа от 5% и выше составляют вблизи вулканов лишь 16%. Следует учитывать то обстоятельство, что в процессе переноса пыли происходит дифференциация ее по размеру и удельному весу,причем крупные пылинки отсеиваютсябыстрее всего. Вследствие этого в отдаленных от вулканических центров районах вероятно обнаружение лишь самых мелких и легких частиц.

Особому изучению были подвергнуты сферические частицы вулканического происхождения. Установлено, что они обладают чаще всего эродированной поверхностью, формой,грубо приб- лижающейся к сферической, но никогда не имеют вытянутых горлышек, подобно частицам метеоритного происхождения. Весьма существенно, что у них нет ядра, сложенного чистым железом или никелем,подобно тем шарикам,которые считаются космическими /115/.

В минералогическом составе вулканических шариков су- щественная роль принадлежит стеклу,имеющему пузыристую структуру,и железо-магниевым силикатам - оливину и пироксену. Гораздо меньшая часть их сложена рудными минералами - пири- том и магнетитом,которые большей частью образуют вкраплен- ники в стекле и каркасные структуры.

Что касается химического состава вулканической пыли,то в качестве примера можно привести состав пеплов Кракатау. Меррей /141/ обнаружил в нем высокое содержание алюминия /до 90%/ и низкое содержание железа / не превышающее 10%. Следует отметить, однако, что Ходж и Райт /115/ не смогли подтвердить данных Моррея в отношении алюминия.Вопрос о сферулах вулканического происхождения обсуждается также в /205а/.

Таким образом,свойства,характерные для вулканических материалов, можно резюмировать следующим образом:

1. вулканический пепел содержит высокий процент частиц неправильной формы и низкий - сферических,
2. шарики вулканической породы имеют определенные струк- турные особенности - эродированные поверхности,отсутствие полых сферул, нередко пузыристость,
3. в составе сферул преобладает пористое стекло,
4. процент магнитных частиц низок,
5. в большинстве случаев сферическая форма частиц несовершенна,
6. остроугольные частицы имеют резко угловатые формы ограничения, что позволяет использовать их в качестве абразионного материала.

Весьма существенная опасность имитации космических сфе рул индустриальными шариками,в большом количествесбра- сываемыми паровозными,пароходными,заводскими трубами, образующимися в ходе электросварки и т.д. Специальные исследования подобных объектов показали, что значительный процент последних имеет форму сферул. По Школьнику /177/, 25% индустриальных продуктов сложено металлическим шлаком. Он же дает такую классификацию индустриальной пыли:

1. шарики неметаллические, неправильной формы,
2. шарики полые,сильно блестящие,
3. шарики,похожие на космические,сложенные металли- ческим материалом с включением стекла. Среди последних, имеющих наибольшее распространение,встречаются каплевидные, колбочки,сдвоенные сферулы.

Под интересующим нас углом зрения химический состав индустриальной пыли изучался Ходжем и Райтом /115/.Уста- новлено, что характерными чертами ее химического состава является высокое содержание железа и в большинстве случаев - отсутствие никеля. Необходимо иметь,однако,ввиду, что ни один из указанных признаков не может служить абсолютным критерием отличия,тем более, что химический состав разных типов индустриальной пыли может быть разнообразным, и заранее предусмотреть появление того или иного сорта ин дустриальных сферул практически невозможно. Поэтому наилучшей гарантией от путаницы может служить на современном уровне знаний лишь отбор проб в отдаленных "стерильных" от индустриальных загрязнений районах. Степень индустриального загрязнения,как показали специальные исследования,находится в прямой зависимости от расстояния до населенных пунктов. Паркин и Хантер в 1959 годупровели наблюдения по возмож ности транспортировки индустриальных сферул водой /159/. Хотя из заводских труб вылетали шарики диаметром более 300µ ,в водном бассейне, расположенном в 60 милях от горо- да по направлению господствующих ветров,были найдены лишь единичные экземпляры размером 30-60, количество экземпля- ров размером 5-10µ было,впрочем,значительным. Ходж и Райт /115/ показали, что в окрестностях обсерватории Яле, вблизи центра города,за день на 1см 2 поверхности выпало до 100 шариков диаметром более 5µ . Их количество вдвое уменьшалось по воскресеньям и падало в 4 раза на расстоя нии 10 миль от города. Таким образом,в отдаленных районах вероятно индустриальное загрязнение только шариками диамет- ром менее 5µ .

Следует считаться с тем обстоятельством, что в последние 20 лет появилась реальная опасность загрязнения продуктами ядерных взрывов» которые могут поставлять сферулы в глобаль- ном масштабе /90,115/. Эти продукты отличаются от да подоб- ных радиоактивностью и присутствием специфических изотопов - стронций - 89 и стронций - 90.

Наконец, следует иметь в виду, что некоторое загрязнение атмосферы продуктами,сходными с метеорной и метеоритной пылью, может быть вызвано сгоранием в атмосфере Земли искусственных спутников и ракетоносителей. Явления, наблюдае- мые при этом, весьма сходны с тем, что имеет место при выпадении болидов. Серьезную опасность для научных исследова- ний космического вещества представляют безответственные эксперименты, реализуемые и планируемые за рубежом с запуском в околоземное космическое пространство мелкодис- персного вещества искусственного происхождения.

Форма и физические свойства космич еской пыли

Форма,удельный вес,цвет,блеск,хрупкость и другие физи- ческие свойства космической пыли,обнаруженной в различных объектах,подвергались изучению целым рядом авторов. Некото- рыми исследователями предложены схемы классификации косми- ческой пыли на основании ее морфологии и физических свойств. Хотя единая унифицированная система еще и не выработана, представляется,тем не менее,целесообразным привести некоторые из них.

Баддхью /1950/ /87/ на основании чисто морфологических признаков разделил наземное вещество на следующие 7 групп:

1. неправильные серые аморфные обломки размером 100-200 µ .
2. шлакообразные или пепловидные частицы,
3. округлые зерна, похожие на тонкий черный песок /магнетит/,
4. гладкие черные блестящие шарики диаметром в среднем 20µ .
5. крупные черные шарики, менееблестящие,часто шеро- ховатые, редко превышающие 100 µ в диаметре,
6. силикатные шарики от белого до черного цвета, иногда с газовыми включениями,
7. разнородные шарики,состоящие из металла и стекла, размером в среднем 20µ .

Все разнообразие типов космических частиц, однако,не исчерпывается, по-видимому, перечисленными группами. Так,Хантер и Паркин /158/ обнаружили в воздухе округлые уплощенные частицы,по-видимому,космического происхожде-ния,которые не могут быть отнесены ни к одному из пере- численных классов.

Из всех описанных выше групп наиболее доступны для опознания по внешнему виду 4-7,имеющие форму правильных шариков.

Е.Л.Кринов, изучая пыль, собранную в районе Сихотэ- Алиньского падения, различал в ее составе неправильные по форме обломки, шарики и пустотелые колбочки /39/.

Типичные формы космических шариков представлены на рис.2.

Ряд авторов классифицируют космическое вещество по совокупности физических и морфологических свойств. По удел ному весу космическое вещество обычно делят на 3 группы /86/:

1. металлическая,состоящая преимущественно из железа, с удельным весом больше 5 г/см 3 .
2. силикатная - прозрачные стеклянные частицы с удельным весом примерно 3 г/см 3
3. разнородная: металлические частицы с включениями стекла и стеклянные с магнетическими включениями.

Большинство исследователей остается в пределах этой грубой классификации,ограничиваясь лишь самыми очевидными чертами различия.Однако те из них, которые имеют дело с частицами, добытыми из воздуха,выделяют еще одну группу - пористых, хрупких,с плотностью около 0,1г/см 3 /129/. К ним относятся частицы метеорных потоков и большинство ярких спорадических метеоров.

Довольно обстоятельная классификация частиц,обнаруженных в Антарктических и Гренландских льдах, а также отловленных из воздуха, дана Ходжем и Райтом и представлена на схеме/205/:

1. черные или темно-серые тусклые металлические шарики, покрытые ямками,иногдаполые;
2. черные,стекловатые,высокопреломляющие шарики;
3. светлые,белые или коралловые, стекловатые, гладкие, иногда полупрозрачные сферулы;
4. частицы неправильной формы,черные,блестящие,хрупкие, зернистые, металлические;
5. неправильной формы красноватые или оранжевые,тусклые, неровные частицы;
6. неправильной формы, розовато-оранжевые,тусклые;
7. неправильной формы,серебристые,блестящие и тусклые;
8. неправильной формы, разноцветные,коричневые,желтые, зеленые,черные;
9. неправильной формы,прозрачные,иногда зеленые или голубые,стекловатые, ровные,с острыми краями;
10. сфероиды.

Хотя классификация Ходжа и Райта и представляется наибо-лее полной,все же нередко встречаются частицы,которые, судя поописаниям различных авторов,трудно отнести безого- ворочно к одной из названных групп.Так,нередковстречаются вытянутые частицы,слипшиеся друг с другом шарики,шарики, имеющие на своей поверхности различные наросты /39/.

На поверхности некоторых сферул при детальном изучении обнаруживаются фигуры,сходные с видманштеттеновыми,наблюдае-мыми у железо-никелевых метеоритов / 176/.

Внутреннее строение сферул неотличаетсябольшим разно- образием. На основании этого признака можно выделить следую- щие 4 группы:

1. полые сферулы / встречаются с метеоритами/,
2. металлические сферулы с ядром и окисленной оболочкой / в ядре,как правило,сконцентрированы никель и кобальт, а в оболочке - железо и магний/,
3. окисленные шарики однородного сложения,
4. силикатные шарики,чаще всего однородные,с чешуйча- той поверхностью,с металлическими и газовыми включениями / последние придают им вид шлаков или даже пены/.

Что касается размеров частиц,то твердо установленное деление по этому признаку отсутствует,и каждый автор придерживается своей классификации в зависимости от специфики имеющегося материала. Самые крупные из описанных сферул, найденные в глубоководных отложениях Брауном и Паули /86/ в 1955 году, едва ли превосходят 1,5 мм в диаметре. Это близко к существующему пределу, найденному Эпиком /153/:

где r -радиус частицы,σ - поверхностное натяжение расплава, ρ - плотность воздуха,и v -скорость капли. Радиус

частицы не может превзойти известногопредела,иначе капля дробится на более мелкие.

Нижний предел,по всей вероятности,не ограничен, что следует из формулы и оправдывается на практике,потому что по мере усовершенствования методик авторы оперируют все более мелкими частицами.Большинство исследователей ограни- чивают нижний предел 10-15µ /160-168,189/.В последнее время начаты исследования частиц диаметром до 5 µ /89/ и 3 µ /115-116/,а Хеменвей, Фульман и Филлипс оперируют частицами до 0,2 /µ и меньше в диаметре,выделяя их в осо- бый класс нанаметеоритов / 108/.

Средний диаметр частиц космической пыли принимается равным 40-50 µ .В результате интенсивного изучения космичес- кого вещества из атмосферы японские авторы нашли,что 70% всего материала составляют частицы менее 15 µ в диаметре.

В ряде работ / 27,89,130,189/ содержится утверждение о том, что распределение шариков в зависимости от их массы и размеры подчиняется следующей закономерности:

V 1 N 1 =V 2 N 2

где v - масса шарика,N - количество шариков в данной группе Результаты, удовлетворительно совпадающие с теоретическими, были получены рядом исследователей, работавших с космическим материалом, выделенным из различных объектов /например, Антарктического льда, глубоководных осадков, материалов, полученных в результате спутниковых наблюдений/.

Принципиальный интерес представляет вопрос о том, в какой мере менялись свойства ныли на протяжении геологичес-кой истории. К сожалению, накопленный в настоящее время материал не позволяет дать однозначный ответ, однако, заслу- живает внимания сообщение Школьника /176/ о классификации сферул, выделенных из миоценовых осадочных пород Калифорнии. Эти частицы автор разбил на 4 категории:

1/ черные, сильно и слабо магнитные, сплошные или с ядрами, состоящими из железа или никеля с окисленной оболоч- кой из кремнезема с примесью железа и титана. Эти частицы могут быть полыми. Поверхность их интенсивно блестящая, по-лированная, в некоторых случаях шероховатая или радужная в результате отражения света от блюдцеобразных углублений на их поверхности,

2/ серо-стальные или голубовато-серые, пустотелые, тонко- стенные, очень хрупкие сферулы; содержат никель, имеют полированную или шлихованную поверхность;

3/ хрупкие шарики, содержащие многочисленные включения серостального металлического и черного неметаллического материала; в стенках их имеются микроскопические пузырь-ки / эта группа частиц наиболее многочисленна/;

4/ силикатные сферулы коричневого или черного цвета, немагнитные.

Нетрудно заменить, что первая группа по Школьнику близко соответствует 4 и 5 группам частиц по Баддхью.В числе этих частиц встречаются полые сферулы,аналогичные тем, которые находят врайонах падений метеоритов.

Хотя эти данные и не содержат исчерпывающей информации по затронутому вопросу,представляется возможным высказать в первом приближении мнение о том, что морфология и физи- ческие свойства,по крайней мере, некоторых групп частиц космического происхождения,выпадающих на Землю, не претер- певали существенной эволюции на протяжении доступного геологическому изучению периода развития планеты.

Химический состав космической пыли .

Изучение химического состава космической пыли встречается с определенными трудностями принципиального и технического характера. Уже сам по себе малый размер изучаемых частиц, трудность получения в сколько-нибудь значительных количест- вах создают существенные препятствия для применения методик, широко распространенных в аналитической химии. Далее, приходится иметь в виду,что исследуемые образцы в подавляю-щем большинстве случаев могут содержать примеси, и порою весьма значительные,земного материала. Таким образом, проб-лема изучения химического состава космической пыли перепле- тается с вопросом о ее дифференцировке от земных примесей. Наконец, сама постановка вопроса о дифференцировке"земного" и "космического" вещества является в какой-то степени условной, т.к. Земля и все компоненты,ее составляющие, представляют,в конечном счете, также космический объект, и поэтому,строго говоря,правильней было бы ставить вопрос об отыскании признаков различия между различными категориями космического вещества. Отсюда следует,что сходство ве- щества земного и внеземного происхождения может,в принципе, простираться очень далеко, что создает дополнительные трудности для изучения химического состава космической пыли.

Тем не менее,за последние годы наука обогатилась рядом методических приемов,позволяющих в известной степени прео- долеть или обойти возникающие препятствия. Разработка но- вейших методов радиационной химии, рентгеноструктурной микроанализ, усовершенствование микроспектральных методик дают ныне возможность исследовать ничтожные по своему размеру объекты. В настоящее время вполне доступным является анализ химического состава не только отдельных частиц кос- мической пыли, но и одной и той же частицы в различных ее участках.

В последнее десятилетие появилось значительное число работ,посвященных изучению химического состава космической пыли,выделенной из различных источников. По причинам, которых мы уже касались выше,исследованию подвергались главным образом,сферические частицы,относящиеся к магнит- ной фракции пыли, Как и в отношении характеристики физических свойств, наши знания о химическом составе остроугольного материала пока совершенно недостаточны.

Анализируя материалы,полученные в этом направлении целым рядом авторов,следует придти к заключению, что, во-первых, в космической пыли обнаруживаются те же элементы,что и в других объектах земного и космического происхождения,так, в ней найдены Fe , Si , Mg .В отдельных случаях - редко земельныеэлементы и Ag находки сомнительны/,в отношении достоверных сведений в литературе нет. Во-вторых, вся совокупность космической пыли, выпадающей на Землю, может бы ть разделена по химическому составу,по крайней мере,на т ри большие группы частиц:

а) металлические частицы с высокимсодержанием Fe и N i ,
б) частицы преимущественно силикатного состава,
в) частицы смешанной химической природы.

Нетрудно заметить,что перечисленные три группы,по существу,совпадают с принятой квалификацией метеоритов, что ук азывает на близкий,а,может быть,общий источник проис- хождения обоих видов космической материи. Можно отметить д алее большое многообразие частиц в пределах каждой из рассматриваемых групп.Это дает основание ряду исследовател ей делить космическую пыль по химическому составу на 5,6 и более групп. Так, Ходж и Райт выделяют следующие восемь т ипов основных частиц, отличающихся друг от друга как по мо рфологическим признакам,так и по химическому составу:

1. железные шарики с наличием никеля,
2. железные сферулы, никель в которых не обнаружен,
3. силикатные шарики,
4. другиесферулы,
5. неправильной формы частицы с высоким содержанием ж елеза и никеля;
6. то же без наличия сколько-нибудь значительных колич еств никеля,
7. силикатные частицы неправильной формы,
8. другие частицы неправильной формы.

Из приведенном выше классификации вытекает, между прочим, то обстоятельство, что наличие высокого содержания никеля в исследуемом материале не может быть признано обязатель-ным критерием его космического происхождения. Так, значи- тельная часть материала, извлеченного из льдов Антарктиды и Гренландии, собранного из воздуха высокогорных районов Нью-Мексико и даже из района падения Сихотэ-Алиньского метеорита не содержала доступных определению количеств никеля. В то же время приходится учитывать весьма обоснованное мнение Ходжа и Райта о том, что высокий про-цент никеля / в ряде случаев до 20%/ является единственным надежным критерием космического происхождения той или иной частицы. Очевидно, в случае его отсутствия исследователь должен ориентироваться не на поиски "абсолютных" критериев» а на оценку свойств исследуемого материала, взятых в их совокупности.

Во многих работах отмечается неоднородность химического состава даже одной и той же частицы космического материала в разных ее участках. Так установлено, что никель тяготеет к ядру сферических частиц, там же встречается кобальт. Внешняя оболочка шарика сложена железом и его окисью. Некоторые авторы допускают, что никель существует в виде отдельных пятен в магнетитовом субстрате. Ниже мы приводим цифровые материалы, характеризующие среднее содержание никеля в пыли космического и земного происхождения.

Из таблицы следует, что анализ количественного содержа- ния никеля может оказаться полезным при дифференцировке космической пыли от вулканической.

С этой же точки зрения представляют интерес отношения N i : Fe ; Ni : Co , Ni : Cu , которые в достаточной степени постоянны для отдельных объектов земного и космического происхождения.

изверженные породы -3,5 1,1

При дифференцировке космической пыли от вулканических и индустриальных загрязнений определенную пользу может также оказать изучение количественного содержания Al и К ,которыми богаты вулканические продукты,и Ti и V , являющихся нередкими спутниками Fe в промышленной пыли. Весьма существенно, что в некоторых случаях индустриальная пыль может содержать высокий процент N i . Поэтому крите-рием для отличия некоторых видов космической пыли от земнойдолжно служить не просто высокое содержание N i , a высокоесодержание N i в совокупностис Со и С u / 88,121, 154,178,179/.

Сведения о наличии радиоактивных продуктов космической пыли чрезвычайно скудны. Сообщают об отрицательных резуль- татах проверки космической пыли на радиоактивность,что представляется сомнительным ввиду систематической бомбар- дировки пылевых частиц, находящихся в межпланетном простран- стве,космическими лучами. Напомним, что продукты наведен- ной космической радиации многократно были обнаружены в метеоритах.

Динамика выпадения космической пыли во времени

Согласно гипотезе Paneth /156/,выпадение метеоритов не имело места в отдаленные геологические эпохи / ранее четвертичного времени/. Если это мнение справедливо, то оно должно распространяться и на космическую пыль,или хотя бы на ту часть ее, которую мы называем метеоритной пылью.

Основным аргументом в пользу гипотезы являлось отсут- ствие находок метеоритов в древних породах, в настоящее время,однако,имеется целый ряд находок как метеоритов, так и космической пылевой составляющей в геологических образованиях достаточно древнего возраста / 44,92,122,134, 176-177/, Многие из перечисленных источников цитированы выше,следует добавить, что Мач /142/ обнаружил шарики, по-видимому,космического происхождения в силурийских солях,а Круазье /89/ находил их даже в ордовике.

Распределение сферул по разрезу в глубоководных отложе-ниях изучалось Петтерсоном и Ротши /160/,которые обнару- жили, что никель распределен по разрезу неравномерно, что объясняется, по их мнению,космическими причинами. Позднее было установлено, что наиболее богаты космическим материалом самые молодые слои донных илов, что, по-видимому, связано с происходящими постепенно процессами разрушения космичес- кого вещества. В этой связи естественным является предполо- жение о постепенном уменьшении концентрации космического вещества вниз по разрезу. К сожалению,в доступной нам лите-ратуре мы не встретили достаточно убедительных данных тако- го рода, имеющиеся сообщения отрывочны. Так, Школьник /176/ обнаружил повышенную концентрацию шариков в зоне выветрива- ния отложений мелового возраста,из этого факта им был сделан обоснованный вывод, о том, что сферулы, по-видимому, могут противостоять достаточно суровым условиям,если они могли перенести латеритизацию.

Современные регулярные исследования выпадения космической пыли показывают, что его интенсивность существенно меняется день ото дня /158/.

По-видимому, имеет место определенная сезонная динамика /128,135/, причем максимальная интенсивность выпадения приходится на август-сентябрь, что связывается с метеорными потоками /78,139/,

Следует отметить, что метеорные потоки - не единствен- ная причина массового выпадения космической пыли.

Существует теория о том, что метеорные потоки вызывают атмосферные осадки /82/, метеорные частицы в этом случае являются ядрами конденсации /129/. Некоторые авторы предла- гают собирать космическую пыль из дождевой воды и предлагают свои приспособления для этой цели /194/.

Боуэн /84/ нашел, что пик выпадения осадков запаздывает от максимума метеорной активности примерно на 30 дней, что видно из следующей таблицы.

Эти данные хотя и не являются общепризнанными,однако они заслуживают определенного внимания. Выводы Боуэна подтверж дены на материале Западной Сибири Лазаревым /41/.

Хотя вопрос о сезонной динамике выпадения космической пыли и о её связи с метеорными потоками окончательно не решен,есть веские основания полагать, что подобная законо-мерность имеет место. Так, Круазье /СО/,основываясь на пятилетних систематических наблюдениях,высказывает пред-положение, что два максимума выпадения космической пыли, имевшие место летом 1957 и 1959 гг,коррелируют с метеорны- ми потоками. Летниймаксимум подтвержден Морикубо,сезонная зависимость отмечена также Маршаллом и Крейкеном /135,128/. Следует отметить, что не все авторы склонны относить отме- ченную сезонную зависимость за счет метеорной активности /например,Бриер,85/.

Что касается кривой распределения ежесуточного выпадения метеорной пыли,то она,по-видимому, сильно искажена влия-нием ветров. Об этом,в частности,сообщают Кизилермак и Круазье /126,90/. Хорошая сводка материалов по данному вопросу имеется у Рейнгардта /169/.

Распределение космической пыли на поверхности Земли

Вопрос о распределении космического вещества на поверхнос- ти Земли, как и ряд других, разработан совершенно недоста- точно. Мнения, равно как и фактический материал,сообщаемый различными исследователями,весьма противоречивы и неполны. Один из наиболее крупных специалистов этой области, Петтерсон, определенно высказывал мнение о том,что космическое вещество распределено на поверхности Земли крайне неравномерно/163/. Э то, однако, вступает в противоречие с рядом эксперименталь- ных данных. В частности, де Егер /123/, основываясь на сборах космической пыли, произведенных с помощью липких пластин в районе канадской обсерватории Данлеп, утверждает, что косми-ческое вещество распределено довольно равномерно на больших площадях. Сходное мнение высказано Хантером и Паркиным /121/ на основании исследования космического вещества в донных отложениях Атлантического океана. Ходя /113/ проводил исследования космической пыли в трех удаленных друг от друга точках. Наблюдения велись длительно, в течение целого года. Анализ полученных результатов показал одинаковую скорость накопления вещества во всех трех точках, причем в среднем на 1 см 2 за сутки выпадало примерно 1,1 сферулы размером около трех микрон. Исследования в этой направлении были продолжены в 1956-56 гг. Ходжем и Уилдтом /114/. На этот раз сбора проводились в районах, уделенных друг от друга на очень большие расстояния: в Калифорнии, на Аляске, в Канаде. Рассчитано среднее число сферул, выпавших на еди-ницу поверхности, которое оказалось равным в Калифорнии 1,0, в Аляске - 1,2 и в Канаде - 1,1 частице сферической формы на 1 см 2 в сутки. Распределение сферул по величине было примерно одинаковым для всех трех пунктов, причем 70% составляли образования с диаметром менее 6 микрон, число частиц диаметром более 9 микрон было небольшим.

Можно предполагать, что, по-видимому, выпадение космической пыли на Землю идет, в общем, довольно равномерно, на этом фоне могут наблюдаться определенные отступления от общего правила. Так, можно ожидать наличие определенного широтного эффекта выпадения магнитных частиц с тенденцией к концентра- ции последних в полярных районах. Далее,известно, что концентрация мелкодисперсного космического вещества может быть повышенной в районах выпадения крупных метеоритных масс / Аризонский метеорный кратер,Сихотэ-Алиньский метеорит, возможно,район падения Тунгусского космического тела/.

Первичная равномерность может,однако,в дальнейшем существенно нарушаться в результате вторичного перераспре- деления вещества, причем в одних местах может иметь его накопление,а в других - уменьшение его концентрации. В целом этот вопрос разработан очень слабо,однако предвари- тельные данные,полученные экспедицией K М ET АН СССР /руководитель К.П.Флоренский/ / 72/ позволяют говорить о том, что по крайней мере в ряде случаев содержание косми- ческого вещества в почве может колебаться в широких преде- лах.

Миграц ия космического вещества в биогенос фере

Как ни противоречивы оценки общего количества косми- ческого вещества,выпадающего ежегодно на Землю, можно с уверенностью сказать одно: оно измеряется многими сотнями тысяч,а, может быть, даже и миллионами тонн. Совершенно очевидно,что эта огромная масса материи включается в даль- нейшем в сложную цепь процессов круговорота вещества в природе, постоянно имеющего место в рамках нашей планеты. Космическое веществостановится, таким образом,составной частью нашей планеты,в прямом смысле - веществом земным, что является одним из возможных каналов влияния космичес- кой среды на биогеносферу.Именно с этих позиций проблема космической пыли интересовала основоположника современной биогеохимии ак. Вернадского. К сожалению, работа в этом направлении,по существу,еще всерьез не начата.Поэтому мы вынуждены ограничиться лишь констатацией нескольких фактов,имеющих, по-видимому,отношение к затронутому вопросу.Имеется ряд указаний нато, что глубоководные осадки,удаленные от источников сноса материала и обладающие малой скоростью накопления,относительнобогаты, Со и Си. Многие исследователи приписывают этим элементам космичес- кое происхождение. По-видимому, различные виды частиц кос- мической пыли с разной скоростью включаются в круговорот веществ в природе. Некоторые виды частиц в этом отношении очень консервативны,о чем свидетельствуют находки магнетитовых шариков в древних осадочных породах.Скорость разру- шения частиц может,очевидно,зависеть не только от их природы,но и от условий окружающей среды,в частности, значения ее РН.В высшей степени вероятно, что элементы, выпадающие на Землю в составе космической пыли, могут в дальнейшем включатьсяв состав растительных и животных организмов,населяющих Землю. В пользу этого предположения говорят,в частности,некоторые данные о химическом соста- ве растительности в районе падения Тунгусского метеорита. Все это однако,представляет собой лишь первые наметки, первые попытки подхода не столькок решению,сколько к постановке вопроса в этой плоскости.

В последнее время имеется тенденция к еще большим оценкам вероятной массы выпадающей космической пыли. От дельные исследователи оценивают ее в 2.410 9 тонн /107а/.

Перспективы изучения косми- ческой пыли

Все, что было сказано в предыдущих разделах работы, позволяет с достаточным основанием говорить о двух вещах: во-первых,о том, что изучение космической пыли всерьез только начинается и,во-вторых, что работа в этом разделе науки оказывается чрезвычайно плодотворной для решения многих вопросов теории / в перспективе, может быть,и для практики/. Исследователя, работающего в этой области,привле- кает прежде всего, огромное разнообразие проблем, так или иначе связанных с выяснением взаимоотношений в системе Земля -космос.

Как нам представляется, дальнейшее развитие учения о космической пыли должно идти,главным образом,по следующим основным направлениям:

1. Изучение околоземного пылевого облака,его простран- ственного расположения,свойств пылевых частиц,входящих в его состав, источников и путей его пополнения и убыли, взаимодействие с радиационными поясами.Эти исследования могут быть осуществлены в полном объеме с помощью ракет, искусственных спутников,а в дальнейшем - межпланетных кораблей и автоматических межпланетных станций.
2. Несомненный интерес для геофизики представляет косми ческая пыль,проникающая в атмосферу на высоте 80-120 км ,в частности,ее роль в механизме возникновения и развития таких явлений,как свечение ночного неба, изменение поляри- зации дневного света,флюктуации прозрачности атмосферы, развитие серебристых облаков и светлых полос Гоффмейстера, зоревых и сумеречных явлений, метеорных явлений в атмосфере Земли.Особый интерес представляет изучение степени корре- ляции между перечисленными явлениями. Неожиданные аспекты
космических влияний могут быть раскрыты, по-видимому,в ходе дальнейшего изучения взаимосвязи процессов,имеющих место в нижних слоях атмосферы - тропосферы,с проникнове- нием в последнюю космического вещества. Самое серьезное внимание должно быть уделено проверке гипотезы Боуэна о связи выпадения осадков с метеорными потоками.
3. Несомненный интерес для геохимиков представляет изучение распределения космического вещества на поверхности Земли,влияние на этот процесс конкретных географических, климатических,геофизических и других условий, свойственных
тому или иному району земного шара. До сих пор совершенно не изучен вопрос о влиянии магнитного поля Земли на процесс накопления космического вещества, между тем,в этой области, вероятно, могут быть интересные находки,в особенности, если строить исследования с учетом палеомагнитных данных.
4. Принципиальный интерес и для астрономов и для геофизиков,не говоря уже о космогонистах широкого профиля, имеет вопрос о метеорной активности в отдаленные геологичес- кие эпохи. Материалы, которые будут получены в ходе этой
работы, могут быть,вероятно,в дальнейшем использованы в целях выработки дополнительных методов стратификации донных, ледниковых и немых осадочных отложений.
5. Существенным направлением работы является изучение морфологических,физических, химических свойств космической составляющей земных осадков,отработка методов отличия кос мической пыли от вулканической и индустриальной,исследования изотопного состава космической пыли.
6.Поиски в космической пыли органических соединений. Представляется вероятным,что изучение космической пыли будет способствовать решению следующих теоретических вопросов:

1. Изучение процесса эволюции космических тел,в част- ности,Земли и солнечной системы в целом.
2. Изучению движения, распределения и обмена космической материи в солнечной системе и галактике.
3. Выяснению роли галактической материи в солнечной системе.
4. Изучению орбит и скоростей космических тел.
5. Разработка теории взаимодействия космических тел с Землей.
6. Расшифровке механизма ряда геофизических процессов в атмосфере Земли,несомненно, связанных с космическими явлениями.
7. Изучению возможных путей космических влияний на биогеносферу Земли и других планет.

Само собой разумеется, что разработка даже тех проблем, которые перечислены выше,а ими далеко не исчерпывается весь комплекс связанных с космической пылью вопросов,воз- можна только при условии широкого комплексирования и объеди- нения усилий специалистов различных профилей.

ЛИТЕРАТУРА

1. АНДРЕЕВ В.Н.- Загадочное явление.Природа, 1940.
2. АРРЕНИУС Г.С - Осадконакопление на океаническом дне. Сб. Геохимические исследования, ИЛ. М.,1961.
3. АСТАПОВИЧ И.С.- Метеорные явления в атмосфере Земли. М.,1958.
4. АСТАПОВИЧ И.С.- Сводка наблюдений серебристых облаков в России и в СССР с1885 по1944 гг.Труды 6 совещания по серебристымоблакам. Рига,1961.
5. БАХАРЕВ А.М.,ИБРАГИМОВ Н.,ШОЛИЕВ У.- Масса метеор ной материивыпадающей на Землю в течение года. Бюлл. Всес. астрономогеод. об-ва 34, 42-44,1963.
6. БГАТОВ В.И., ЧЕРНЯЕВ Ю.А. -О метеорной пыли в шлиховых пробах. Метеоритика,в.18,1960.
7. БИРД Д.Б. - Распределение межпланетной пыли.Сб. Ультра фиолетовое излучение солнца и межпланетная среда. Ил., М., 1962.
8. БРОНШТЭН В.А. - 0 природе серебристых облаков.Труды VI сове
9. БРОНШТЭН В.А. - Ракеты изучают серебристые облака. При рода, № 1,95-99,1964.
10. БРУВЕР Р.Э. - О поисках вещества Тунгусского метеорита. Проблема Тунгусского метеорита,в.2,в печати.
И.ВАСИЛЬЕВ Н.В., ЖУРАВЛЕВ В.К.,ЗАЗДРАВНЫХ Н.П.,ПРИХОДЬ КО Т.В., ДЕМИН Д. В., ДЕМИНА I . H .- 0 связи серебристых облаков с некоторыми параметрами ионосферы. Доклады III Сибирской конф. по математике и меха- нике.Томск, 1964.
12. ВАСИЛЬЕВ Н.В.,КОВАЛЕВСКИЙ А.Ф.,ЖУРАВЛЕВ В.К.-Об аномальных оптических явлениях лета 1908 года. Еюлл.ВАГО, № 36,1965.
13. ВАСИЛЬЕВ Н.В.,ЖУРАВЛЕВ В. К., ЖУРАВЛЕВА Р. К., КОВАЛЕВСКИЙ А.Ф., ПЛЕХАНОВ Г.Ф.- Ночные светящиеся облака и оптические аномалии,связанные с паде- нием Тунгусскогометеорита. Наука, М., 1965.
14. ВЕЛТМАНН Ю. К.- О фотометрии серебристых облаков по нестандартизованным снимкам. Труды VI сове- щания по серебристым облакам. Рига,1961.
15. ВЕРНАДСКИЙ В.И. - Об изучении космической пыли. Миро ведение,21, № 5, 1932,собр.соч.,т.5, 1932.
16. ВЕРНАДСКИЙ В.И.- О необходимости организации научной работы по космической пыли. Проблемы Арктики, № 5,1941,Собр. соч.,5,1941.
16а ВИЙДИНГ Х.А. - Метеорная пыль в низах кембрийских песчаников Эстонии. Метеоритика,вып.26, 132-139, 1965.
17. ВИЛЛМАН Ч.И. - Наблюдения серебристых облаков в северо-- западной части Атлантики и на территории Эсто- нии в 1961г. Астрон.циркуляр, № 225, 30 сент. 1961г.
18. ВИЛЛМАН Ч.И.- Об интерпретации результатов поляримет рии света серебристых облаков. Астрон.циркуляр, № 226,30 октября,1961
19. ГЕББЕЛЬ А.Д.- О большом падении аэролитов,бывшем в тринадцатом веке в Устюге Великом,1866.
20. ГРОМОВА Л.Ф.- Опыт получения истинной частоты появ ления серебристых облаков. Астрон.циркуляр., 192,32-33,1958.
21. ГРОМОВА Л.Ф. - Некоторые данные о частоте появлений серебристых облаков в западной половине террито- рии СССР. Международный геофицический год.изд. ЛГУ,1960.
22. ГРИШИН Н.И. - К вопросу о метеорологических условиях появления серебристых облаков. Труды VI Сове- щания по серебристым облакам. Рига,1961.
23. ДИВАРИ Н.Б.-О сборе космической пыли на леднике Тут-Су /сев.Тянь-Шань/. Метеоритика, в.4,1948.
24. ДРАВЕРТ П.Л.- Космическое облако над Шало-Ненецким округом. Омская область,№ 5,1941.
25. ДРАВЕРТ П.Л.- О метеорной пыли 2.7. 1941в Омске и некоторые мысли о космической пыли вообще. Метеоритика,в.4,1948.
26. ЕМЕЛЬЯНОВ Ю.Л. - О загадочной "сибирской тьме" 18 сентября 1938 года. Проблема Тунгусского метеорита,вып.2.,в печати.
27. ЗАСЛАВСКАЯ Н.И., ЗОТКИН И. Т., КИРОВА О.А.- Распреде- ление по размерам космических шариков из района Тунгусского падения. ДАН СССР,156,№ 1,1964.
28. КАЛИТИН Н.Н.- Актинометрия. Гидрометеоиздат,1938.
29. КИРОВА О.А. - 0 минералогическом изучении проб почвы из района падения Тунгусского метеорита,собран- ных экспедицией 1958 г. Метеоритика,в.20,1961.
30. КИРОВА О.И.- Поиски распыленного метеоритного вещества в районе падения Тунгусского метеорита. Тр. ин-та геологии АН Эст. ССР,П,91-98,1963.
31. КОЛОМЕНСКИЙ В. Д., ЮДИН И.А. - Минеральный состав коры плавления метеорита Сихотэ-Алинь,а также метеоритной и метеорной пыли. Метеоритика.в.16, 1958.
32. КОЛПАКОВ В.В.-Загадочный кратер на Па томском нагорье. Природа, № 2, 1951 .
33. КОМИССАРОВ О.Д., НАЗАРОВА Т.Н.и др.– Исследование микрометеоритов на ракетах и спутниках. Сб. Искусств. спутники Земли,изд.АН СССР,в.2, 1958.
34.КРИНОВ Е.Л.- Форма и поверхностная структура коры плавления индивидуальных экземпляров Сихотэ- Алиньского железного метеоритного дождя. Метеоритика,в.8,1950.
35. КРИНОВ Е.Л.,ФОНТОН С.С. - Обнаружение метеорной пыли на месте падения Сихотэ - Алиньского железного метеоритного дождя. ДАН СССР, 85, № 6, 1227- 12-30,1952.
36. КРИНОВ Е.Л.,ФОНТОН С.С.- Метеорная пыль с места падения Сихотэ -Алиньского железного метеоритного дождя. Метеоритика,в. II ,1953.
37. КРИНОВ Е.Л. - Некоторые соображения о сборе метеоритного вещества в полярных странах. Метеоритика,в.18, 1960.
38. КРИНОВ Е.Л.. - К вопросу о распылении метеорных тел. Сб. Исследование ионосферы и метеоров. АН СССР, I 2,1961 .
39. КРИНОВ Е.Л. - Метеоритная и метеорная пыль, микрометео риты.Сб.Сихотэ - Алиньский железный метеорит- ный дождь.АН СССР,т.2,1963.
40. КУЛИК Л.А.- Бразильский двойник Тунгусского метеорита. Природа и люди,с. 13-14,1931.
41. ЛАЗАРЕВ Р.Г.- О гипотезе Е.Г.Боуэна /по материалам наблюдений в Томске/. Доклады третьей Сибирской конференции по математике и механике. Томск,1964.
42. ЛАТЫШЕВ И. H .- О распределении метеорной материи в солнечной системе.Изв.АН Туркм.ССР,сер.физ. техн.хим.и геол.наук, № 1,1961.
43. ЛИТТРОВ И.И.-Тайны неба. Изд.Акц.об-ва Брокгауз- Ефрон.
44. МАЛЫШЕК В.Г.- Магнитные шарики в нижнетретичных образованиях южн. склона СЗ Кавказа. ДАН СССР, с. 4,1960.
45. МИРТОВ Б.А.- Метеорная материяи некоторые вопросы геофизики высоких слоев атмосферы. Сб.Искусствен-ные спутники Земли, АН СССР,в.4,1960.
46. МОРОЗ В.И. - О "пылевой оболочке" Земли. Сб. Искусств. спутники Земли, АН СССР,в.12,1962.
47. НАЗАРОВА Т.Н. - Исследование метеорных частиц на третьем советском искусственномспутнике Земли. Сб. искусств. спутники Земли, АН СССР,в.4, 1960.
48. НАЗАРОВА Т.Н.- Исследование метеорной пыли на раке тах и искусственных спутниках Земли.Сб. Искусств. спутники Земли.АН СССР,в.12,1962.
49. НАЗАРОВА Т.Н. - Результаты исследования метеорного вещества с помощью приборов, установленных на космических ракетах. Сб. Искусств. спутники Земли.в.5,1960.
49а. НАЗАРОВА Т.Н.- Исследование метеорной пыли с помощью ракет и спутников.В сб."Космические исследования", М., 1-966,т. IV .
50.ОБРУЧЕВ С.В. - Из статьи Колпакова"Загадочный кратер на Патомском нагорье". Природа, № 2,1951.
51. ПАВЛОВА Т.Д. - Видимое распределение серебристых облаков по материалам наблюдений 1957-58 гг. Труды У1Совещания посеребристым облакам. Рига,1961.
52. ПОЛОСКОВ С.М., НАЗАРОВА Т.Н.- Исследование твердой составляющей межпланетного вещества с помощью ракет и искусственных спутников Земли. Успехи физ. наук,63, № 16,1957.
53. ПОРТНОВ A . M . - Кратер на Патомском нагорье.Природа, № 2,1962.
54. РАЙЗЕР Ю.П. - О конденсационном механизме образования космической пыли. Метеоритика,в.24,1964.
55. РУСКОЛ E .Л.- О происхождении сгущения межпланетной пыли вокруг Земли. Сб. Искусств.спутники Земли. в.12,1962.
56. СЕРГЕЕНКО А.И.- Метеорная пыль в четвертичных отложе ниях бассейна верхнего течения р.Индигирки. В кн. Геология россыпей Якутии. М, 1964.
57. СТЕФОНОВИЧ С.В.- Выступление.В тр. III съезде Всесоюзн. астр. геофиз. об-ва АН СССР,1962.
58. УИППЛ Ф.- Замечания о кометах, метеорах и планетной эволюции. Вопросы космогонии, АН СССР,т.7, 1960.
59. УИППЛ Ф. - Твердые частицы в солнечной системе. Сб. Экспер. исслед. околоземного космического простран- ства.ИЛ. М., 1961.
60. УИППЛ Ф. - Пылевая материя в околоземном космическом пространстве. Сб. Ультрафиолетовое излучение Солнца и межпланетная среда. ИЛ М.,1962.
61. ФЕСЕНКОВ В.Г. - К вопросу о микрометеоритах. Метеори тика, в. 12,1955.
62. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Некоторые проблемы метеоритики. Метеоритика,в.20,1961.
63. ФЕСЕНКОВ В.Г. - О плотности метеорной материи в межпланетном пространстве в связи с возможностью существования пылевого облака вокруг Земли. Астрон.журнал, 38, № 6,1961.
64. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Об условиях падения на Землю комет и метеоров.Тр. ин-та геологии АН Эст. ССР, XI , Таллинн,1963.
65. ФЕСЕНКОВ В.Г.- О кометной природе Тунгусского метео рита. Астрон.журнал,ХХХ VIII ,4,1961.
66. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Не метеорит,а комета. Природа,№ 8 , 1962.
67. ФЕСЕНКОВ В.Г. - Об аномальных световых явлениях,свя занных с падением Тунгусского метеорита. Метеоритика,в.24,1964.
68. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Помутнениеатмосферы,произведенное падением Тунгусскогометеорита. Метеоритика, в.6,1949.
69. ФЕСЕНКОВ В.Г.- Метеорная материя в междупланетном пространстве. М., 1947.
70.ФЛОРЕНСКИЙ К.П.,ИВАНОВ А. В., ИЛЬИН Н.П.и ПЕТРИКОВА M .Н. -Тунгусское падение 1908 г.и некоторые вопросы дифференциациивещества космических тел. Тезисы докл. XX Международного конгресса по теоретической и прикладной химии. Секция СМ., 1965.
71. ФЛОРЕНСКИЙ К.П. - Новое в изучении Тунгусского метео- рита 1908 г.Геохимия, № 2,1962.
72. ФЛ ОРЕНСКИЙ К.П .- Предварительныерезультаты Тунгус ской метеоритной комплексной экспедиции 1961г. Метеоритика,в.23,1963.
73. ФЛОРЕНСКИЙ К.П. - Проблема космической пыли и совре менное состояние изучения Тунгусского метеорита. Геохимия, № 3,1963.
74. ХВОСТИКОВ И.А. - О природе серебристых облаков.В сб. Некоторые проблемы метеорол., № 1, 1960.
75. ХВОСТИКОВ И.А. - Происхождение серебристых облаков и температура атмосферы в мезопаузе. Тр. VII Совещания по серебристым облакам. Рига,1961.
76. ЧИРВИНСКИЙ П.Н.,ЧЕРКАС В.К.- Почему так трудно до казать присутствие космической пыли на земной поверхности. Мироведение, 18, № 2,1939.
77. ЮДИН И.А. - О нахождении метеорной пыли в районе паде ния каменного метеоритного дождя Кунашак. Метеоритика, в.18, 1960.

Многие люди с восторгом любуются прекрасным зрелищем звездного неба, одного из величайших творений природы. В ясном осеннем небе хорошо заметно, как через все небо пролегает слабо светящаяся полоса, называемая Млечным Путем, имеющая неправильные очертания с разной шириной и яркостью. Если рассматривать Млечный Путь, образующий нашу Галактику, в телескоп, то окажется, что эта яркая полоса распадается на множество слабо светящихся звезд, которые для невооруженного глаза сливаются в сплошное сияние. В настоящее время установлено, что Млечный Путь состоит не только из звезд и звездных скоплений, но также из газовых и пылевых облаков .

Космическая пыль возникает во многих космических объектах, где происходит быстрый отток вещества, сопровождаемый охлаждением. Она проявляется по инфракрасному излучению горячих звезд Вольфа-Райе с очень мощным звездным ветром , планетарных туманностей, оболочек сверхновых и новых звезд. Большое количество пыли существует в ядрах многих галактик (например, М82, NGC253), из которых идет интенсивное истечение газа. Наиболее ярко влияние космической пыли проявляется при излучении новой звезды. Через несколько недель после максимума блеска новой в ее спектре появляется сильный избыток излучения в инфракрасном диапазоне, вызванный появлением пыли с температурой около K. Дальнейшая

Здравствуйте. На этой лекции мы поговорим с вами о пыли. Но не о той, которая скапливается в ваших комнатах, а о космической пыли. Что же это такое?

Космическая пыль - это очень мелкие частицы твердого вещества, находящиеся в любой части Вселенной, в том числе, метеоритная пыль и межзвездное вещество, способное поглощать звездный свет и образующее темные туманности в галактиках. Сферические частицы пыли диаметром около 0,05 мм находят в некоторых морских отложениях; считается, что это остатки тех 5000 тонн космической пыли, которые ежегодно выпадают на земном шаре.

Ученые считают, что космическая пыль образуется не только от столкновения, разрушения мелких твердых тел, но и вследствие сгущения межзвездного газа. Космическую пыль различают по ее происхождению: пыль бывает межгалактическая, межзвездная, межпланетная и околопланетная (обычно в кольцевой системе).

Космические пылинки возникают в основном в медленно истекающих атмосферах звезд - красных карликов, а также при взрывных процессах на звездах и бурном выбросе газа из ядер галактик. Другими источниками образования космической пыли являются планетарные и протозвездные туманности, звездные атмосферы и межзвездные облака.

Целые облака космической пыли, которые находятся в слое звезд, образующих Млечный Путь, мешают нам наблюдать дальние звездные скопления. Такое звездное скопление, как Плеяды, полностью погружено в пылевое облако. Самые яркие звезды, которые находятся в этом скоплении, освещают пыль, как фонарь освещает ночью туман. Космическая пыль может светить только отраженным светом.

Синие лучи света, проходя сквозь космическую пыль, ослабляются сильнее, чем красные, поэтому свет звезд, доходящий к нам, кажется желтоватым и даже красноватым. Целые области мирового пространства остаются закрытыми для наблюдения именно из-за космической пыли.

Пыль межпланетная, во всяком случае, в сравнительной близости от Земли - материя довольно изученная. 3аполняющая все пространство Солнечной системы и сконцентрированная в плоскости ее экватора, она родилась по большей части в результате случайных столкновений астероидов и разрушения комет, приблизившихся к Солнцу. Состав пыли, по сути, не отличается от состава падающих на Землю метеоритов: исследовать его очень интересно, и открытий в этой области предстоит сделать еще немало, но особенной интриги тут, похоже, нет. Зато благодаря именно этой пыли в хорошую погоду на западе сразу после заката или на востоке перед восходом солнца можно любоваться бледным конусом света над горизонтом. Это так называемый зодиакальный - солнечный свет, рассеянный мелкими космическими пылинками.

Куда интереснее пыль межзвездная. Отличительная ее особенность - наличие твердого ядра и оболочки. Ядро состоит, по-видимому, в основном из углерода, кремния и металлов. А оболочка - преимущественно из намерзших на поверхность ядра газообразных элементов, закристаллизовавшихся в условиях «глубокой заморозки» межзвездного пространства, а это около 10 кельвинов, водорода и кислорода. Впрочем, бывают в ней примеси молекул и посложнее. Это аммиак, метан и даже многоатомные органические молекулы, которые налипают на пылинку или образуются на ее поверхности во время скитаний. Часть этих веществ, разумеется, улетает с ее поверхности, например, под действием ультрафиолета, но процесс этот обратимый - одни улетают, другие намерзают или синтезируются.

Если галактика сформировалась, то откуда в ней берется пыль - в принципе ученым понятно. Наиболее значительные ее источники - новые и сверхновые, которые теряют часть своей массы, «сбрасывая» оболочку в окружающее пространство. Кроме того, пыль рождается и в расширяющейся атмосфере красных гигантов, откуда она буквально выметается давлением излучения. В их прохладной, по меркам звезд, атмосфере (около 2,5 - 3 тысяч кельвинов) довольно много сравнительно сложных молекул.
Но вот загадка, не разгаданная до сих пор. Всегда считалось, что пыль - продукт эволюции звезд. Иными словами - звезды должны зародиться, просуществовать какое-то время, состариться и, скажем, в последней вспышке сверхновой произвести пыль. Только вот что появилось раньше - яйцо или курица? Первая пыль, необходимая для рождения звезды, или первая звезда, которая почему-то родилась без помощи пыли, состарилась, взорвалась, образовав самую первую пыль.
Что было вначале? Ведь когда 14 млрд. лет назад произошел Большой взрыв, во Вселенной были только водород и гелий, никаких других элементов! Это потом из них стали зарождаться первые галактики, огромные облака, а в них - первые звезды, которым надо было пройти долгий жизненны й путь. Термоядерные реакции в ядрах звезд должны были «сварить» более сложные химические элементы, превратить водород и гелий в углерод, азот, кислород и так далее, а уж после этого звезда должна была выбросить все это в космос, взорвавшись или постепенно сбросив оболочку. Затем этой массе нужно было охладиться, остыть и, наконец, превратиться в пыль. Но уже через 2 млрд. лет после Большого взрыва, в самых ранних галактиках, пыль была! С помощью телескопов ее обнаружили в галактиках, отстоящих от нашей на 12 млрд. световых лет. В то же время 2 млрд. лет - слишком маленький срок для полного жизненного цикла звезды: за это время большинство звезд не успевает состариться. Откуда в юной Галактике взялась пыль, если там не должно быть ничего, кроме водорода и гелия, - тайна.

Посмотрев на время, профессор слегка улыбнулся.

Но эту тайну вы попробуете разгадать дома. Запишем задание.

Домашнее задание.

1. Попробуйте порассуждать, что появилось раньше, первая звезда или все же пыль?

Дополнительное задание.

1. Доклад про любой вид пыли (межзвездная, межпланетная, околопланетная, межгалактическая)

2. Сочинение. Представьте себя ученым, которому поручили исследовать космическую пыль.

3. Картинки.

Домашнее задание для студентов:

1. Зачем в космосе нужна пыль?

Дополнительное задание.

1. Доклад про любой вид пыли. Бывшие ученики школы правила помнят.

2. Сочинение. Исчезновение космической пыли.

3. Картинки.