Луна. История будущего - Оливер Мортон

Отделение астрогеологии, созданное Шумейкером в 1960-х, составило относительную хронологическую шкалу лунного ландшафта: коперниковский период следовал за эратосфенским, который следовал за имбрийским, и так далее. Но датировать периоды оказалось трудно. И снова ориентироваться приходилось на столкновения. На молодых поверхностях было в целом меньше кратеров, чем на старых. Имея модель частоты столкновений в наши дни и приблизительные оценки того, как эта частота могла меняться со временем, можно было, отталкиваясь от частоты появления кратеров, вычислить примерное время, в течение которого изрытая этими кратерами поверхность подвергалась бомбардировке. На этом основании в середине 1960-х годов Билл Хартманн установил, что лунным морям примерно 3,6 миллиарда лет. Когда базальтовые породы морей, привезенные на Землю на борту «Аполлонов», получили точную датировку в лаборатории, диапазон их возрастов оказался поразительно близок к оценкам Хартманна. Неудивительно, что породы, связанные со столкновениями, создавшими бассейны, в которых залегал базальт, были старше.

Никто, впрочем, не ожидал, что диапазон возрастов кратеров окажется таким узким: казалось, сформировавшие кратеры столкновения произошли друг за другом почти через полмиллиарда лет после формирования Земли и Луны. Возникла гипотеза о «поздней тяжелой бомбардировке», гласившая, что примерно через 500 миллионов лет после формирования Солнечной системы частота столкновений по какой-то причине резко возросла, хотя до этого долгое время снижалась. Когда в 1990-х годах появилась астробиология, этот феномен стал казаться любопытной связью между историей жизни и историей Солнечной системы.

Если бомбардировкой объясняется большая часть видимых повреждений на поверхности Луны, то Земля должна была пострадать еще сильнее: поскольку Земля крупнее Луны, а ее гравитация сильнее, при прочих равных камни будут чаще сталкиваться с ней, производя больше разрушений. На 30–40 ударов, приводящих к формированию кратеров на Луне, приходилось бы не менее 100 ударов по Земле. Самые крупные из них были бы сильнее любых лунных: они могли не только выжечь сушу, но и довести до кипения море, в результате чего вода всех океанов стала бы плотной атмосферой перегретого пара, а кора оказалась бы стерилизованной на километр или больше в глубину.

Самому раннему общепринятому свидетельству жизни на Земле 3,5 миллиарда лет. Но в ряде пород возрастом 3,8 миллиарда лет находятся веские химические указания на присутствие жизни. Если серия стерилизовавших планету столкновений произошла 3,9 миллиарда лет назад, то свидетельства возрастом 3,8 миллиарда лет позволяют предположить, что жизнь либо зародилась очень быстро, либо обладает удивительной устойчивостью. Астробиологам интересны оба варианта.

Если вы считаете, что на зарождение жизни ушла вся ранняя история Земли — фактически все 500 с лишним миллионов лет катархейского эона, — то жизнь кажется вам менее вероятной, чем если вы считаете, что ей хватило 100 миллионов лет, ведь вещи, на отладку которых уходит длительное время, кажутся, по сути, менее вероятными, чем вещи, которые получаются сразу. Высказывалось мнение, что если жизнь смогла зародиться всего за 100 миллионов лет, то планете не так уж сложно провернуть этот трюк.

Идея об устойчивости жизни была, возможно, более любопытной. В 1998 году профессор Стэнфорда Норм Слип и сотрудник Исследовательского центра Эймса Кевин Занле — ровно половина квартета эона хаоса — опубликовали статью, где говорилось, что если Земля подвергалась столкновениям, доводящим до кипения океаны, то, чтобы пережить их, жизни стоило последовать совету, который обычно игнорируют главные герои гангстерских фильмов: уехать из города, пока все не успокоится. При крупных столкновениях в космос вылетают более мелкие осколки. Некоторые из них достигают других планет, о чем свидетельствует наличие на Земле метеоритов с Марса. Однако основная масса осколков возвращается туда, откуда появилась изначально. При этом, прежде чем вернуться, они могут провести в космосе сотни, тысячи или сотни тысяч лет, то есть достаточно времени, чтобы сгладились даже последствия катастрофического, выжигающего сушу и кипятящего океаны столкновения.

Возвращаемые на Землю с орбиты спутники показывают, что инертные споры, формируемые некоторыми бактериями, могут годами выживать в космосе. В порах камня они могут выживать тысячелетиями. Если идея об укрытии на орбите верна, такая жизнестойкость может объясняться тем, что ее развили в себе их самые далекие предки. Кипение океанов — узкое место эволюции. Если все, что не может выжить несколько тысяч лет в космосе, стирается с лица Земли, то впоследствии Землю населяют по определению готовые к космосу организмы. Идея Циолковского о жизни, эволюционирующей в сторону космоса, получает при этом новый поворот: покинуть планету — значит, снова прибегнуть к знакомой с детства стратегии выживания.

Или даже вернуться на родину. Если примитивная жизнь может выжить в космосе, то вполне возможно, что зародилась она не на той планете, где пустила корни. Аргументы, применимые к земным микробам, выживающим в перегретых атмосферах, пережидая проблему в космосе, применимы и к марсианским микробам, если такие вообще существуют. Если условия ранней Солнечной системы подтолкнули жизнь развить в себе способность выживать в космосе, они также наделили ее способностью перемещаться с планеты на планету.

На заре существования Солнечной системы, пока происходило множество крупных столкновений, частота попадания метеоритов с одной планеты на другую была удивительно велика. В статье об орбитальном убежище говорится, что в то время на Землю ежегодно падали тысячи метеоритов с Марса и некоторые из них преодолевали свой путь менее чем за десять лет. Поток метеоритов с Земли на Марс был, должно быть, значительно слабее — запустить метеорит с более тяжелой Земли труднее, особенно если его необходимо отправить в космос на скорости, которая позволит ему долететь до Марса. Однако поток таких метеоритов все же был ощутимым.

Если жизнь зародилась на Земле, она могла в результате такой «транспермии» перенестись на Марс, а если она зародилась на Марсе, то вполне могла упасть на Землю[46].

Даже становясь частью все более космического контекста, в котором люди размышляли об истоках жизни, теория о поздней тяжелой бомбардировке принималась не повсеместно: среди прочих ее не жаловал Хартманн. Он полагал, что если бомбардировка и была, то отсутствие свидетельств о существовании кратеров возрастом более 4 миллиардов лет доказывает, что эти свидетельства оказались скрыты, а не что таких столкновений не происходило. Столкновения не участились около 3,9 миллиарда лет назад — просто более поздние удары скрыли свидетельства о более ранних. Этой точки зрения придерживается все больше людей. Гипотеза о том, что бомбардировку вызвали Юпитер и Сатурн, которые подошли ближе к Солнцу, а затем отдалились от него из-за специфического орбитального резонанса, создав механизм для наполнения Солнечной системы астероидами и кометами, примерно в это время сорвавшимися с более ранних, стабильных орбит, сегодня кажется не столь убедительной, как десять лет назад, когда она была предложена впервые.