Российские ученые на пороге важного открытия: Историю эволюции Солнечной системы могут пересмотреть
Фото: Shutterstock.
Российские ученые обнаружили новый минерал, причем сразу и на Земле, в образцах из Красноярского края, и в метеорите. Новые данные, возможно, изменят взгляд на формирование метеоритов, а тем, кто знает, и на эволюцию Солнечной системы. Практически детективную историю паралитной находки специально для KP.RU рассказал руководитель исследовательской группы, доцент Санкт-Петербургского государственного университета Олег Верещагин.
КЕНИЯ, НОРИЛЬСК… КАКАЯ СВЯЗЬ?
Эта потрясающая история началась в Кении в 1934 году. Там упал метеорит, который назвали Румурути. Метеорит оказался редким. Он относится к классу хондритов, то есть состоит из хондр, зелен: он в основном каменный, но с вкраплениями металлов. И самих по себе хондритов очень много, но именно Румурути выглядел странным: как оказалось, он был первой находкой редкого класса хондритов, который так и назвали «Румурути».
Небесного гостя отвезли в Европу, где он и хранится. При обследовании удалось обнаружить ряд необычных минералов, но детально разбираться, что это, тогда не вышло.
Переносимся в Россию. В 2023 году Олег Верещагин с коллегами начинают свою работу по исследованию земных пород с самородным железом. Несмотря на то, что железо в руде не редкость и не великая (как мы думаем) ценность, самородное, то есть неокисленное, не измененное, на Земле встречается крайне редко. Вместе с самородным железом находятся и другие удивительные минералы, что добавляет интриги.
— Около сорока лет назад, во времена экспедиции в Норильском районе, Красноярский край, были собраны интересные образцы, — говорит Олег Верещагин, — Экспедиция была из Якутии, в Якутске все и хранилось (в Институте геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения РАН). Когда мы начали наше исследование, мы попросили прислать образцы к нам в Петербург, и коллеги согласились.
ЧТО НА ЗЕМЛЕ, ТО И В КОСМОСЕ
И тут сработала интуиция – бесценное качество ученого. Олег Верещагин с коллегами нашли в образцах новый минерал, по составу довольно простого: германид никеля, то есть сочетание никеля и германия. Минерал назвали олегфранкит, в честь профессора СПбГУ геолога Ольги Франк-Каменецкой. И в принципе тут можно ставить точку. Открытие нового минерала – уже достижение. Но все оказалось намноого интереснее.
— Как вы догадались, что вновь открытый минерал есть еще и в метеорите? – допытываюсь я. — Ведь метеоритов много. Состав каждого не запомнишь. А вы физически того, кенийского метеорита и не видели.
— Химический (но не структурный) состав зерен вещества из метеорита Румурути на тот момент был опубликован. То же сочетание (германия и никеля) и соотношения элементов. Мы подумали: если химический состав совпадает, может, и структурный совпадает? Конечно, так бывает не всегда. Скажем, графит и алмаз химически идентичны, но разница колоссальная. Однако в нашем случае так и оказалось, — говорит Олег Верещагин. — Для фазы такого состава известен только один тип кристаличек, а значит, с большой долей вероятности обе находки идентичны не только по химическому составу, но и структуре.
В материалах из метеорита олегфранкит представлен крошечными зернами. В образцах из окрестностей Норильска кристаллы намноого крупнее, но все равно их размер составляет тысячи доли миллиметра.
И вроде бы – ну, интересно, один и тот же минерал на Земле и в космосе. Но ведь так бывает. Небесные тела состоят в основном из земных минералов. Однако есть нюансы, которые создают главную интригу всей этой истории.
Фото: Shutterstock.
ТАЙНА РОЖДЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
Если геолог видит железный метеорит, он склонен думать: вещество образовалось где-то в глубинах планет. Или протопланет. Так диктует весь наш опыт. Как предполагается, ядра Земли, Луны, Меркьюрия состоят именно из железа. Железо, вещество тяжелое, еще на стадии, когда планета расплавлена, оседает внутрь. Откуда ему взяться на поверхности? И вот мы думаем: мало ли, раскололась планета. А это – ее внутренние куски.
Но олегфранкиты из-под Норильска точно возник не в недрах, а в земной коре, то есть почти на поверхности.
— Мы построили разные модели, но, как ни крути, ни одного аргумента за глубинное происхождение земного олегфранкита нет, — говорит Олег Верещагин.
Это может означать, что олегфранкиты из метеорита тоже появились в условиях низких давлений. Возможно, мы неправильно «читаем» метеориты, а ведь на основе состава метеоритов, самого доступного инопланетного вещества, строятся далеко идущие гипотезы об образовании Солнечной системы!
Не менее важно, что для железных метеоритов давно была известна зависимость между содержанием никеля и германия (и вся их классификация во многом строится именно на этих элементах). Однако минералов-концентраторов германия в них (пока) не нашли. И если для метеорита Румурути (в котором впервые нашли германид никеля) есть разные гипотезы образования, то железные метеориты всегда рассматриваются именно как продукты процессов, происходящих при высоких температурах и давлениях. Зато оказалось, что для образования земного олегфранкита нужен… угол: он выступает как восстановитель.
— Но где в космосе – угол? – интересуюсь.
— В космосе громадное количество углерода, — говорит Олег Верещагин, — Есть особый класс метеоритов, углистые хондриты, в них очень высокие содержания углерода.
Вероятно, именно этот межпланетный углерод сделал ту же работу, что и наши, земные угли.
ВПЕРЕД – НОВЫЕ ОТКРЫТИЯ
О том, как открытые «изменит науку» и «заставит переписать» картину эволюции Солнечной системы, говорить, наверняка, рано.
— Мы вовсе не утверждаем, что все метеориты, которые раньше считались «глубинными», на самом деле сформировались в области низких давлений. Но некоторые – наверняка, да, — говорит Олег Верещагин.
Может быть, придется заново «перечитывать» многие метеориты, казалось бы, давно описанные и разложенные по полочкам. Например, если мы думаем, что метеорит «глубинный», хорошо бы поискать минералогические признаки того, что образец на самом деле испытал воздействие огромных давлений и температур.
— Я очень надеюсь, что эти результаты будут полезны планетологам, — говорит Олег Верещагин.
Тем временем проект по изучению самородного железа продолжается.
— Летом мы сообщим об открытии еще одного минерала, — делится эксклюзивом Олег Сергеевич.
— Как назовете?
— Пока не буду говорить. Хотя название уже есть. До выхода официальной статьи объявлять не стоит.
Конечно, самородное железо изучают не только ради открытия новых минералов, там и практический смысл наличится. Так, Норильский район оказывается крайне перспективным для поиска и добычи цветных металлов.
— Мы изучаем поведение минералов в том числе при высоких температурах и давлениях. Многие из этих минералов являются компонентами стали. Таким образом, возможно, на основе наших исследований будут созданы материалы, особенно стойкие к воздействию экстремальных условий, — говорит Олег Верещагин.
