Метеориты — это куски материи, которые носятся в пространстве и, вступая в поле земного тяготения, обычно не сгорают в атмосфере, а в более или менее поврежденном виде падают на поверхность Земли. Количество материи, которое в общей сложности приносится на Землю метеоритами, вовсе не так мало, как принято думать; его оценивают примерно в 500 тонн в год. Находки метеоритов потому представляют большой интерес, что это — единственные небесные тела, которые мы можем подробно исследовать в лаборатории и сделать на основании их внутреннего строения заключение об их происхождении.
Так как масса и скорость метеоритов зачастую весьма значительны, то их падение нередко сопровождается яркими световыми явлениями, иногда бросающимися в глаза даже при дневном свете (рис. 1). Часто при этом наблюдается смена цветов в определенном порядке: желтый, изумрудно-зеленый, огненно-красный, — что связано, вероятно, с различным составом земной атмосферы на различных высотах. В том, что как сам метеорит, так и воздух, в который он врывается, оказываются в раскаленном состоянии, нет ничего удивительного, так как скорости движения доходят до 40 км в секунду. Судя по явлениям плавления, можно предположить, что в момент самой яркой вспышки температура поверхности метеорита достигают 10000° — много выше, чем температура внешних слоев Солнца.
При угасании метеорита, когда движение его задерживается, бывает очень часто слышен звук, напоминающий ружейный выстрел. В этих случаях говорят, что метеорит "взорвался", особенно если потом находят не один, а несколько кусков его. Конечно, такой взрыв метеорита часто происходит вследствие сильных напряжений, обусловленных большими разностями температур между горячей поверхностью и холодным ядром; но часто метеорит уже и вначале состоит из отдельных кусков, которые падают затем, сильно отклонившись от первоначального направления, в виде каменного дождя (рис. 2).
Шум, который слышится в этом случае, надо, вероятно, приписать распространению лобовых волн, образующихся в воздухе перед метеоритом или группой метеоритов и отделяющихся от них в момент остановки полета.
Точные исследования химических и минералогических свойств метеоритов относятся скорее к области минералогии; но их результаты имеют большое значение для физики вселенной. Куски метеоритов рассыпаются на железные и каменные метеориты, а в последнее время к ним присоединились еще замечательные стеклянные или плавленые метеориты (тектиты, от греческого слова, означающего — плавиться). Первая группа состоит из чистого никкелевого железа, вторая из силикатов, третья — из зеленоватой или коричневатой обсидиановой массы, напоминающей бутылочное стекло. Переходные формы встречаются лишь в двух первых группах (причем процентное содержание тех или иных элементов более или менее тесно ограничено) и называются, соответственно большему или меньшему количеству железа, палласитами или мезосидеритами.
В туфообразных каменных метеоритах чаще всего, как основные элементы, встречаются кислород, железо, кремний и магний. Сера, кальций и никкель встречаются значительно реже; хром, кобальт, титан, углерод и др. обнаруживаются лишь в самых ничтожных количествах. С химической и физической точки зрения весьма интересен тот факт, что элементы с нечетными числами атомных зарядов встречаются в метеоритах обоего рода очень редко и составляют всего около 2½% общего количества вещества. Совершенно отсутствуют минералы, содержащие воду и какие-либо жидкости. Иногда встречается чистый углерод в форме угля, графита и мелких алмазов. Вопреки появляющимся время от времени сообщениям, нужно категорически сказать, что никаких следов пород, похожих на осадочные, и никаких остатков органических составных частей в метеоритах до сих пор не найдено. Число минералов, свойственных исключительно метеоритам, значительно убывает по мере основательного изучения состава нашей Земли. Но до сих пор типичным для метеоритов остается "шрейберзит", — неизвестное на Земле фосфорнониккелевое железо, имеющее вид крупных, сильно магнитных, беловатых кристаллов или зерен; оно встречается почти в каждом метеорите. Встречающийся же часто при анализах характерный "троллит" почти тождествен, как теперь установлено, с магнитным колчеданом (сернистым железом) в химическом и минералогическом отношении.
Так как железо играет громадную роль в построении вселенной (земное ядро, и не оно одно, по всей вероятности, состоит из никкелевого железа), то неудивительно, что железо так часто встречается в метеоритах. При этом оно редко встречается в цельной однородной массе; обычно метеорит представляется в виде правильных железных пластинок с различным содержанием никкеля, хрома, магния, кобальта, фосфора и др., которые поэтому в различной степени реагируют на атмосферные воздействия. Если протравить гладкую поверхность разреза метеорита азотной кислотой, то вследствие различной растворимости, на ней ясно обнаруживается пластинчатое строение, как это открыл впервые Видманштедт в Вене. В последнее время удалось воспроизвести метеоритное железо лабораторным путем в результате крайне медленных процессов охлаждения; фигуры, следовательно, не являются несомненным доказательством происхождения найденных кусков железа из мировых пространств, как считали прежде.
Не так давно считали вообще, что всякий сплошной кусок железа не может быть земного происхождения. В этом отношении замечательны две железные глыбы: так наз. "железная гора", найденная Норденшельдом в 1870 г. на о. Диско у берегов Гренландии, и большая глыба железа, открытая в 1885 г. на южном острове Нов. Зеландии. Подробное геологическое исследование показало, что обе они не имеют ничего общего с метеоритами. "Железная гора", вскоре разработанная, оказалась состоящей из железа земного происхождения, поднятого в слое базальта или, может быть, осажденного химически (железа 92,9%, никкеля 2,7%). Новозеландская глыба (67,6% никкеля и 31% железа) есть результат выделения из оливиновых и серпентиновых пород. Встречались еще массы железа, которым приписывали происхождение из мировых пространств, но после тщательного исследования пришлось от этого предположения отказаться. Это относится например к найденной несколько лет назад большой глыбе (в Орегоне, Сев. Америка), состоящей на 72% из никкеля, а также вероятно и к "железной горе", найденной в 1924 г. около Чингетти в Марокко. Эта последняя имеет некоторое сходство с мезосидеритами (железа 80%, силикатов 20%), но, в силу особенностей состава, вопрос о ее происхождении из мировых пространств остается открытым.
Относительно небольших тектитов также долго не могли установить, метеориты ли это, капли обсидиана или остатки доисторического стекольного производства, — пока наконец геолог Зюсс не отвел им окончательно место среди метеоритов. Соответственно главным местам нахождения, тектиты делятся на молдавиты, австралиты и биллитониты. Они состоят сплошь из тугоплавкого, пропитанного мелкими воздушными пузырьками, настоящего стекла, с очень малым коэффициентом преломления. Их своеобразную капельную форму со свойственными всем метеоритам углублениями нетрудно воспроизвести, если продувать горячую струю пара через кусок сургуча. Повидимому, каждая из групп метеоритов, находимых в Богемии, Ю. Австралии и близь Явы, выпала когда-то вся одновременно. Молдавиты лежат в дилювиальных, третичных слоях, и стало быть представляют ископаемые метеориты — единственные, найденные до сих пор.
Для уяснения связи с кометами особенное значение имеют находимые в метеоритах газы. В железных метеоритах преобладает водород и окись углерода, в каменных — углекислота и водород. Фoгель исследовал метеориты спектроскопически, накаляя кусочек метеорита в особом боковом придатке гейслеровой трубочки. При помощи небольшого индуктора Фогель получил спектр окиси углерода с очень слабыми углеводородными полосами; при помощи сильной искры, усиленной лейденскими банками — спектр углеводорода, на котором отразилось влияние окиси углерода, едва сходный со спектрами комет.
О происхождении метеоритов мы пока совершенно ничего не знаем. Качественно, т.-е. по составу, они близки к земным породам, количественно — по процентному содержанию различных веществ — значительно от них отличаются. Если бы считать метеоритные массы земного происхождения, их можно было бы отнести разве только к вулканическим породам. Поэтому в прежнее время их приписывали извержениям лунных вулканов; в более позднее время — говорили об остатках разлетевшейся в куски неизвестной планеты. При этом, соответственно представлениям о строении Земли, считали каменные метеориты происходящими от силикатных застывших шлаков, железные — от ядра. Предпололожение о лунных вулканах при всем, что нам известно о Луне и ее кольцеобразных горах, делается весьма мало правдоподобным. Второе об'яснение, однако, тоже наталкивается на трудности. Прежде всего минералогическое исследование показывает, что образование метеоритов должно было происходить при отсутствии воды, т. е. что кристаллизация происходила чрезвычайно быстро. К этому же заключению приводит изучение палласитов, — кругловатых, состоящих преимущественно из оливина, гнездообразных комьев. По Гольдшмидту, они образовались следующим образом: жидкие силикатные капли, находясь в струе расплавленного металла, в нем застыли. В сильном поле тяжести они не могли долго держаться: вскоре оба минерала разделились бы, и воспрепятствовать этому разделению могло бы лишь очень быстрое застывание. Все эти соображения говорят против гипотезы, что метеориты представляют собой обломки. Но с другой стороны не следует забывать, что пластинчатое строение метеоритного железа указывает, наоборот, на очень медленное застывание. Примирить эти противоречия до сих пор не удается, и лишь дальнейшие основательные исследования и опыты могут внести в этот вопрос некоторую ясность.
В заключение следует упомянуть об одной своеобразной гипотезе происхождения метеоритов, высказанной Норденшельдом и вновь предложенной лет 20 назад знаменитым шведским физиком Аррениусом. Она вполне отвечает современному взгляду на сущность излучения, т. е. что с отдачей энергии происходит и потеря массы. В какой степени это имеет место, мы указать не можем, но мыслимо некоторое излучение материи, которое затем уносится световым давлением в мировое пространство. Норденшельд полагает, что материя, излучаемая неподвижными звездами, могла атом за атомом скопиться в мировом пространстве примерно так же, как собираются металлические атомы при гальваническом осаждении, и таким образом произошли метеориты. Они, следовательно, состоят из слившихся мелких частиц, выброшенных целым рядом солнц в мировое пространство действием светового давления. Из этого следовало бы, что метеориты непрерывно должны образовываться вновь, пока на небе существуют бесчисленные солнца. Надо, однако, сказать, что эта догадка не особенно убедительна; она и не встретила особого сочувствия ни среди минералогов, ни среди астрономов.
