Лунные усы жизни

В далеком 1972 году американский космический аппарат «Аполлон-17» взял пробы лунного грунта в районе моря Ясности и привез их на Землю. Спустя почти четыре десятилетия после этого группа исследователей во главе с учеными из геофизической лаборатории научного института Карнеги решила повторно изучить реголит, используя для этого новые методы, которых просто не существовало в те времена.

Расчет ученых найти в этих пробах что-то еще, помимо того что обнаружили в XX веке, оправдался.

Они обнаружили углерод в виде нитевидных кристаллов графита – графитовые «усы» размером несколько микрон в диаметре и около десяти микрон в длину.

Считается, что возникновение углерода на Луне связано с действием солнечного ветра, который приносит на поверхность самого крупного естественного спутника Земли отдельные атомы этого элемента. Но ученые, которые заново изучили пробы с «Аполлона-17», полагают, что в случае с «усами» сработал другой сценарий: ими было обнаружено слишком большое количество графита, для того чтобы это было следствием солнечного ветра.

Кроме того, нет никаких сомнений, что найденный углерод образовался именно на Луне, а не на Земле за те 40 лет, что прошли с момента возвращения «Аполлона-17».

Дело в том, что для образования этого химического элемента необходима очень высокая температура – от 1273 до 3900 градусов Кельвина. Согласно представлениям о возникновении и эволюции Солнечной системы, около 4 млрд лет назад Луна, которая только-только образовалась вместе с Землей, была подвергнута интенсивной бомбардировке метеоритами. Ученые полагают, что обнаруженные ими «графитовые усы» образовались в лунном грунте в результате химической реакции, которая прошла при высокой температуре, инициированной ударом метеорита о поверхность естественного спутника Земли.

«Тогда Солнечная система выглядела довольно хаотично и содержала в себе многочисленные сталкивающиеся объекты, – считает ведущий автор работы, Эндрю Стил. – Такие летучие соединения, как вода, и такие элементы, как углерод, буквально испарялись вследствие выделения тепла при ударе метеорита.

Эти материалы имели решающее значение для возникновения жизни на Земле».

Планетолог NASA Марк Фрис, один из авторов работы, комментируя исследование, обратил внимание, что Луна и Земля имеют схожее поле тяготения и вследствие одинакового расположения в масштабах всей Солнечной системы подвергались бомбардировке одних и тех же тел. Поэтому важность данного открытия состоит в том, что ученые увидели углерод таким, каким он был и на Земле 4 млрд лет назад.

«Это словно нетронутая страница из прошлого Земли, до движения тектонических плит и других сил, которые стерли историю углерода на нашей планете.

Это самое замечательное в данном открытии, что Луна сохранила следы той эпохи и те вещества, которые необходимы для зарождения жизни», – заявил Фрис.

Настоящая работа подтверждает, что повторный анализ старых данных новыми методами может дать неожиданный и важный результат. Поэтому ученые намерены продолжить изучение проб лунного грунта, которые в свое время были привезены «Аполлонами» в XX веке.

Физики прочитали рукопись

В 1947 году на территории современного Израиля, недалеко от северо-западного берега Мертвого моря, два мальчика-бедуина искали пропавшую козу и наткнулись на глиняные горшки, наполненные свитками с текстами. Так были обнаружены знаменитые Кумранские рукописи, они же свитки Мертвого моря.

В этих исторических документах содержатся тексты Библии и описания жизни кумранской общины.

Исследования свитков показали, что возраст древних пергаментов превышает две тысячи лет, что означало их написание еще до Рождества Христова.

Расшифровка текстов продолжалась не один десяток лет, что породило массу слухов о свитках. В настоящий момент считается, что в Кумране (место, где были обнаружены манускрипты) находилось поместье одного из представителей местной знати того времени. Хранилище свитков, найденное мальчиками-бедуинами в конце 40-х годов прошлого века, — это убежище для книг, которые, предположительно, были вывезены из библиотеки Иерусалимского храма незадолго до начала осады города римлянами в 68 году нашей эры. А вот история создания свитков пока достоверно не известна ученым.

До сих пор ведутся постоянные работы над трактовкой этих древних манускриптов. И вот теперь свой вклад в работу над свитками внесли не только историки и филологи.

То, что Кумранские рукописи были написаны в том же регионе, где и были найдены, доказали, как это ни покажется странным на первый взгляд, ядерные физики.

Об этом рассказал профессор Джузеппе Паппалардо из итальянского Национального института ядерной физики (INFN).

Ученые использовали новый метод спектрометрии (научной дисциплины, разрабатывающей теорию и способы измерений спектров, что важно, в частности, для определения строения тел). Этот метод был разработан в INFN и основан на рентгеновском излучении, которое вызывается направленной бомбардировкой исследуемого объекта пучками протонов с энергий 1,3 МэВ. Специальная установка, на которой проводятся подобные исследования, носит название XPIXE, что является сокращением от английской фразы external beam particle induced X-ray emission, которая переводится как «внешний пучок частиц, индуцирующий рентгеновское излучение».

Данная установка хороша тем, что не разрушает объект исследования.

Для своей работы ученые получили семь небольших (средней площадью 1 квадратный сантиметр) образцов свитков Мертвого моря.

В результате исследования физиками были получены данные о химическом составе древнего пергамента, на котором были записаны тексты.

Древний пергамент, на котором до изобретения бумаги люди делали записи, как известно, представляет собой обработанную кожу животных. Для того чтобы кожа становилась пригодной для записей, ее нужно было тщательно промыть и вымочить, чтобы очистить от волоса, и эта процедура занимала несколько дней.

После этого от шкуры отделялась подкожная клетчатка, сама шкура шлифовалась, выглаживалась и отбеливалась.

Тот факт, что для изготовления пергамента требуется много воды, и был использован итальянскими ядерными физиками в исследовании.

Полученный ими состав пергамента, а именно концентрация хлора и брома, ученые сравнили с составом воды в источниках в Кумране и его окрестностях. То, что эти значения оказались схожими, является существенным доказательством в пользу того, что свитки Мертвого моря и были созданы именно в окрестностях Кумрана.

Результаты своей работы итальянские ученые представили на международной конференции PIXE-2010, посвященной методам рентгеновской спектрометрии, которая проходила в Великобритании.

Паппалардо и его коллеги обещают продолжить работу над свитками Мертвого моря. На следующем этапе работы они намерены определить состав чернил, которыми написаны манускрипты, и таким образом попробовать ответить на вопрос, кто является авторами данных исторических документов.