Более 4,5 миллиардов лет назад вокруг молодого Солнца существовал крупный мир — протопланета, сопоставимая по размерам с Луной или даже Марсом. Затем произошло катастрофическое столкновение, которое разорвало её на фрагменты.
Теперь исследователи обнаружили первые прямые свидетельства существования этого давно исчезнувшего зародыша планеты и раскрыли уникальный тип планетной эволюции, не похожий ни на один из ранее открытых.
«Это удивительно — осознать, что когда-то существовал такой огромный мир, — говорит научный сотрудник кафедры наук о Земле Университета Колорадо в Боулдере Аарон Белл. — Мы знаем о его существовании только благодаря тому, что несколько его фрагментов случайно упали на Землю. Эти метеориты сохранили свидетельства совершенно другого пути развития ранних планет».
Ключом к открытию стал метеорит Northwest Africa (NWA) 12774, найденный в Сахаре. Он относится к редкому классу ангритов — это одни из самых древних вулканических пород в Солнечной системе, которые образовались всего через несколько миллионов лет после её формирования, то есть, примерно 4,56 млрд лет назад. Из более чем 80 000 известных метеоритов лишь 68 принадлежат к ангритам.
Ангриты долгое время ставили учёных в затруднительное положение своим необычным химическим составом. В отличие от Земли, Марса и других каменистых планет, в них почти отсутствует кремнезем (диоксид кремния) — важный компонент большинства земных пород. Поэтому предполагалось, что их родительское тело было небольшим астероидом радиусом менее 200 км.
При изучении NWA 12774, Белл и его команда обнаружили в нем минерал клинопироксен — характерный для земной коры и мантии. Однако важным оказалось не только его наличие, но и аномально высокое содержание атомов алюминия. Это указывало на то, что клинопироксен кристаллизовался под очень высоким давлением в глубинах крупного тела. Расчёты показали: для образования такого минерала требуется как минимум 17,5 килобар. Для сравнения, давление на дне Марианской впадины — самой глубокой точки океана — составляет всего около 1 килобара.
Такое давление не могло возникнуть на небольшом астероиде. По оценкам авторов, родительское тело ангрита должно было иметь радиус не менее 1000 км. Но на этом сюрпризы не заканчиваются. Кристаллы в метеорите сохранили острые грани и уникальные химические особенности. Если бы они образовались глубоко внутри крупной планеты, последующие процессы плавления и перемешивания мантии, вероятно, стерли бы эти детали. Их хорошая сохранность говорит о том, что минералы возникли относительно близко к поверхности.
Если это так, исходный мир, осколок которого нашли в Сахаре, должен был быть значительно больше минимальной оценки. По расчетам команды, радиус небесного тела мог превышать 1800 км — это сопоставимо с Луной (около 1740 км) и приближает его к Марсу (примерно 3300 км).