Звездная пыль: как норвежский музыкант нашел то, что годами ускользало от геологов

Опубликовано: Суббота, 26 августа 2017 10:00
Марина Мойнихан Автор статьи:

Если даже самый выдающийся геолог не исполнит джазовую импровизацию, впервые взяв в руки инструмент, то и музыканту без научной подготовки не следует браться за изучение метеоритов - верно? Но Йон Ларсен иногда откладывает в сторону гитару и вооружается метлой, чтобы собрать на крыше очередной образец космической пыли. Почему норвежский эксцентрик занимается тем, за что не берутся профессионалы? #Буквы перевели материал The Economist о его удивительных поисках.

Джазовый музыкант Йон Ларсен поднимается на крышу с веником.

Несколько сотен тысяч лет назад в космосе столкнулись два астероида. Они состарились во времена, когда Солнце еще было молодым. Холодные и безжизненные, за тысячи лет они так и не дождались приключений вроде уничтожения динозавров на далекой планете, и были лишь капсулами времени из более примитивной солнечной системы. Но столкнувшись, они совершили нечто примечательное: рассыпали вокруг частицы себя. Одна из них была размером с точку в конце этого предложения.

На протяжении тысячелетий она была гонима солнечным ветром и дрейфовала в холодном межпланетном пространстве, но однажды на пути этой частицы оказалась влажная планета с плотной атмосферой. На скорости 12 тысяч метров в секунду, плавясь от высокой температуры, этот камушек, бывший когда-то частью старейшего камня в Солнечной системе, упал на крышу дома в Норвегии.

По крайней мере, такой видят его историю специалисты по микрометеоритам (метеоритам диаметром менее 1 мм – ред.) На каждом квадратном метре нашей планеты ежегодно приземляется порядка шести таких камней-пришельцев. Не исключено, что какой-то из них мог упасть прямо вам на голову! Но вместе с ними в этом мини-камнепаде принимают участие другие, неинопланетные частицы – строительная пыль, шарики из подшипников, песок из Сахары. На каждый микрометеорит приходится по миллиарду земных частиц.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
"Энигма" Элгара. Как учитель музыки расшифровывает скрытое послание и сводит с ума криптологов

Ларсена это не смущает. Стоя на крыше, он сметает все в кучу и ссыпает частицы в конверт. Где-то среди них затесался микрометеорит, и норвежец собирается его найти.

Когда 8 лет назад он начал свои поиски звездной пыли, Ларсен и сам не верил, что сможет найти космическую иголку в земном стоге сена. Ученые из небольшого международного сообщества экспертов по микрометеоритам, с которыми он связался, были уверены в его провале.

В то время единственными идентифицированными микрометеоритами были те, которые упали на Землю много тысяч лет назад и оказались заключенными в камень или лед, и были разъедены водой. Ученые понимали, что знания об этих крошечных камушках могут улучшить наши представления о том, как возникла наша собственная планета. Более того – сложные органические молекулы, которые в них заключены, могут подсказать людям, как впоследствии на Земле возникла жизнь. Однако никто не смог обнаружить свежие экземпляры. Точнее, сама идея подобного поиска казалась столь смехотворной, что никто особо и не пытался.

Но речь идет об экспертах. Как смог норвежский джазмен без профильного образования преуспеть в том, от чего они отказались?

001

Микрометеориты из коллекции Ласена – как снежинки, все они разные

Еще ребенком Ларсен заинтересовался камнями. Но кроме них его интересовала музыка, и закончив школу в Осло, он позволил судьбе (под видом норвежского музыкального чарта) указать ему дорогу в будущее.

"Я всегда думал, что займусь естественными науками, - говорит Ларсен, дотягиваясь метлой до узкой канавки. – Но кое-что произошло. Двое моих школьных друзей играли джаз, и я к ним присоединился. Когда нам было лет по 20, мы выпустили трек, ставший популярным». Песня Tanta til Beate в стиле джипси-джаз стала хитом в Норвегии 1982-го. Именно она изменила жизнь Ларсена. "В те времена у нас был один канал, и ее крутили по пять раз на день. Ее знали все, и с тех пор мы выступали каждый день. Это было какое-то чудо". О своих научных планах он забыл – но не навсегда.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
NASA обнаружило 10 потенциально опасных для Земли астероидов

Джаз – это "вечерняя" музыка. Даже если твой график выступлений забит, днем остается много свободного времени. Которое можно потратить, к примеру, на изучение микрометеоритов. В один из таких дней Ларсен сидел во дворе и вдруг заметил кое-что необычное.

"Я был за городом, собирался позавтракать клубникой. Я разложил скатерть и в свете солнца заметил на столе что-то сверкающее. Крошечную частицу. Я пощупал ее: она была не вполне гладкой, а как будто с ячейками. И я подумал – неужели это одна из них?"

Ларсен положил ее в спичечный коробок и с тех пор всерьез занялся микрометеоритами. Так началось путешествие, в конце которого самоучка опубликует научную статью в престижном американском журнале, посвященном геологии – рядом с работами крупнейших специалистов.

Это не так уж парадоксально, если знать историю развития геологии. Первыми, кто обнаружил частицы из космоса, были не астрономы или геологи, а океанографы.

В 1870-х британские научные общества снарядили парусно-паровой корвет "Челленджер" для изучения океана. Перед путешествием с судна убрали пушки; их место заняло научное оборудование – передвижные лаборатории, съемочная аппаратура, цистерны спирта. Во имя идей Просвещения "Челленджер" должен был разворошить глубины и заспиртовать все, что шевелится.

Проплывая через южную часть Тихого океана, экипаж экспедиции собрал образцы морского дна. Моряки были удивлены количеством выуженных костей; один забор грунта принес кости акулы, кита и дельфина. Некоторые из них минерализовались, другие были свежими. И все покоились в тонком слое красной глины – на кладбище китообразных, подобного которому еще не видел мир.

Выглядело это таинственно. "Не можем же мы решить, что когда-то море так кишело акулами и китами, что все морское дно покрыто их останками", - отметили члены команды в бортовом журнале.

Другим объяснением мог послужить тот факт, что других отложений почти не наблюдалось – на этом участке были сплошь кости. "Без сомнений, каждый наш образец, в котором было так много костей, представлял собой отложения за много поколений", - сообщалось в журнале. Посреди крупнейшего океана не было ничего похожего на земной мусор, который оседает на крыше Йона Ларсена – кроме одной группы вещиц: среди костей, обнаружились "многочисленные микроскопические частицы железа".

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Как и зачем математики рисуют новые карты избирательных округов в США

Такая загадка не могла не заинтересовать Чарльза Вайвилла Томсона, старшего ученого экспедиции. Применив дедуктивный принцип, который спустя несколько лет станет фирменным методом Шерлока Холмса, он отбросил все невозможное; то, что осталось, и было правдой. Хотя звучала его версия невероятно: сферы, авторитетно заявил Томсон, могли попасть сюда только из космоса.

С тех пор показания радаров подтвердили, что наша Земля подвергается непрерывной "бомбардировке". Пара частичек пыли, оседающая на квадратном метре поверхности - может, звучит и не очень впечатляюще, но в сумме это равняется 100 тоннам в день: это больше, чем вес всех видимых метеоритов, упавших на землю в виде более приметных огненных шаров. Миллиарды лет назад, когда такие падения были частым явлением, вес космической пыли тоже был во много раз больше.

Именно мысль о том, что большая часть космических камней достигает Земли в форме микрометеоритов, привлекла Ларсена. Вот почему шесть лет подряд он включал какую-нибудь пластинку Фрэнка Заппы или Джанго Рейнхардта, устанавливал микроскоп и часами просиживал над пылью из норвежских канав – всё безрезультатно. Его вела вера в то, что образцы из космоса могут быть важными для науки – учитывая, что 12% всей их массы (12 тонн ежедневно) является водой, заключенной в камне. (Вероятно, на раннем этапе своего развития Земля была безводной.) Более того, оставшаяся часть состоит из незначительной доли сложных органических молекул – таких, которые необходимы для формирования ДНК. Так что этот метеоритный дождь можно считать дождем в буквальном смысле: и вместе с водой он несет саму жизненную материю.

Но если эти частицы приземляются в таких масштабах, где они? "Тут довольно очевидное противоречие, - говорит Ларсен. – Большинство людей знает, что микрометеориты рассыпаны повсюду. С другой стороны, большинство людей скажет вам, что их невозможно отыскать. Так что я решил найти их вопреки всему". Он связался с ведущими специалистами в этой области, чтобы спросить совета.

002

Йон Ларсен в поисках микрометеоритов

В основном его пытались мягко отговорить. Он не первый, кому пришла в голову такая мысль. "Любители годами рассказывают в интернете о том, как собирают космическую пыль", - говорит Мэтью Джендж, старший лектор в Имперском колледже Лондона. "Конечно, мы немного скептически – даже очень скептически! – относимся к тем, кто нам пишет, и говорим им, что искать бессмысленно". Он повторил это и Ларсену. "Но Йон был очень настойчив. Он слал мне по электронной почте изображения найденных частиц". К этому времени все его коллеги, с которыми Ларсен тоже связывался, стали игнорировать донкихотские поиски джазмена. "Но я продолжал отвечать, - говорит Джендж. – Может, потому что я британец".

К чести Ларсена, он признавал, что шансы на успех малы. Свою собственную роль он считал одновременно скромной и амбициозной. "Когда византийские художники создавали мозаики, их обучали творить в одном стиле, - говорит он. – Потому что они не могли завершить их при жизни, и заканчивать творение приходилось кому-то другому. Представьте – начинать какой-то проект и знать, что завершит его кто-то другой! Вот так я это видел". Его мечтой было начать и, возможно, разработать механизм отделения земных частиц, который впоследствии усовершенствует новое поколение энтузиастов. Ни Ларсен, ни Джендж не верили, что им предстоит стать научными партнерами.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Научные журналы – гениальная бизнес-модель, которая загонит науку в гетто?

Первый этап, на котором пропорция 1 000 000 000 : 1 сводится к более приемлемым цифрам, начинается еще на крыше. Идеально подходят плоские крыши – от уличной грязи они далеко, а "космической" пыли некуда деваться. Еще лучше, если по краям есть невысокие порожки. Направляясь к желанному месту – с ограждением по краю крыши и виниловым покрытием ("Я люблю винил", - шутит Ларсен), он указывает на плоские крыши, которые ему еще предстоит обследовать. Его младшая дочь-подросток договорилась, чтобы отца пустили на крышу школы, и он уже в предвкушении.

На сегодняшний день, помимо норвежских крыш, единственным надежным источником микрометеоритов остается Антарктида. Для добычи частиц сверлят лед – лучше всего, если при этом достигается слой снега, спрессованный до Индустриальной революции с ее всепроникающей сажей, - и растапливают воду. Здесь, на гигантской подложке изо льда, шансы сдвигаются в пользу микрометеоритов. Однако найденные частицы подверглись значительному воздействию времени.

003

Слева - образец пыли, в котором могут обнаружиться "звездные" частицы, справа – магнит в пластиковом пакете

Когда дело происходит не в самом девственном районе Земли, шансов становится меньше. Ларсену приходится всерьез браться за сортировку. На втором этапе сбора материалов он использует мощный магнит, чтобы отсеять все частицы, которые не притягиваются. Большинство микрометеоритов (хотя и не все) обладают магнитными свойствами. Для целей Ларсена этого большинства достаточно.

Потом он переходит к лабораторным – или, если быть точным, кухонным исследованиям. Как правило, Ларсен занимается своим хобби в отсутствие жены. "Не рассказывайте ей, что я тут возился", - говорит он, высыпая пыль в раковину, как золотодобытчик.

Он делает это с легкостью и какой-то внутренней уверенностью в своих поисках. Я даже забываю о том, что стоящий передом мной человек дожидался первого результата шесть лет. Пока он прогоняет жижу через лабораторное сито, которое задерживает лишь частицы размером с микрометеорит, я задумываюсь над его мотивацией. Способен ли один лишь голый интерес поддерживать такую целеустремленность? В качестве ответа Ларсен по-прежнему ограничивается словами о своей любви к камням и микроскопам.

На этом этапе пропорция становится уже не миллиард к одному, а несколько сотен тысяч к одному. Никакие сложные манипуляции больше не нужны; остается лишь искать.

Под микроскопом серая пыль переживает волшебное превращение. Все эти шесть лет в своей квартире в Осло Ларсен наклонялся над микроскопом и попадал в другой мир, пока на фоне играл джаз. Поначалу это кажется невероятным: заостренные фиолетовые и зеленые ячейки, нетронутые кристаллы и изношенные частицы камня – все они как будто нагромождены случайным образом. Но постепенно становятся очевидными паттерны: вот элементы теплоизоляции, а вот – остывшие искры шлифовальной машины.

Суть не в том, чтобы искать среди них микрометеориты, а в том, чтобы отсеять частицы, которые ими не являются, и исключить их из списка "подозреваемых". Однажды, два года назад, он обнаружил частицу, которую не смог классифицировать: гладкую, сверкающую, яйцеобразную.

Перейдя из кухни в кабинет, Ларсен по моей просьбе ставит свой альбом, и мы двадцать минут слушаем гитарные переборы, пока он сортирует свою пыль. Потом, без видимого триумфа, подзывает меня к микроскопу: нашел.

004

Йон Ларсен

Она практически прозрачная. Наверное, на пути сквозь атмосферу она почти полностью расплавилась. На верхушке – сферический узел: это было ядро. Как у миниатюрной расплавленной планеты, самая тяжелая часть перетекла внутрь, будучи еще в жидком состоянии, а когда микрометеорит замедлился, эта плотная сердцевина была исторгнута – и как будто выглянула наружу, приветствуя заснеженные норвежские крыши.

Это так неожиданно, так странно, что мне нужно отойти от микроскопа, вернувшись в макро-мир, чтобы осознать, почему у Ларсена ушло на это столько времени. Без магии увеличения пылинка снова становится пылинкой, одной из десятков тысяч.

Одну из таких пылинок Ларсен и продемонстрировал Дженджу лично, когда тот приехал посетить Университет Бергена. "Я показал ему снимок и он сказал – да, это оно", - рассказывает Ларсен. "Другие ученые спрашивали, как Мэтт это понял, и он ответил – “Ведь именно так они выглядят!”" Он был одним из немногих ученых, которые видели микрометеориты под микроскопом – но все их образцы были родом из Антарктики.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
"Ваши доказательства – не доказательства". Почему людей так трудно убедить фактами

Этой утонченной дисциплиной занимается не больше дюжины ученых. Но они делают важное дело. Джендж говорит: "Если бы я разошелся, то начал бы рассказывать, как благодаря изучению микрометеоритов мы сможем предсказывать будущее вселенной". Ничто не указывает на то, что космическая пыль существует лишь в нашей солнечной системе. Если она оседает везде, то в других системах в ней тоже будет вода и органические молекулы. В этом случае захватывающий вывод напрашивается сам собой. «Можно утверждать, что на планетах, которые чаще подвергаются таким бомбардировкам, более вероятно зарождение жизни".

До того, как Ларсен нашел свой образец, у ученых не было "свежих" микрометеоритов. Все предыдущие антарктические и морские образцы подверглись тысячелетнему атмосферному воздействию. Джендж и Ларсен опубликовали свое исследование в журнале Американского геологического общества, навсегда изменив эту область науки.

Для самого Ларсена тоже многое изменилось. Он по-прежнему играет в группе, у него плотный график гастролей, но теперь у него есть и другая жизнь. Перед нашей встречей он побывал в NASA – прочел там лекцию и не упустил возможность подмести тамошнюю крышу. Он получил должность (пусть и неоплачиваемую) в Университете Осло. В Норвегии он снова стал знаменитостью местного масштаба – и джаз на этот раз ни при чем. Даже две дочери Ларсена, которых долгое время смущала привычка отца подметать местные крыши, теперь смотрят на его хобби со сдержанной гордостью.

Но при всей своей усидчивости, Ларсен упустил одну вещь. Где-то (он уверен, что у него дома) по-прежнему лежит спичечный коробок, а в нем – частица, с которой все началось. Ларсен так и не подверг ее анализу. Где-то лежит частица, сверкнувшая на скатерти много лет назад – не микрометеорит ли это? Ларсен не знает. Он ищет свой коробок, но пока так и не нашел его.