Ртуть на метеоритах




Ртуть на метеоритахДанные о распространенности химических элементов в космосе служат опорой всех гипотез о происхождении Вселенной, в том числе о происхождении и эволюции тел в Солнечной системе.

Единственным космическим объектом, состав которого можно изучать непосредственно в лаборатории, до недавнего времени была лишь Земля.

После же того, как автоматические станции и космонавты доставили на Землю лунный грунт, число космических объектов, доступных прямым методам исследования, удвоилось.

Химический состав планет

О химическом составе других планет Солнечной системы, самого Солнца и звезд можно судить, изучая приходящий от них свет методами спектрального анализа. Правда, еще иногда информация о внеземном веществе «падает с неба» в виде метеоритов.

Установлено, что метеориты не содержат каких-либо новых, неизвестных на Земле химических элементов. Химический состав Солнца, Земли с ее спутником в общих чертах оказался очень близким к химическому составу метеоритов.



Обнаруживаются лишь некоторые расхождения в закономерности распространения элементов: одни химические элементы в несколько (от двух до пяти) раз более распространены на Солнце, другие — в метеоритах. Исключение составляет ртуть.

В земной коре содержится семь миллионных долей процента этого элемента. На Солнце ртуть вообще не найдена — линия ртути в солнечном спектре отсутствует; а вот в метеоритах ее почти в 21 раз больше того значения, которое вытекает из теоретических расчетов по аналогии с распространением других элементов таблицы Менделеева.

Этот ртутный парадокс смущал геохимиков давно. Логично было бы предположить, что метеориты могут «заражаться» ртутью, попав в земную атмосферу. Первую проверку этой гипотезы провели американские ученые в 1967 году и пришли к выводу, что «заражения» нет.

Рассуждения экспериментаторов таковы: атмосферная ртуть оседает на поверхности метеорита, поэтому при нагревании до достаточно высокой температуры (110 градусов) эта непрочно связанная ртуть должна испаряться. Однако такого испарения они в опытах не обнаружили.

И, тем не менее, выводы, сделанные американскими учеными, оказались ошибочными.

В работах 1967 года было исследовано всего 38 метеоритов. К настоящему времени зарегистрировано падение около двух тысяч метеоритов. Для 164, у которых известна дата падения (а не дата находки), определено содержание ртути. Самый «древний» из таких метеоритов пролежал в музее более ста лет.

Сопоставив земной возраст метеоритов и содержание в них ртути, ученые Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского убедились в следующей закономерности: чем больше метеорит пробыл на Земле, тем больше в нем ртути. Как видим, этот факт выступает в пользу гипотезы «заражения».

Накопление ртути

Но почему тогда в опытах американских ученых ртуть при 110 градусах не испарялась? Ответ был найден после экспериментов, проведенных в лаборатории Института геохимии и аналитической химии с базальтовыми породами. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения образцов с атмосферной ртутью, их измельчили в порошок.

И чем дольше хранился этот порошок, тем больше ртути в нем накапливалось. Обнаружился и другой интересный факт: вместе со временем хранения росла и энергия, которую нужно было затратить, чтобы оторвать атомы ртути от поглотившей их поверхности, то есть ртуть начинала испаряться с поверхности не при 110 градусах, а при более высокой температуре.

А объяснить это можно тем, что с течением времени физическое связывание ртути переходит в более прочное — химическое, физическая сорбция переходит в химическую.

Конечно, каменные метеориты — это не порошки, но, с другой стороны, поверхность у них очень пористая. Общая поверхность метеорита Оргелл (год падения 1864-й) примерно в сто раз превосходит площадь его геометрической поверхности.

Следовательно, опыты с базальтовыми порошками можно сопоставлять с реальным поглощением ртути метеоритами. Зная скорость, с которой происходит ртутное «заражение» (то есть поглощение ртути из атмосферы метеоритным веществом), и время, проведенное на Земле метеоритом, можно рассчитать, какое количество ртути содержалось в метеоритах до их падения на Землю.

Новое значение распространенности ртути в метеоритах, найденное с учетом поправок на атмосферное «заражение», полностью снимает вопрос о ртутном парадоксе.