Общее число астероидов очень велико. Самый крупный из них — Церера — имеет диаметр 1025 километров. Большинство же астероидов — это просто глыбы и мелкие обломки, несущиеся в пространстве; их число превышает многие миллионы.
Астероиды движутся по своим орбитам беспорядочно, испытывая бесчисленные возмущения, обусловленные влиянием главным образом гравитационного поля Юпитера. Вследствие этого происходят непрерывные изменения параметров орбит астероидов, что приводит к многочисленным взаимостолкновениям и как следствие дроблению этих небесных тел на более мелкие фрагменты.
Общее число сближающихся с Землей, малых планет, изучение которых только начинается, достигает 1000, но вместе с более мелкими осколками их количество значительно больше. Астероиды или их отдельные фрагменты и осколки, которые вырвались из пределов пояса малых планет и попали в сферу притяжения Земли, а затем вошли в ее атмосферу и достигли земной поверхности, — это и есть, по существу, метеориты.
Польский астроном Я. Гадомский в одной из своих работ привел размеры земных площадей, которые могут пострадать вследствие столкновения Земли с метеоритом, в зависимости от его геометрических размеров.
К счастью, столкновение нашей планеты с метеоритами происходит достаточно редко. Вероятность встречи с метеоритным телом диаметром 250 метров не превышает, по расчетам, одного раза в 120 тысяч лет.
Долгое время считалось, что основным источником «поставки» на нашу планету всех метеоритов является пояс астероидов. Однако в последние годы появилось множество свидетельств о возможном происхождении части метеоритов из короткопериодических или коме-топодобных объектов.
Это подтверждают, в частности, исследования распределений малых космических тел по определенной комбинации элементов орбит. Оказывается, большая часть метеоритообразующих тел генетически связана с астероидами, а менее 10 % из них могут иметь исключительно к сметное происхождение.
Отметим наконец и тот момент, что орбиты некоторых астероидов с большим эксцентриситетом очень близки к орбитам короткопериодических комет и практически не отличимы от них.
В качестве примера можно отметить сильно вытянутую орбиту астероида Гидальго, расположенную между орбитами Сатурна и Марса. При среднем расстоянии пояса астероидов от Солнца 2,7–2,8 а. е. астероид Гидальго удаляется в перигелии от Солнца на 5,8 а. е., что дает некоторым специалистам основание считать его кометным ядром, захваченным планетами околосолнечного расположения.
Упомянем еще об одном источнике появления в окрестностях Земли метеоритов, который в некоторой степени связан с кометами.
В любой паре двух небесных тел существует так называемая точка либрации (точка Лагранжа), в которой небесное тело, движущееся под влиянием притяжения двух других тел значительной массы, может находиться в состоянии относительного равновесия.
Имеются такие точки и в системе «Земля — Луна». Из них для нас наибольший интерес представляют точки устойчивого равновесия, в которых практически не сказывается влияние Солнца, планет и других небесных тел. По логике вещей, зоны вокруг таких точек играют роль своеобразных гравитационных ловушек, в которых могут «застревать» небесные тела диаметром до нескольких десятков метров.
В 1956 году польским астрономом К. Кордылевским в окрестностях точек Лагранжа были обнаружены сгущения из частиц метеорной пыли и льда. Эти скопления, получившие названия облаков Кордылевского, доступны наблюдению, как очень слабо светящиеся протяженные пятна, в прозрачные ночи. Они были сфотографированы самим Кордылевским в 1961 году и американскими астрономами — в 1964 году. Уже в те годы была высказана гипотеза о постепенной сгущении облаков и превращении их в достаточно плотные космические тела с растущей массой.
Вполне понятно, что появление каждого такого тела способствует возникновению систем «Земля — сгусток» и «Луна — сгусток» со своими точками Лагранжа, в которых опять же должны образовываться новые скопления вещества.
В принципе такие процессы непрерывны и за многие сотни миллионов лет должны были привести к появлению в системе «Земля — Луна» множества разнокалиберных космических тел. Однако этого не произошло. Спрашивается, какие внешние силы могли взять на себя роль «санитаров», очищающих околоземное пространство от постоянно возникающих сгустков космического вещества?
Ответ может быть только один: с такими «обязанностями» справляются кометы, которые, периодически врываясь в пределы Солнечной системы, нарушают ее извечный баланс сил. Правда, у большинства комет масса незначительна и как следствие возмущения от них ничтожны. Иное дело — одна из самых больших комет — комета Галлея, которая каждые 76 лет возвращается к Солнцу, почти под прямым углом пересекает плоскость системы «Земля — Луна» и каждый раз «расходится» с Землей на достаточно близких по астрономическим понятиям расстояниях. Вполне понятно, что образующиеся в окрестностях нашей планеты сгустки вещества никак не защищены от периодических воздействий кометы Галлея.
Можно предположить, что еще задолго до того, как эта комета войдет в пределы Солнечной системы, силы ее гравитационного притяжения нарушают равновесие, в котором пребывают сгустки пыли и льда, а также отдельные метеорные тела различных размеров. Они покидают точки Лагранжа и, набирая скорость, устремляются под воздействием сил притяжения к Земле или к Луне.
Таким образом, комета Галлея может являться «виновницей» периодических бомбардировок нашей планеты метеоритами.
При встрече с Землей метеориты разных типов ведут себя, в общем, одинаково. При полете в условиях плотной атмосферы от трения о воздух движение метеорита затормаживается, и он плавится по фронтальной поверхности. Расплав мгновенно сдувается, образуя дымный след метеорной пыли, состоящей из микроскопических капелек метеоритного вещества. Эти капельки постепенно выпадают на земную поверхность в виде силикатных или металлических шариков. Если метеорит мал, то он может практически целиком распылиться в атмосфере. Крупные метеориты (болиды) при пролете через атмосферу теряют лишь небольшую часть своей массы. При этом в зависимости от внутренней структуры и прочности метеорита его падение происходит в виде или единой массы, или множества обломков, образующих метеоритный «дождь».
Ежегодно на поверхность Земли падает до 1000 метеоритов общей массой 1500–2000 тонн (5–6 тонн за одни сутки). При падении крупных метеоритов выделяется огромное количество энергии. Представление о ней может дать нижеприведенная таблица, включающая сопоставление величины энергий ряда планетарных процессов и явлений кратерообразования.
Таким образом, энергия, выделяющаяся в доли секунды при столкновении крупного метеорита с Землей, может во много раз превосходить энергию, развивающуюся при разрушительных геологических явлениях — землетрясениях и извержениях вулканов. Поэтому крупный метеоритный взрыв считается исключительным явлением в геологическом развитии Земли.
Специалисты, которые занимаются вопросами столкновения небесных тел, считают, что за свою геологическую историю продолжительностью 4,5 миллиарда лет Земля испытала более миллиона столкновений с кратерообразующими метеоритами.
Частоту кратерообразующих событий принято оценивать исходя из числа астероидов, пересекающих земную орбиту. Такие оценки показывают, что на Землю падают в среднем за каждый миллион лет три тела диаметром более 1 километра.
Крупные тела при соударениях с сушей создают глубокие структурные нарушения, могут раскалывать земную кору и образовывать разломы, давать импульсы, направляющие движение лйтосферных плит и образующие тектонические депрессии и швы.
Приведенный беглый обзор показывает, что сегодняшнее состояние поверхности Земли во многом определяется историей ее бомбардировки астероидами и метеоритами.
При перигелийных прохождениях ядро любой кометы разрушается. В частности, испаряющиеся с поверхности газы увлекают за собой отдельные пылинки (частицы) самых различных размеров. Наиболее маленькие из них (субмикрометровые) под действием, давления солнечного света «выметаются» в хвост, но на крупные частицы световое давление практически не оказывает никакого влияния. В потоках испаряющихся газов эти пылинки приобретают скорости порядка десятков метров в секунду. Пылинки и частицы, увлеченные с поверхности кометного ядра испаряющимися газами, гравитационно с ним не связаны и должны двигаться, как и само ядро, просто по орбите кометы. Однако поскольку ядро и пылинки имеют небольшие относительные скорости, то, следовательно, с течением времени последние должны распределяться по орбите кометы.
