ЗЕМНОЙ ЛИШАЙНИК НА КОСМИЧЕСКОМ КАМНЕ

Атнашева Ирина

класс 9 «А», школа гимназия № 35, г. Екатеринбург

Атнашев Тимофей

класс 6 «А», школа № 17, г. Соликамск

Атнашев Виталий Борисович

научный руководитель, канд. техн. наук, г. Екатеринбург

Этим летом на Урале нами был найден метеорит. Камень лежал на опушке леса почти полностью зарывшийся в лесную почву. Лишь небольшая часть его верхней стороны была открыта. И на этой поверхности как на блюдечке причудливой формы росли лишайники.

Мы тщательно вымыли метеорит в воде, высушили, взвесили, и оказалось, что его масса равна 4,7 кг. Магнит к метеориту не притягивается. На небольшой части метеорита есть корочка плавления. Когда метеорит летит с большой скоростью в атмосфере Земли, его поверхность нагревается и начинает плавиться. Образуется тонкий слой, который и называется корочкой плавления. Рядом с этим метеоритом было найдено несколько маленьких фрагментов метеорита. Причём только на одном из них корочка плавления была на всей поверхности, а на остальных только частично. Её цвет темно-коричневый или черный с резким переходом по линии от одного цвета к другому. Сам метеорит плотный, на нем нет пустот или пористых частей. Одной из особенностей, по которым можно отличить метеорит от земных камней, это наличие углублений похожих на отпечатки пальцев в пластилине. Эти углубления называются регмаглипты (от греческого rhegma ― рана и glyptos ― резанная, изваянная). Они образуются в результате «сверлящего» действия земной атмосферы на метеориты во время их движения с космическими скоростями [1, с 564]. На большом метеорите такие округлые углубления и выступы выглядят не очень эстетично. А на одном из фрагментов они имеют вид классических регмаглиптов.

Определим твердость найденного метеорита. Метод определения твердости путем царапанья разработал минералог Фридрих Моос [2, с. 18]. Определяется она по десятибалльной шкале. Твердость 1 имеет минерал тальк. Скоблится он ногтем. Минерал апатит имеет твердость 5. Он с трудом царапается перочинным ножом. Кристалл кварца имеет твердость 7. Он легко царапает оконное стекло. Алмаз имеет твёрдость 10. Он не царапается ничем. Теперь определим твёрдость нашего метеорита. Пытаемся поцарапать фрагментом метеорита осколок оконного стекла. На стекле остаются чуть заметные царапины. Твердость стекла 5. Значит твердость метеорита выше 5. Теперь пытаемся поцарапать перочинным ножом фрагмент метеорита. Метеорит царапается, но с трудом. Остаются очень маленькие царапины. Значит точно твердость метеорита выше 5. Начинаем царапать фрагмент метеорита кристаллом кварца. Царапается легко. На поверхности метеорита остаются хорошо выраженные царапины. Значит твердость метеорита ниже 7. Попробуем поцарапать фрагмент метеорита стальным напильником. Царапается, но с большим трудом. Царапины остаются меньше тех, что образовывались от кристалла кварца. Твердость стального напильника 6. Значит твердость метеорита ниже 6. По результатам эксперимента можно сделать вывод, что твердость найденного метеорита находится в диапазоне 5―6 по шкале Мооса. Известно много природных минералов с такой же твердостью. Например, минералы гематит с твердостью 5,5―6,5, периклаз ― 5,5―6, гиперстен ―5―6 [3, с. 17].

Цвет камня темно-коричневый и коричневый. Имеются включения светло-коричневого цвета размером 2―15 мм. Более надежным диагностическим признаком минерала, чем цвет, является так называемый цвет черты [2, с. 15]. Для этого нужно минерал потереть о неглазурованный фарфор. Берем фарфоровую чашку для чая, переворачиваем ее вверх дном, находим неглазурованный ободок и чертим по нему фрагментом метеорита. Появляется черта коричневого цвета. Для минерала гематита, например, черта красная [3, с. 24]. Там же приведен список минералов, у которых черта желтая, оранжевая или коричневая. Среди них минерал гиперстен, который находят и в каменных метеоритах.

Продолжим наши эксперименты. Измерим плотность нашего метеорита. Воспользуемся методом, предложенным древнегреческим инженером из Сиракуз легендарным Архимедом. Принимая ванну, он понял, как можно измерить удельный вес или по современной терминологии плотность сплава, из которого была сделана корона. Простота найденного решения так поразила Архимеда, что он выскочил из ванны и с криком «Эврика» побежал по улице. Для измерения плотности метеорита используем аптекарские весы. Под одной из чашек весов подвесим на тонкой медной проволоке фрагмент найденного метеорита. Также приготовим сосуд с кипяченой водой комнатной температуры. Взвесим подвешенный к чашке весов фрагмент метеорита. Его масса равна m₁ = 206,0 г.Теперь опустим фрагмент метеорита в сосуд с водой так, чтобы он был полностью погружен в воду и не касался стенок и дна сосуда. Снова взвесим. Масса метеорита стала равной m₂ = 148,4 г. Далее проведем такие же вычисления, как приведенные в примере [3, с. 19]. Найдем массу воды вытесненной фрагментом метеорита m_в = m₁ – m₂ = 206,0 - 148,4 = 57,6 г. Затем найдем объем вытесненной воды V равный объему метеорита. Примем, что плотность воды d_в = 1 г/см³. Тогда V = m_в/ d_в = 57,6/1 = 57,6 см³. Теперь мы можем вычислить плотность фрагмента метеорита d_м = m₁ / V = 206,0 / 57,6 = 3,58 г/см³. Посмотрим в таблице [3, c. 20] какие природные минералы имеют такую же плотность. Гиперстен имеет плотность 3,4―3,5 г/см³, алмаз 3,47―3,55 г/см³. Алмаз, к сожалению, отпадает, так как метеорит имеет меньшую твердость, а вот на счет минерала гиперстена стоит подумать. Наш метеорит немного тяжелее. Может там есть включения более тяжелых минералов или металлического железа.

Вернемся к опыту с магнитом. Возьмем чистый лист бумаги и два фрагмента метеорита. Потрем эти фрагменты друг об друга над листом бумаги. Через некоторое время на листе бумаги можно обнаружить маленькие частички метеорита. Подведем под лист бумаги магнит и поводим им вдоль бумаги. Хорошо видно, что некоторые частички движутся вслед за магнитом. Значит, в них есть железо. А сколько точно железа в нашем метеорите можно будет узнать после проведения химического анализа.

Далее попытаемся определить, что за лишайник вырос на нашем метеорите. Вначале сделаем небольшое отступление. Ученые Европейского космического агентства провели интересный эксперимент. Они поместили образцы лишайника видов ризокарпон географический Rhizocarpongeographicumи ксантория элегантная Xanthoriaelegansв специальный контейнер. Этот контейнер поместили в спутник Foton–M2, который запустили на околоземную орбиту. Там контейнер был вынесен за пределы защитной оболочки спутника и открыт. В таком положении он находился две недели. За это время лишайники подверглись воздействию высокой и низкой температур, интенсивному солнечному излучению и космической радиации. Через 14 дней контейнер снова был закрыт, помещен внутрь спускаемого аппарата, а после возвращения на Землю отправлен в голландскую лабораторию Европейского космического агентства. По свидетельству ученых лишайники находились в прекрасном состоянии, и у них сохранилась способность к фотосинтезу [4]. Этот успешный эксперимент возродил спор о том, не была ли Земля «заражена» колонией лишайников, которые вылетели с какой-нибудь планеты после удара об нее метеорита. Также было сделано предположение, что лишайники могли бы выжить на поверхности Марса.

Попробуем описать лишайник, найденный на нашем метеорите. Слоевище листоватое, розетковидное, с тесно сближенными, налегающими друг на друга и приподнимающимися вздутыми лопастями. Сверху слоевище голубовато-зеленовато-серое, снизу темно-коричневое. Под 10–кратной лупой на слоевище можно увидеть черные шаровидные пикнидии, в которых находятся споры. Внимательно просматриваем определитель лишайников и находим [5, c. 291], что это один из самых обычных лесных видов лишайников, распространенных почти по всей России. Это гипогимния вздутая ― Hypogymniaphysodes. Вряд ли этот лишайник прилетел к нам из космоса. Во всяком случае, если и прилетел, то не сейчас. Но что интересно, он прекрасно развился на поверхности космического камня.

Оценим, сколько времени лишайник рос на метеорите. Размер лишайника равен 16 мм. Примем, что радиальный прирост для листоватых лишайников, к которым относится гипогимния вздутая, равен 1,5 мм в год. Делим радиус равный 8 мм на 1,5 мм. Получаем 5,3 года. Исходя из этого расчета, можно предположить, что метеорит упал в 2006―2007 годах.

Таким образом, проведя предварительные исследования найденного метеорита и определив какой лишайник растет на его поверхности, можно сделать вывод о принципиальной возможности заселения лишайниками соседних планет Солнечной системы. Также несложно представить некоторые сцены из будущей колонизации планет.

Космонавты получили важное задание ― с помощью лишайников обогатить Марс кислородом. Почему именно Марс? В недалеком будущем Марс может стать местом жительства людей. После года сложных тренировок и более подробного изучения биологии космонавты отправляются в очень долгий и важный путь, можно сказать даже революционный, так как от этого полета зависит будущее жителей Земли. После семимесячного перелета на Марс, они совершают посадку на поверхность планеты. Кто эти герои, от которых скоро будет зависеть судьба всех жителей Земли? Лихенолог Юрий Алексеевич, ответственный за выращивание лишайников, и инженер Павел Александрович. Инженер, без которого ничего не получится. Он защитит лишайники от марсианской пыли и падения мелких метеоритов. Ну и оставшаяся команда, которая должна помочь инженеру и лихенологу. Как же на Марсе красиво! Красные дали и синеватые закаты солнца. Эх, здесь бы жить! Но в таких условиях пока вряд ли можно жить. Но ничего, это исправимо. Скоро сбудутся мечты многих жителей Земли. Космонавты подходят к большому камню, на который легко посадить лишайник. И вот, начинается самое главное, наверно за последние сто лет, событие. Главное не ошибиться!!! Юрий Алексеевич сажает лишайник на камень с помощью замазки из гидрооксида железа. Вроде бы все нормально. Ну что ж, главное теперь Павлу Александровичу не ошибиться. Он включает компрессор, подсоединенный к генератору нанокристалов, и… Да! Все посаженные на камень лишайники накрываются прозрачным пузырем. Любой метеорит при соприкосновении с этим пузырем просто отлетит. Все, теперь работе лишайников ничто не помешает. На Марсе с помощью фотосинтеза лишайников начинает появляться кислород. Он не чувствуется, но начинает появляться. Да! Это огромный прорыв в биологии и в принципе во всей науке. Хотя наполнение воздуха Марса кислородом это дело не одного года, а многих лет, есть гарантия, что потомки уже точно смогут жить на Марсе!!! Эти люди ― герои не зря живут в этом мире.

Список литературы:

1. Большая советская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. 1975,Т. 21. ―640 с.
2. В. Шуман Мир камня. Горные породы и минералы. М.: Мир. 1986, Т. 1. ―214 с.
3. В. Шуман Мир камня. Драгоценные и поделочные камни. М.: Мир, 1986. Т. 2. ― 262 с.
4. Лишайники ― настоящие дети космоса. [Электронный ресурс] ― Режим доступа ― URL: http://elementy.ru/news/164961
5. Определитель лишайников СССР / Под ред. И.И. Абрамова. Л.: Наука, 1971, вып. 1. ― 412с.