22.9.6. ВОЗРАСТЫ ОБЛУЧЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ ЛУЧАМИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

Космические лучи в значительной степени поглощаются в поверхностном слое метеоритного вещества толщиной В поглотителе главным образом за счет расщепления ядер образуется множество различных радиоактивных и стабильных изотопов, Их измерение дает представление о полной дозе облучения, полученной веществом метеорита на незначительной глубине от поверхности какого-либо из предшествующих ему тел. Детальное изучение пространственного распределения различных продуктов расщепления позволяет в благоприятных случаях сделать выводы о градиентах, расстоянии до поверхностей, существовавших в периоды облучения, и форме тела, если она оставалась неизменной в течение периода облучения (см., например, [159]). Результаты исследований позволяют также сделать выводы о приблизительном постоянстве космического излучения за последний промежуток

(кликните для просмотра скана)

времени порядка лет [40]; следовательно, дозы облучения могут указывать на длительность облучения (подробные обзоры см. в [218, 246, 253]).

Исследованные радиоактивные изотопы, возникающие под воздействием космических лучей, распадаются на две группы: большая часть изотопов с периодами полураспада менее 106 лет и один с периодом полураспада более 109 лет. Таким образом, измеримые активности изотопов из первой группы определяют время облучения в современный период развития Солнечной системы. Однако активность долгоживущих изотопов не обеспечивает какой-либо информации о периоде или периодах, когда произошло облучение.

По причинам практического характера определение большинства доз облучения основано на измерениях не радиоактивных изотопов, а стабильных продуктов расщепления типа Кроме того, в этих случаях, создающих основу для статистических выводов, обычно отсутствуют данные, указывающие, когда произошло облучение, какая часть существующего в настоящее время метеоритного конгломерата была облучена или сколько было отдельных интервалов облучения.

Тем не менее в большинстве исследований метеоритного вещества в скрытом или явном виде предполагается (и термин «возраст облучения» действительно это подразумевает), что вещество подверглось облучению в результате одного-единственного разрушающего события и полная наблюдаемая доза был накоплена за период времени, непосредственно предшествующий падению метеорита. Эта точка зрения вытекает и из представления о родительских телах метеоритов (приравниваемых к астероидам или ядрам комет), которые могли появиться как крупные тела без цепи предшественников. Предполагается, что после такого неопределенного возникновения тела неизбежно подвергаются одностороннему процессу вырождения. В подобном подходе, очевидно, игнорируется необходимость того, что наблюдаемые теперь астероидные и пометные тела должны были образоваться путем физически приемлемого процесса, в частности за счет планетезимальной аккреции (см. разд. 11.3 и 12.1).

В противоположность этому необходимо предположить, что исходное метеоритное вещество было облучено уже на ранней стадии развития Солнечной системы, а последовательность разрушающих и созидающих соударений создала ряд экранирований и облучений, и самая последняя фрагментация, которая привела к образованию метеорита, представляет собой лишь последний этап облучения. Это отчетливо видно по трекам частиц космических лучей низких энергий (диапазон (рис. 22.9.1) и из распределения ионов килоэлектронвольтного диапазона, внедренных в поверхностный слой толщиной порядка

Венке [420] показал, что облученный таким образом материал обычно значительно чаще встречается в одних типах метеоритов по сравнению с другими (например, приблизительно в 15% из всех исследованных хондритов -типа и только в нескольких процентах хондритов и -типов). Вероятно, это означает, что планетезимали в родительском струйном потоке -типа провели более длительное время в относительно рассеянном состоянии и что материал и -типов был сфокусирован быстрее, возможно, из-за первоначально меньшего разброса в пространстве скоростей. Подобные выводы были сделаны вследствие различной частоты появления зерен, содержащих треки частиц, — она изменяется, например, от 30% всех зерен в метеорите Фейетвилл до приблизительно 6% в метеорите Капоэта [287, 432].

Кроме облученных монокристаллов или обломков кристаллов, в метеоритах были найдены агрегаты различных размеров с аналогичным образом облученными поверхностями [253, 286, 334]. Вероятно, такие совокупности являются более распространенными, чем следует из числа обнаруженных до сих пор, так как их идентификация в окаменелом метеоритном веществе становится труднее с увеличением размера метеорита. Такие агрегаты, которые при облучении были уплотненными, соответствуют этапу в планетезимальной эволюции, когда некоторые агрегаты окаменели, вероятно, в результате воздействия ударной волны, затем вновь раскололись при столкновении, подверглись действию облучения и повторно погрузились в мелкозернистый материал, не обладающий сцеплением и впоследствии также уплотненный. К другим наблюдаемым явлениям, иллюстрирующим последовательность эволюции облучения, вероятно, относятся различные «возрасты» облучения, обнаруженные для разных частей одного и того же метеорита [440], и систематическое несоответствие возрастов облучения, определенных по [417].