Большинство космических лучей – это единичные протоны. Несмотря на исчезающе малые размеры и ничтожную массу, благодаря невероятной скорости они могут, подобно микроскопическим кувалдам, наносить довольно сильные удары. При столкновении с атомами, входящими в состав камня, они возбуждают ядерные реакции, в результате которых определенные элементы образуют характерные изотопы, называемые «космогенными нуклидами». Чем дольше камень подвергается воздействию потока космических лучей, тем больше в нем образуется космогенных нуклидов. Они накапливаются в течение тысячелетий.
Большая часть скальных пород, составляющих астероид, лежит достаточно глубоко и надежно защищена от космических частиц, барабанящих по его поверхности, как осенний дождь по крыше. В этих породах космогенные нуклиды образоваться не могут. Но как только ударное событие вырывает кусок камня из недр родительского астероида и выбрасывает его в межпланетное пространство, камень теряет спасительную «крышу» – теперь он полностью открыт космическим лучам. Космогенные нуклиды начинают накапливаться внутри него, как песок в нижней части песочных часов. Отсчет начался. Теперь все время, пока камень странствует в космосе, он открыт потоку космических лучей и в нем откладываются космогенные нуклиды – и чем дольше это продолжается, тем больше их становится.
Упав на земную поверхность, метеорит снова обретает защиту от бомбардировки космическими лучами – плотная азотная атмосфера и мощное магнитное поле Земли, обусловленное процессами, происходящими в ядре планеты, задерживают большую часть космических лучей, не пропускают их к земной поверхности. Образование космогенных нуклидов в метеорите прекращается, и часы, измеряющие время его полета, перестают тикать.
Измерив интенсивность потока космических лучей, пронизывающего Солнечную систему, мы можем вычислить скорость, с которой космогенные нуклиды образуются в небесном камне во время его космических странствий; другими словами, мы можем определить скорость хода изотопного секундомера. А измеряя в лаборатории степень концентрации космогенных нуклидов в метеорите, можно сосчитать, сколько раз за время его полета совершила оборот стрелка космического секундомера. Теперь мы знаем, сколько времени прошло с тех пор, как метеорит покинул родительский астероид, до момента, когда он достиг Земли.
Метеориты не летают по прямой – они обращаются вокруг Солнца по своим орбитам, которые случайно могут пересекать орбиту Земли. А значит, чтобы попасть на Землю, им обычно требуется долгое время. Некоторые каменные метеориты добрались до Земли немногим быстрее, чем за 100 000 лет, но большая их часть летала в космосе от десяти до тридцати миллионов лет. Однако многие железные метеориты оказались еще неторопливее: они оставались на своих околосолнечных орбитах в двадцать раз дольше, чем большинство камней. Некоторые из них, прежде чем попасть на Землю, провели в межпланетном пространстве до 500 миллионов лет и более, из-за чего в них скопилось огромное количество космогенных нуклидов.
Точно неизвестно, почему между временем, проведенным в межпланетном пространстве каменными и железными метеоритами, такая большая разница. Это одна из многих загадок науки о метеоритах. Одно из возможных объяснений заключается в том, что железные метеориты попросту оказываются в космосе более живучими. Имея большую жесткость, куски металла меньше «изнашиваются», не превращаются в пыль, в то время как хрупкие каменные метеориты подвержены эрозии в результате микростолкновений. Они быстрее «ветшают». Вероятно, существует предельное время, в течение которого каменный метеорит может путешествовать в космическом пространстве после того, как он был выброшен из родительского астероида. Потому и выходит, что ни у одного каменного метеорита «космический секундомер» не показывает длительного времени его странствия.
Подобно Земле, Луне и другим планетам, астероиды во время своего образования были горячими телами. Но, поскольку они так и не объединились и не сформировали тело планетарного масштаба, в их составе среди скальных пород не появилось больших количеств радиоактивных изотопов – горючего, энергия которого разогревает планету. То крошечное, в сравнении с имеющимся у планет, количество радиоактивного топлива, которое астероидам все же досталось при их формировании, очень быстро (в геологической шкале времени практически мгновенно) распалось, предоставив им промерзать на космических сквозняках до самой сердцевины.