Почему метеоритные кратеры на земле располагаются группами. Метеоритные кратеры и воронки. Такие разные кратеры

Земная поверхность находится под метеоритной бомбардировкой, когда при попадании метеоритов небольших размеров возникают кратеры-лунки ударного типа, а при более редких попаданиях крупных метеоритов и астероидов (поперечником в сотни метров - первые километры) образуются взрывные кратеры диаметром в километры, даже в первые сотни километров. В процессе последующих преобразований земной поверхности эти космогенные кольцевые структуры теряют форму кратеров. В большинстве случаев, в недавнем прошлом, геологи принимали их за вулкано-тектонические структуры, однако сейчас для большинства из них установлены четкие признаки образования в результате удара и взрыва небесного тела. Для подобных структур был предложен термин «астроблемы» (в переводе с греческого «звездные раны»), который прочно вошел в научную литературу.

Сейчас на Земле насчитывается около двухсот астроблем, примерно1/10 часть выявлена на территории России. Большая часть их обнаружена в районах с высокой степенью геологической изученности, так что на больших пространствах России возможны еще многие новые открытия. Астроблемы получают свои названия по местности, где они обнаружены.

Интерес к ним особенно возрос после установления метеоритной природы лунных кратеров и подобных образований на других планетах и их спутниках. Предполагается, что в развитии Земли на начальном этапе была проявлена «лунная стадия», когда вся поверхность была мишенью для интенсивной метеоритной бомбардировки и имела вид современной Луны с ее кратерами. Некоторые исследователи считают крупные образования округлой формы на Земле (поперечником в тысячи километров) реликтами этой стадии, называя их нуклеарами.

По своим размерам астроблемы разделены на три группы.

Самой крупной в России является Попигайская астроблема на севере Анабарского массива: ее диаметр составляет 100 км. Немногим ей уступают Карская астроблема на Полярном Урале и Пучеж-Катункская на Средней Волге. Размеры остальных астроблем составляют километры — первые десятки километров.

По возрасту астроблемы распределяются в широком интервале от докембрия (астроблема Янисъярви - 725 млн лет) до плиоцена (астроблема Эльгыгытгын - 3,5 млн лет).
Выделяют поверхностные астроблемы, экспонированные непосредственно на земной поверхности, как со времени образования, так и вскрытые благодаря эрозионным процессам. К ним относится большинство астроблем, выявленных на территории России.

Другую группу составляют глубинные астроблемы, перекрытые после возникновения более молодыми осадочными отложениями. Например, Калужская астроблема возникла в девоне и была перекрыта каменноугольными отложениями.
Выявление астроблем, залегающих на глубине, возможно только на основе геофизических методов с последующим бурением скважин. В кратере молодых астроблем нередко сохраняется озеро округлой формы (озеро Эльгыгытгын, или Ямозеро в предполагаемой астроблеме на Тимане).

При взрыве астероида образуется кратер, часто с центральной горкой на дне, с валом и выбросами из кратера, иногда с полями рассеяния небольших кусочков расплавленного материала - тектитов. За счет взрыва возникают особые породы, названные импактитами; это - брекчии разного вида, тагамиты, возникшие из расплава, напоминающие лавы, и зювиты с обломочным материалом, близкие по облику к туфам.

Проявляются, также особые структуры, получившие название «конусов сотрясения». За счет высоких давлений при взрыве появляются высокобарические модификации кремнезёма - коэсит и стишовит, особые планарные структуры в минералах.

Небольшие по размерам метеоритные кратеры ударного происхождения имеют форму лунок с диаметром в десятки метров, глубиной в несколько метров. На территории России выявлено небольшое число таких кратеров, в том числе в результате падений метеоритов, наблюдавшихся человеком. Со временем такие кратеры теряют свою форму под действием экзогенных геологических процессов, что делает их выявление невозможным.

Из-за малых размеров и нечеткости ударные кратеры не различаются в строении геологических формаций. На территории России наиболее известна группа Сихотэ-Алиньских кратеров в , возникшая в результате своего рода «метеоритного дождя». При их изучении было собрано большое число осколков метеоритов.

Особое внимание привлекают следы Тунгусской катастрофы - взрыва небесного тела в , скорее всего ядра кометы, приведшего к радиальному повалу деревьев. Это примечательное место было объектом исследований многих экспедиций. Были высказаны различные гипотезы, порой фантастические, написано множество научных работ и научно-популярных сочинений. Единственное аналогичное событие произошло в , почти два десятилетия спустя, которое можно назвать, продолжая традицию, Амазонской катастрофой.

Изучение астроблем, следов Тунгусской и Амазонской катастроф позволяют говорить о кометно-астероидной опасности, связанной с возможными ударами крупных небесных тел в населенной местности. Трудно даже представить последствия грандиозного взрыва, когда в радиусе десятков километров будут расплавлены горные породы, и выбросы из кратера загромоздят его окрестности. Поэтому предлагается заблаговременно наладить международный мониторинг за движением астероидов и комет, подготовить ракетно-ядерные средства защиты.

Предполагается, что космические катастрофы в геологическом прошлом привели даже к смене животного мира и . Установлено, что 65 млн лет назад при образовании астроблемы Чиксулуб, на полуострове Юкатан в , возникла так называемая «иридиевая аномалия», четко выделяемая в отложениях по развитию иридия и других космогенных минералов, обогащению углеродом, включая молекулы в форме фуллеренов с космогенными изотопами гелия-3, местами с микротектитами.

Практически одновременно с кратером Чиксулуб образовались астроблема Силверпит в Северном море, Каменская и Гусевская астроблемы в России, в низовьях Дона, а несколько позднее - Карская астроблема на Полярном Урале. Вероятно, еще больше астероидов могло оказаться в пределах акваторий. В этом случае можно говорить об «астероидном дожде».

В результате исчезли динозавры и другие группы живых организмов мезозоя, уступив место кайнозойской жизни, с господством и появлением человека.
Помимо научного значения, изучение астроблем представляет практический интерес. В Попигайской астроблеме заключено уникальное месторождение технических алмазов, в виде мельчайших кристаллов особой формы, названных лонсдейлитами. На месторождении проводились геологоразведочные работы, но вопросы извлечения алмазов и технологии их применения как шлифовочного материала пока до конца не решены.

Тектиты-молдавиты, попавшие на территорию из кратера Рис в , применяются для изготовления ювелирных украшений. Небольшие антиклинальные складки над ископаемым валом Калужской астроблемы изучались с целью создания подземных хранилищ газа. В астроблеме Сильян в , напротив, проводилось бурение с целью найти газовое месторождение.
В целом, астроблемы и метеоритные кратеры как уникальные природные объекты, заслуживают образования заповедников, национальных парков или памятников природы, как это уже сделано в районе Тунгусской катастрофы.

С тех пор, как начались телескопические наблюдения Луны, одной из наиболее характерных особенностей нашего естественного спутника считалось обилие кольцевых гор — кратеров. Эти кольцевые образования покрывают значительную часть видимой стороны лунного шара, некоторые из них достигают в поперечнике двухсот и даже трехсот километров.

По поводу происхождения лунных кратеров долгое время боролись две точки зрения — метеоритная и вулканическая. Однако для того, чтобы ответить на вопрос, что же в действительности представляют собой кольцевые горы на Луне — кратеры потухших вулканов или воронки, образовавшиеся в результате падения космических тел—метеоритов, в распоряжении исследователей Луны не было достаточного количества необходимых данных. Такие данные появились лишь в результате изучения нашего естественного спутника космическими аппаратами. И эти данные убедительно свидетельствуют в пользу ударного происхождения подавляющего большинства лунных кратеров (хотя и не всех).

В частности, оказалось, что согласно современным оценкам, количество метеоритных тел, бороздивших пространство Солнечной системы в разные эпохи, как раз таково, чтобы объяснить именно то число кратеров, которое фактически существует на различных участках лунной поверхности. Так, например, подсчеты количества кратеров показали, что Луна подвергалась наиболее интенсивной метеоритной бомбардировке на протяжении первого миллиарда лет своего существования. В дальнейшем, по мере исчерпания метеоритного материала в пространстве Солнечной системы, число метеоритных ударов по лунной поверхности резко снизилось. Этим объясняется тот факт, что в лунных морях, которые образовались несколько позже континентальных районов, количество кратеров примерно в тридцать раз меньше.

Любопытно отметить, что в настоящее время интенсивность метеоритной бомбардировки Луны весьма невелика. Согласно имеющимся в распоряжении ученых данным, на площади радиусом около двухсот километров метеорит с массой около одного килограмма падает, в среднем, приблизительно один раз в месяц.

Сравнительно мало в современную эпоху выпадает на лунную поверхность и микрометеоритов. Однако воздействие микрометеоритных тел на поверхность нашего естественного спутника в масштабах всей Луны за астрономические промежутки времени ощутимо и в современную эпоху. Об этом свидетельствуют микрократеры — микроскопические воронки от ударов мельчайших частиц космического вещества, обнаруженные на зернах лунного грунта в образцах, доставленных на Землю. Примесь метеоритного вещества обнаружена в поверхностном слое лунного грунта везде, где были взяты соответствующие пробы.

Убедительный аргумент в пользу метеоритного происхождения лунных кольцевых гор дает, как ни странно, изучение уже известного нам спутника Марса Фобоса.

Выяснилось любопытное обстоятельство. Как уже говорилось, поверхность Фобоса сплошь усеяна кратерами. И они заведомо ударного происхождения: ведь спутник Марса невелик по размерам — всего около 27 км в длину, и ясно, что ни о каких вулканических процессах в его недрах не может быть и речи. А это, в свою очередь, означает, что и аналогичные кратеры на Луне, скорее всего, также должны иметь метеоритное происхождение, тем более, что кратеры, подобные лунным, в последние годы были обнаружены не только на Фобосе, но и на других телах Солнечной системы, в частности, и на самом Марсе. Как показало космическое фотографирование, многие участки поверхности этой планеты усеяны кратерами, напоминающими лунные. Большинство этих кратеров образовалось примерно в ту же эпоху, что и кратеры лунных материков, то есть 3,5—4 миллиарда лет назад. Часть из них довольно хорошо сохранилась, некоторые сильно разрушены, а есть и такие, от которых остались лишь едва заметные следы.

Многочисленные метеоритные кратеры были с помощью космических аппаратов обнаружены также и на самой близкой к Солнцу планете Солнечной системы Меркурии. Они покрывают практически всю поверхность этого небесного тела. Наиболее крупные из них имеют в поперечнике несколько десятков километров, наиболее мелкие (которые удалось разглядеть на телевизионных снимках, переданных из космоса) — около пятидесяти метров. В среднем, таким образом, кратеры Меркурия обладают меньшими размерами, чем лунные.

На многих крупных меркурианских кратерах можно обнаружить мелкие кольцевые образования, видимо, более позднего происхождения. Это говорит о том, что на ранней стадии существования Меркурия на его поверхность падали космические глыбы разных размеров, в том числе и весьма крупные, а с течением времени метеоритный материал в космическом пространстве становился все мельче. Справедливость подобного вывода подтверждается и тем, что более поздние по своему происхождению кратеры лунных морей значительно меньше по размерам, чем более древние континентальные кратеры. При этом нелишне отметить, что поверхность Меркурия формировалась приблизительно в ту же эпоху, что и лунные материки, то есть около 4—4,5 млрд. лет назад.

С помощью радиолокационных измерений были обнаружены кратерные образования и на планете Венера. Как известно, поверхность этой планеты в телескопы увидеть нельзя из-за сплошного непрозрачного слоя облачности. Но радиоволны проходят сквозь облачный слой и, отразившись от поверхности планеты, приносят информацию о характере ее рельефа. В результате радионаблюдений в одном из участков экваториальной области Венеры было зарегистрировано свыше десяти кольцевых кратеров диаметром от 35 до 150 км. Был также обнаружен кратер с поперечником около 300 км и глубиной в 1 км. Ему присвоено имя известного физика, одного из пионеров исследования радиоактивности, Лизы Мейтнер.

В отличие от лунных кратеров, а также кратеров Меркурия, венерианские кратеры довольно сильно сглажены.

Кроме того, на Венере была обнаружена похожая на кратер кольцевая структура довольно правильной формы, окруженная сильно разрушенным двойным валом с поперечником около 2600 км. Однако относительно природы этого образования существуют различные точки зрения.

Как известно, Юпитер и Сатурн — это водородно-гелиевые планеты. Однако их многочисленные спутники являются телами земного типа. И как показали космические исследования последних лет, они тоже в свое время подвергались интенсивной метеоритной бомбардировке. Например, следы многочисленных метеоритных ударов видны на поверхности так называемых галилеевых спутников Юпитера Ганимеда и особенно Каллисто. Оба эти спутника покрыты толстыми ледяными панцирями, поэтому кратерные образования на них имеют значительно более светлую окраску, чем кольцевые структуры на Луне. На снимке Ганимеда хорошо виден также большой темный бассейн диаметром свыше 3000 км. Не исключено, что это «след» столкновения Ганимеда с очень крупным телом типа астероида.

Отчетливые метеоритные кратеры просматриваются и на поверхности некоторых спутников планеты Сатурн.

Так, например, на Мимасе, на стороне, постоянно обращенной к Сатурну, хорошо виден огромный метеоритный кратер, поперечник которого — 130 км — равен одной третьей части поперечника самого Мимаса. Как показывают расчеты, будь удар, вызвавший образование этого кратера, чуть сильнее, и Мимас развалился бы на части. Кратеры покрывают и всю остальную поверхность Мимаса, делая его похожим на Луну. Они меньше по размерам, но зато довольно глубокие.

Есть крупные метеоритные кратеры и на поверхности другого спутника Сатурна — Дионы. Поперечник самого большого — около 100 км. От некоторых из них расходятся светлые лучи, видимо, образовавшиеся в результате выброса материала при ударах крупных метеоритных тел. Не исключено, правда, что лучи, о которых идет речь, представляют собой отложения инея на поверхности Дионы.

Наиболее крупные кратеры обнаружены на спутнике Сатурна Рее. Они достигают 300 км в поперечнике. Многие из.них имеют центральные пики. Вообще, своим внешним видом Рея также весьм-а напоминает Луну или Меркурий.

С помощью автоматической межпланетной станции «Вояджер-2», побывавшей в районе Сатурна в конце августа 1981 г., на спутнике этой планеты Тефии был зарегистрирован кратер поперечником около 400—500 км. Специалисты считают, что этот кратер скорее всего образовался в результате столкновения Тефии с массивным телом.

Кратер поперечником около 100 км обнаружен и на поверхности спутника Сатурна Гиперйона. Оказалось также, что этот спутник обладает неправильной формой, похожей на картофелину. По мнению ученых, столь необычную форму Гиперион мог приобрести в результате космического столкновения.

Таким образом, образование кратеров в результате падения метеоритных тел — явление, характерное как для планет земной группы, так и для спутников планет-гигантов. Но в таком случае возникает вполне естественный вопрос: почему подобных кольцевых образований нет на нашей планете Земля?

Правда, кольцеобразные воронки, возникшие на месте падения метеоритов на Земле, существуют. Один из таких кратеров находится в США в штате Аризона. Его поперечник около 1200 м, а глубина достигает 174 м. Целая группа метеоритных кратеров обнаружена и на острове Сааремаа в Эстонии. Наибольший из них имеет около ПО метров в поперечнике и заполнен водой.

Однако все эти и подобные им кратеры по своим размерам не идут ни в какое сравнение с наиболее крупными аналогичными кольцевыми образованиями, например, на Луне. И до недавнего времени считалось, что на Земле кратеров таких масштабов не существует вообще.
Это обстоятельство представлялось по меньшей мере странным, поскольку Земля формировалась в ту же эпоху, что и соседние с ней небесные тела. Следовательно в отдаленном прошлом на ее поверхность также должны были падать крупные метеориты. Возможное объяснение состояло в том, что за миллионы и миллиарды лет гигантские воронки, образовавшиеся в местах их падения, подвергались воздействию целого ряда природных факторов, совокупность которых характерна именно для Земли: дождя, ветра, сезонных колебаний температуры, различных подвижек земной коры... Кроме того, на Земле существует биосфера, оказывающая весьма существенное преобразующее воздействие на строение поверхностных слоев нашей планеты.

В то же время, геологические структуры, подобные гигантским кольцевым метеоритным кратергам, могли возникать чисто земными путями, не имеющими никакого отношения к падениям космических тел. К числу таких явлений, способных вызвать образование больших круговых впадин, относятся, например, проседания поверхностных слоев в карстовых районах, всплывания ледяных масс в областях вечной мерзлоты, и, в особенности, вулканические процессы.

Можно ли отличить древние гигантские метеоритные кратеры — их называют астроблемами — скажем, от вулканических образований? Такая возможность, в принципе, существует. Дело в том, что вулканические процессы тесно связаны с определенным характером строения земной коры в данном районе, они подготовлены всей предшествующей историей развития того или иного ее участка. Расположение же метеоритных кратеров совершенно случайное, поскольку метеориты с равной степенью вероятности могли падать в любой точке нашей планеты. Иными словами, метеоритные кратеры располагаются вне всякой зависимости от геологических структур.

Так как падения крупных метеоритных тел сопровождаются выделением значительного количества энергии при ударе о земную поверхность, то в метеоритных кратерах, как правило, можно обнаружить сдвиги пород в радиальных направлениях. Кроме того, в результате дробления пород в районе крупных метеоритных кратеров нарушается характерное для данного района расположение магнитных силовых линий.

Наконец, в местах падения гигантских метеоритов обнаруживаются специфические конусовидные образования размером от нескольких сантиметров до нескольких метров, для возникновения которых необходимы сверхвысокие давления. При ударах большой силы происходит также образование особых модификаций кварца, обладающих необычными физическими свойствами.

Чтобы оценить грандиозный характер явлений, возникающих при падении гигантских метеоритов, достаточно сравнить их с таким могучим природным процессом, как извержения вулканов. Во время гигантского взрыва, которым сопровождалось происходившее несколько лет назад извержение вулкана Безымянный на Камчатке, давление в ударной волне составило около 3—5 килобар. Это максимальное давление, которое может вообще развиваться в ходе геологических процессов. А при падении гигантских метеоритов развивается давление до 250 и более килобар.

Таким образом, в принципе имеется возможность отличить древние астроблемы от сходных по форме геологических образований. А это очень важно: выявление метеоритной природы гигантских кольцевых структур представляет не только теоретический, но и большой практический интерес. Если та или иная структура имеет не вулканическое, а метеоритное происхождение, то по-иному будут оцениваться возможности существования в данном районе полезных ископаемых.

В 1970 г. на севере Красноярского края была открыта одна из самых интересных в мире астроблем — Попигайская. Ее поперечник достигает 100 км, а глубина — 200—250 м. Расчеты показывают, что метеорит, породивший такую астроблему, должен был иметь несколько километров в поперечнике. Падение этого космического тела произошло около 40 млн. лет назад. Интересно, что в Попигайской астроблеме характер растительности соответствует зоне лесотундры, в частности, обильно произрастает лиственница. В окрестностях же астроблемы растительность практически отсутствует, даже еще значительно южнее простирается тундра. Возможно, подобное явление объясняется тем, что астроблема образует котловину, лежащую значительно ниже уровня окружающей местности. А может быть, в астроблеме существует интенсивный тепловой поток из земных недр. Окончательный ответ на этот интригующий вопрос могут дать только специальные исследования.

Таким образом и Земля, и другие небесные тела планетного типа, входящие в состав Солнечной системы, на определенном этапе своего существования подвергались интенсивной метеоритной бомбардировке. Это еще одно свидетельство в пользу того, что планеты формировались в едином процессе. И еще один вывод, имеющий немаловажное значение для выяснения закономерностей образования и эволюции Солнечной системы: в ее истории был период, когда в околосолнечном пространстве двигалось большое число крупных метеоритных тел.

Дальнейшее изучение метеоритных кратеров позволит глубже заглянуть в историю Земли и Солнечной системы.

Выпадение крупных метеорных тел, помимо эффектных явлений в атмосфере, вызывает также мощные процессы при контакте метеорного тела с земной поверхностью. Метеорит массой в сотни тонн и более обладает иногда настолько большой кинетической энергией, что от нее и после пролета сквозь земную атмосферу остается значительная часть и вся масса метеорита ударяется о поверхность Земли с космической скоростью (конечно, сильно уменьшенной против заатмосферного значения). Если скорость удара превышает 4-3 км/с, то возникают явления взрыва, при котором часть вещества метеорита и земные породы разрушаются и разбрасываются. На месте падения образуется воронка, которая при больших размерах получает название метеоритного кратера.

Известно не меньше 35 метеоритов, масса которых превышает одну тонну. Самый большой из них - железный метеорит Гоба, найденный в 1920 г. в Юго-Западной Африке, при массе 60 т не образовал воронки, тем более не образовывали их и метеоритные дожди, когда метеорит массой в несколько сотен килограммов еще до падения на поверхность Земли рассыпался на тысячи или сотни отдельных кусков.

Все они после этого, очевидно, двигались со скоростью свободного падения и взрывов не происходило. Так было, например, при выпадении дождя железных метеоритов в Сихотэ-Алинских горах (Дальний Восток); 12 февраля 1947 г. основное метеорное тело - небольшой астероид с массой 70 т - еще в воздухе, на высоте меньше 6 км, распалось на сотни кусков самых разнообразных размеров, от миллиметров до метров, которые выпали на площади эллиптической формы 6 км2, образовав ямы и воронки без взрывов. Самые крупные обломки с массой до 1750 кг образовали воронки поперечником в 20- 27 м и глубиной до 5 м. При этом происходило раздробление скальных подпочвенных пород, в обломках которых и находили части метеорита (рис. 243).

Рис. 243. Одни из разбившихся кусков Сихотэ-Алннского метеорита (железного). Хорошо заметна его ориентированная форма, оплавленная поверхность, покрытия регмаглиптами, похожими на отпечатки пальцев на глине

Для образования метеоритного кратера необходимо падение значительно более массивного тела. Долгое время на Земле был известен только один такой кратер - Каньон Дьябло в штате Аризона (США), в пустыне. Этот кратер (см. рис. 222) имеет правильную круговую форму, диаметр его 1207 м, глубина 174 м и высота вала над окружающей местностью от 40 до 50 м. Динамические расчеты подсказывают, что образовавший его метеорит должен был иметь массу от 60 до 200 тыс. т и диаметр 25-40 м.

По-видимому, скорость этого метеорита при его соприкосновении с почвой была от 15 до 10 км/с, а энергия эквивалентна энергии взрыва 1,7-1,8 мегатонн тринитротолуола (1 тонна тринитротолуола дает 10 калорий или ). Внедряясь в почву, а затем и в скальные породы, метеорит продолжал двигаться со скоростью не меньше 5 км/с и вызвал мощную взрывную волну - само твердое тело метеорита становится подобным сильно сжатому газу.

Ударная волна создает огромные давления и нагрев, который приводит к испарению и самого метеорита и скальных пород, принявших удар. Вместе с тем массы вещества, в том числе и неиспарившиеся обломки метеорита, выбрасываются из области взрыва, образуя глубокую чашевидную впадину, окруженную валом. Ее радиус пропорционален корню кубичному из кинетической энергии падающего тела в момент соприкосновения с поверхностью:

Осколки никелистого железа в изобилии найдены вокруг и внутри аризонского кратера. Кроме того, там же на поверхности найдены зерна минерала стишовита , который получен в лаборатории при давлении 160 000 атм, и коэзит - другая форма кремниевых соединений, образующихся при высоких давлениях. В аризонском кратере такие давления возникли, очевидно, при ударе метеорита, так что в его метеоритном происхождении не остается никаких сомнений.

Каньон Дьябло расположен в аризонской пустыне, где сглаживающее действие воды исключено, так что кратер мог сохраниться в течение нескольких тысячелетий. Такой же кратер во влажной местности при наличии богатой растительности перестал бы быть заметным за более короткий срок. В таких местах можно обнаружить только кратеры недавнего происхождения, как, например, группа кратеров Каалиярв на острове Сааремаа в Эстонии (главный из них имеет диаметр 110 м и заполнен водой). Зато в пустынях Австралии, Аравии, Америки были найдены так же хорошо сохранившиеся кратеры, как и аризонский. Съемки с самолета позволили найти метеорные кратеры в скальных породах канадского щита, образовавшиеся после последнего великого оледенения (т. е. менее 10 000 лет назад). Передвижения ледяных масс в ледниковый период стерли бы такой кратер с поверхности Земли. Среди этих кратеров самый большой находится в провинции Квебек (Канада) на полуострове Унгава. Его диаметр равен 3340 м, а глубина 361 м. Наружный вал, состоящий из разрушенных гранитных пород, возвышается на 100 м над окружающей местностью. Внутренний склон его имеет наклон к горизонту 45°, а внешний - около 25°. Кроме того, он окружен малыми кратерами, так же как и он, заполненными водой. В Канаде же методами аэросъемки обнаружены более древние сильно деформированные кратеры, еще более крупных размеров, а в Индии недавно обнаружен метеоритный кратер, подобный аризонскому. Его диаметр 1830 м, а глубина 150 м. Возраст его оценивается в 50 000 лет.

Все такие образования получили недавно общее название астроблемы, что переводится как «звездные раны». Их известно сейчас свыше 100. Применение современных методов геофизической разведки и аэрофотосъемки позволило обнаружить астроблемы несравненно более древние и грандиозные по размерам.

К астроблемам относится известная ранее Попнгайская впадина на севере Сибири диаметром 100 км. Реликтовым метеоритным кратером оказалась расположенная в центре Европы 27-километровая чаша Рис Кессель, образовавшаяся 15 млн лет назад. Угадывается огромная астроблема под льдами Антарктиды, несколько сотен километров в диаметре имеют кольцевые структуры на юге и севере Украины, внушает мысль о метеоритном происхождении совершенно круговая дуга восточного берега Гудзонова залива.

Существование на Земле астроблем как бы перебрасывает мост между лунным и земным ландшафтами.

История вопроса

Одним из первых учёных, связавших кратер с падением метеорита , был Дэниел Бэрринджер (1860-1929). Он изучал ударный кратер в Аризоне , ныне носящий его имя. Однако в то время эти идеи не получили широкого признания (как и тот факт, что Земля подвергается регулярной метеоритной бомбардировке).

В 1920-е годы американский геолог Уолтер Бачер, исследовавший ряд кратеров на территории США высказал мысль, что они вызваны некими взрывными событиями в рамках его теории «пульсации Земли».

Космические исследования показали, что ударные кратеры - самая распространённая геологическая структура в Солнечной системе . Это подтвердило тот факт, что и Земля подвергается регулярной метеоритной бомбардировке.

Файл:Astrobleme.Morphology.1.jpg

Рис. 1. Строение астроблемы.

Геологическое строение

Особенности строения кратеров определяются рядом факторов, среди которых основными являются энергия соударения (зависящая, в свою очередь от массы и скорости космического тела, плотности атмосферы), угол встречи с поверхностью и твёрдость веществ, образующих метеорит и поверхность.

При касательном ударе возникают бороздообразные кратеры небольшой глубины со слабым разрушением подстилающих пород, такие кратеры достаточно быстро разрушаются вследствие эрозии. Примером может служить кратерное поле Рио Кварта в Аргентине возраст которого составляет около 10 000 лет: самый крупный кратер поля имеет длину 4,5 км и ширину 1,1 км при глубине 7-8 м.

Рис. 2. Астроблема Мьолнир (Норвегия, диаметр 40 км), сейсмические данные

При направлении столкновения, близком к вертикальному возникают округлые кратеры, морфология которых зависит от их диаметра (см. Рис. 1). Небольшие кратеры (диаметром 3-4 км имеют простую чашеобразную форму, их воронка окружена валом, образованным задранными пластами подстилающих пород (Рис.1, 6) (цокольный вал), перекрытый выброшенными из кратера обломками (насыпной вал, аллогенная брекчия (Рис.1: 1)). Под дном кратера залегают аутигенные брекчии (Рис.1: 3)- породы, раздробленные и частично метаморфизированные (Рис.1: 4) при столкновении, под брекчией расположены трещиноватые горные породы (Рис. 1: 5,6). Отношение глубины к диаметру у таких кратеров близко к 1/3, что отличает их от кратерообразных структур вулканического происхождения, у которых отношение глубины к диаметру составляет ~0.4.

Рис. 3. Астроблема Ялали (Австралия, диаметр 12 км), данные магнитной съемки

При больших диаметрах возникает центральная горка над точкой удара (в месте максимального сжатия пород), при ещё больших диаметрах кратера (более 14-15 км) образуются кольцевые поднятия. Эти структуры связаны с волновыми эффектами (подобно капле, падающей на поверхность воды). С ростом диаметра кратеры быстро уплощаются: отношение глубина/диаметр падает до 0,05-0,02.

Размер кратера может зависеть от мягкости поверхностных пород (чем мягче, тем, как правило, меньше кратер).

На телах, не обладающих плотной атмосферой, вокруг кратеров могут сохраняться длинные «лучи» (образовавшиеся в результате выброса вещества в момент удара).

Согласно международной классификации импактитов (International Union of Geological Sciences, 1994 г.), импактиты, локализованные в кратере и его окрестностях делятся на три группы (по составу, строению и степени ударного метаморфизма):

• импактированные породы - горные породы мишени, слабо преобразованные ударной волной и сохранившие благодаря этому свои характерные признаки;
• расплавные породы - продукты застывания импактного расплава;
• импактные брекчии - обломочные породы, сформированные без участия импактного расплава или с очень небольшим его количеством.

Импактные события в истории Земли

По оценкам, 1-3 раза в миллион лет на Землю падает метеорит, порождающий кратер шириной не менее 20 км. Это говорит о том, что обнаружено меньше кратеров (в том числе «молодых»), чем их должно быть.

Список наиболее известных земных кратеров :

• Chesapeake Bay impact crater (Восток США)
• Haughton impact crater (Канада)
• Lonar crater (Индия)
• Mahuika crater (Новая Зеландия)
• Manson crater (США)
• Mistastin crater (Канада)
• Nördlinger Ries (Германия)
• Panther Mountain New York, (США)
• Rochechouart crater (Франция)
• Sudbury Basin (Канада)
• Silverpit crater (Великобритания , в Северном море)
• Rio Cuarto craters (Аргентина)
• The Siljan Ring (Швеция)
• Vredefort crater (Vredefort, ЮАР)
• Weaubleau-Osceola impact structure (Центр США)

Эрозия кратеров

Кратеры постепенно разрушаются в результате эрозии и геологических процессов, изменяющих поверхность. Наиболее интенсивно эрозия происходит на планетах с плотной атмосферой. Хорошо сохранившийся аризонский кратер Бэрринджера имеет возраст не более 50 тыс. лет.

В то же время, имеются тела с очень низкой кратерированностью и при этом почти лишённые атмосферы. Например, на Ио поверхность постоянно изменяется из-за извержений вулканов, а на Европе - в результате переформировывания ледяного панциря под воздействием внутреннего океана. Кроме того, на ледяных телах рельеф кратеров сглаживается в результате оплывания льда (в течение геологически значимых промежутков времени), поскольку лёд пластичнее горных пород. Пример древнего кратера со стёршимся рельефом - Вальхалла на Каллисто . На Каллисто обнаружен ещё один необычный вид эрозии - разрушение предположительно в результате сублимации льда под воздействием солнечной радиации.

Возраст известных земных ударных кратеров лежит в пределах от 1000 лет до почти 2 млрд лет. Кратеров старше 200 млн лет на Земле сохранилось крайне мало. Ещё менее «живучими» являются кратеры, расположенные на морском дне.

Примечания

Литература

• В. И. Фельдман. Астроблемы - звёздные раны Земли, Соросовский образовательный журнал, № 9, 1999
• Кольцевые структуры лика планеты. - М.: Знание, К 62 1989. - 48 с - (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Науки о Земле»; № 5)

Ссылки

• Classification and nomenclature of impactites . International Union of Geological Sciences (IUGS), Subcommission of the Systematics of Metamorphic Rocks (SCMR), Study group K (Chairman: D. Stцffler)
• Detailed aeromagnetic survey over the Yallalie astrobleme, Western Australia by Phil Hawke & M. C. Dentith, Centre for Global Metallogeny, The Univercity of Western Australia

Земные кратеры Google Maps KMZ (файл меток KMZ для Google Earth)

Луна
Физические особенности	Внутренняя структура Гравитация Топография Магнитное поле Атмосфера
Орбита	Орбита Фазы Новолуние Полнолуние Солнечное затмение Лунное затмение Прилив
Лунная поверхность	Селенография Видимая сторона Обратная сторона Моря Ударный кратер

Главная » Полезное » Почему метеоритные кратеры на земле располагаются группами. Метеоритные кратеры и воронки. Такие разные кратеры