Как определяют происхождение метеоритных кратеров. Метеоритные 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.

В 50-х годах прошлого столетия внимание некоторых геологов привлекли структуры, возникшие при ударах метеоритов – метеоритные кратеры . В окрестностях явно выраженного в рельефе кратера Аризона был обнаружен коэсит (разновидность кварца, образовавшаяся при высоком давлении) и накоплена информации об образовании трещин и метаморфических явлениях в породах, которые, как считалось, могли образоваться только при метеоритных ударах. После этого, не только явно выраженные в рельефе метеоритные кратеры, но и структуры, которые считались возникшими при метеоритных ударах в древние времена, стали обнаруживаться одна за другой. Р.Диц (Dietz, 1960) назвал такие древние шрамы от ударов метеоритов «астроблемами » (astroblemes) – звёздными ранами (от греческих слов, обозначающих «звезда» и «рана»). И в настоящее время принято называть астроблемами такие структурные формы, которые утратили морфологические признаки кратеров

Распространение современных или ископаемых импактных кратеров, установленных на Земле, очень неравномерно. Это обусловлено тем, что сохранность кратеров в значительной степени зависит от интенсивности последующих движений земной коры. В молодых метеоритных кратерах, которые до сих пор хорошо выражены в рельефе, сохранилось намного больше доказательств их импактного происхождения, чем в древних.

В настоящее время метеоритные кратеры и астроблемы известны на всех континентах. Всего их насчитывается более 150 (по данным на 1990 год). Более 40 структур расположены на территории Канады и около 20 – на территории бывшего СССР. Размеры метеоритных кратеров варьируют от 15 м до 100 км и более. Известно около 20 крупных структур с диаметром более 20 км (из них 7 находится на территории бывшего СССР, в том числе самые большие из известных – Лабынкарский, Пучеж-Катунский и Попигайский (рис. 7.3) кратеры, с поперечниками от 60 до 70 км).

Возраст метеоритных кратеров от позднего протерозоя до кайнозоя. Например, Аризонский кратер (рис. 7.4) образовался в плиоцене около 9 млн. лет назад, Янисъварская астроблема имеет возраст около 700 млн. лет, а астроблема Садбери (?) в Канаде – около 1700 млн. лет. (В лунных метеоритных кратерах есть признаки излияний лавы и Р.Диц попытался доказать, что, так называемый, «лополит Садбери» в Канаде является древним импактным кратером, а слагающие его интрузивные породы, по сути, есть продукты постимпактного магматизма и вулканизма, спровоцированного падением огромного метеорита.)

Не менее загадочна и другая кольцевая структура – Фредефортский купол в Южной Африке с возрастом пород около 3.54 млрд. лет.

Структура и состав пород метеоритных кратеров и астроблем

Обычно метеоритные кратеры образуют округлую структуру, окружённую приподнятым валом, а иногда и внешней опрокинутой от центра «синклиналью». Кратеры заполнены ударной брекчией, лежащей на расколотых и трещиноватых породах. В середине кратеров часто присутствует центральное поднятие, сложенное хаотической брекчией, состоящей из вынесенных наверх пород дна кратера. Из-за позднейших разрушений, оползней и эрозии некоторые элементы строения кратеров могут быть слабо выражены либо вообще отсутствовать.

При ударе метеорита о Землю в месте удара (в метеоритном кратере) возникают огромные давления (до 100 МПа) и температуры (до 2000°), которые могут приводить к образованию:

● горных пород особого сложения (автохтонной и аллохтонной брекчий, импактитов) и структур.

● высокобарических фаз кремнезёма (коэсита, стишовита), высокобарических минералов группы пироксена (жадеита) и группы шпинели (рингвудита), лешательерита (кварцевое стекло), мескелинита (переплавленный в стекло битовнит), алмаза и др. минералов;

Кроме того, в породах, слагающих метеоритный кратер, присутствует вновь образованное стекло, железо-никелевые и железные шарики, а также могут быть повышенные содержания платины, никеля, иридия и др. элементов.

Автохтонная (аутигенная) брекчия – импактная брекчия, расположенная в раздробленном, но не выброшенном основании кратера. Характеризуется развитием интенсивной трещиноватости и другими проявлениями ударного воздействия, редко обнажена и почти всегда перекрыта плащом других образований ударного происхождения.

Аллохтонная (аллогенная) брекчия состоит из упавших назад в кратер обломков, образующих различного рода нагромождения из осколков и глыб, сцементированных рыхлым обломочным материалом, к которому примешивается различное количество стекла. Она распространена очень широко по всей территории кратеров и нередко за их пределами. Мощность аллохтонной брекчии может составлять 100 м и более.

Импактиты представляют собой ударные брекчии, одним из основных компонентов которых являются стекло или продукты его изменения, образующиеся при расплавлении претерпевших удар пород, и цементирующее обломки. Различают две основные разновидности импактитов:зювиты (стекловато-обломочные) итагамиты (массивные).

Зювиты представляют собой туфообразную массу «спекшихся» обломков стекла и пород либо рыхлый песок. Они находятся в аллохтонной брекчии, вместе с другими породами выполняют внутренние части воронок кратеров и в виде отдельных языков распространяются за их пределы.

Тагамиты представлены однообразными пятнистыми породами с пористой, иногда пемзовидной текстурой, состоящими из обломков темно-серого или цветного стекла, которое имеет афанитовое строение и насыщено обломками пород и минералов. Тагамиты расположены внутри воронок, нередко образуя скальные обнажения со столбчатой отдельностью. Они слагают неправильные пластообразные и рукавообразные тела, залегающие на поверхности автохтонной брекчии в основании кратеров или над аллохтонной брекчией и зювитами, а также дайки, жерловины в автохтонной брекчии и псевдопокровы.

В метеоритных кратерах встречаются также специфические образования, получившие название конусов разрушения . Они представляют собой обломки или блоки горных пород с бороздчатой поверхностью в виде острых конусов, ориентированных вверх, размером от 1 см до 10 м. Кроме того, под воздействием ударной волны возникают изменения в минералах пород: понижаются показатели преломления и двупреломления, возникает ударное двойникование и ударный кливаж.

Признаки импактных структур

Для идентификации метеоритного кратера необходимо выявить следующие ключевые признаки.

1. Кольцевая структура на поверхности (однако, последующие движения земной коры могли привести к деформации этих структур).

2. В центре кратера куполовидная структура и брекчиевидные отложения.

3. Структура, в которой окружающие кратер пласты опрокинуты.

4. Брекчирование в окружающих породах.

5. Присутствие метеоритного материала (обломков метеорита, муассанита, железо-никелевых и железных шариков, повышенные содержания платины, никеля, иридия и др. элементов). Если только кратер древнего происхождения, метеоритный материал может быть не обнаружен .

6. Изменения в породах, связанные с шок-метаморфизмом, т.е. развитие конусов обрушения, присутствие минералов высокой плотности, развитие планарных структур в минералах, витрификация стекла. Эти признаки могут исчезнуть в результате последующего метаморфизма.

7. Аномалии геофизических свойств в пределах изучаемой территории: силы тяжести, магнитных свойств, скорости сейсмических волн и др.

Первый и второй признаки выявляются при дешифрировании аэрофотоснимков и космоснимков, анализа топокарт и форм рельефа, седьмой – при анализе геофизических карт. Эти три признака выявляются на подготовительном этапе, а все остальные – при проведении полевых работ на выявленных структурах.

Наиболее надёжными признаками являются четвёртый, пятый и шестой. На основании надёжности доступных данных по М.Денс (Dence M.R.) импактные кратеры необходимо подразделять на три категории:

1) точно установленные импактные кратеры, в которых был обнаружен метеоритный материал;

2) вероятные импактные кратеры, в которых можно наблюдать структуры, возникшие при шок-метаморфизме;

3) предполагаемые импактные кратеры, выделяемые по кольцевой форме структуры и т.д.

По данным на 1990 год было выявлено 63 структуры первой группы, 42 – второй, 39 – третьей.

Анна Сытник
Конспект по экспериментальной деятельности в подготовительной к школе группе на тему: «Как образуются метеоритные кратеры»

Организация: ГБДОУ «Д/С № 61» Приморского района

Населенный пункт: Санкт-Петербург

Как образуются метеоритные кратеры

Цель: сформировать у детей понятие «космос», «космическое пространство».

Задачи:

Познавательное развитие:

1. закрепить представление о солнце и солнечной системе;

2. закрепить представление о звёздах и созвездиях;

3. расширить знания детей о спутнике Земли – Луне;

4. сформировать понятия – комета, метеоритные кратеры;

5. развивать умение действовать по алгоритму;

6. развивать логическое мышление, сообразительность, внимание, смекалку, слуховую память, воображение;

Социально-коммуникативное развитие:

1. поддержать у детей инициативу, сообразительность, пытливость;

2. воспитывать умение понимать учебную задачу и выполнять её самостоятельно;

3. воспитывать уважение к своим сверстникам, взрослым, чувство сопереживания, взаимопомощи, сдержанности;

4. воспитывать внимательность, целеустремленность;

Речевое развитие:

1. закрепить умение аргументировать свои высказывания;

2. развивать умение рассуждать, отвечать на вопросы;

3. развивать диалогическую речь;

Физическое развитие: развивать мелкую моторику и координацию движений руки.

Материалы: мука, большой поднос с высотой края 2-3 см; ложки, линейка или ровная рейка, кусок полиэтилена; иллюстрации с изображениями метеора, комет, карта «Солнечная система»; совки; карточки с алгоритмом действий.

Предварительная работа: беседы о космосе; чтение энциклопедической литературы; познавательные рассказы «Далеко ли до звезд», «Почему солнце светит и греет», «Созвездия». Разгадывание загадок о космосе. Продуктивная деятельность «Космос» - рисование. Просмотр презентаций о космосе.

Описание.

Воспитатель сообщает детям, что обнаружила письмо, придя в детский сад. Оно лежало в раздевалке на видном месте. А письмо это написал, кто бы подумал, Незнайка, житель Цветочного города.

В письме Незнайка рассказывает, что недавно побывал на Луне. На память об этом путешествии он дарит детям карту «Солнечная система». Воспитатель и дети рассматривают карту.

Воспитатель. Что вы видите на карте? (Ответы детей).

Какие планеты вы узнали? А слышали ли вы про какие-то звезды с хвостами? (Ответы детей).

Называют их кометами. Раньше люди их очень боялись, считали их «хвостатыми чудищами». Теперь, когда есть телескопы, люди кометы рассмотрели и не боятся.

Воспитатель показывает картинку с изображением кометы.

Ты меня увидишь в небе,

Я хвостата, не хвастлива.

Не планета, не ракета, А зовут меня (комета).

Воспитатель. Кометы редкие гости в нашей Солнечной системы. Комета – раскаленный шар, за которым тянется хвост. А шар состоит из твердых частиц и льда, окутанных туманной оболочкой, которая называется комой.

Помимо планет и их спутников вокруг Солнца вращается много всевозможных космических обломков.

Слышали ли вы что-то о метеорах? Что это такое? (Ответы детей).

Воспитатель. Метеор – это космический обломок. Метеориты могут приземляться на землю в целом виде, а также в виде града обломков. На месте падения остаются кратеры. Что это такое? Можем ли мы видеть метеоритные кратеры?

Воспитатель. Незнайка пишет, что в Цветочном городе они хотели смоделировать метеоритный кратер. Знайка нарисовал схему опыта, но у них не получается сделать метеоритный кратер! Незнайка прислал нам картинки. Посмотрите!

Воспитатель подает детям картинки и предлагает рассмотреть картинки и обнаруживает, что они перепутаны.

Воспитатель. Давайте посмотрим на них очень внимательно, может быть, мы сами догадаемся, как их разложить по порядку.

Дети рассматривают картинки (алгоритм действия) и пишут цифры-подсказки.

Воспитатель обсуждает картинки и побуждает детей к действию по алгоритму, комментируя их (далее идут предполагаемые ответы детей на вопросы):

С чего начнем? (Приготовим муку.)

Для чего она нам нужна? (Надо насыпать ее в поддон.)

Чем лучше насыпать? (Совочком.)

Сколько надо насыпать муки? (Целый поддон.)

Что нам подсказывает вторая картинка? (Надо выровнять слой муки.)

С помощью чего можно это сделать? (Дети могут пробовать выровнять картонкой, листом бумаги, линейкой, рейкой)

Каким предметом удобнее выравнивать? (Линейкой, рейкой.)

Почему? (Она ровная, не гнется, твердая и немного длиннее ширины поддона.)

Дети вместе по схеме выполняют действия, тем самым наблюдая, как образуются ямки разной величины.

Воспитатель. Почему одни ямки глубокие, а другие мелкие? (Ответы детей.)

На что похожа поверхность с мукой? (Мука ударялась о дно поддона точно так же, как метеорит врезается в поверхность Земли или Луны.)

Что же такое метеоритный кратер? (Это чашеобразное углубление на месте падения метеорита.)

Воспитатель показывает изображение кратера.

Воспитатель. Похож наш метеоритный кратер на настоящий? Удалось нам помочь Незнайке и его друзьям? Отправим в Цветочный город схему моделирования кратера и фотографии нашего метеоритного кратера. (Ответы детей.)

Публикации по теме:

Доклад «Развитие экспериментальной деятельности по экологическому воспитанию в подготовительной группе» ВЫСТУПЛЕНИЕ НА ПЕДСОВЕТЕ на тему: «РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ ГРУППЕ НА ЗАНЯТИЯХ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ ВОСПИТАНИЮ.».

Открытая интегрированная образовательная деятельность ОО «Речевое развитие» Подготовительная к школе группа «Деревья»Воспитатель МБДОУ.

Цель: Расширение знаний детей о природных явлениях. Задачи: 1. Воспитывать у детей интерес к экспериментальной деятельности в процессе практической.

«Листопад» Программное содержание: Расширить знания о явлениях живой и неживой природы, учить устанавливать причинно-следственные связи,.

Конспект опытно-экспериментальной деятельности в старшей группе «Удивительные свойства магнита» Конспект опытно-экспериментальной деятельности в старшей группе на тему: «Удивительные свойство магнита». Цель: выявить свойства магнита:.

Конспект занятия по экспериментальной деятельности в подготовительной группе «Экскурсия в сказочный лес» Темниковский детский сад комбинированного вида «Золотой петушок» Конспект по экспериментальной деятельности в подготовительной группе «Экскурсия.

Крупные тела, размером более 100 м, легко пронзают атмосферу и достигают поверхности нашей планеты. При скорости в несколько десятков километров в секунду энергия, выделяющаяся при столкновении, значительно превосходит энергию взрыва равного по массе заряда тротила и сравнима скорее с ядерными боеприпасами. При таких столкновениях (ученые называют их импактными событиями) образуется ударный кратер, или астроблема.

Боевые шрамы

В настоящее время на Земле найдено более полутора сотен крупных астроблем. Однако практически до середины XX века столь очевидная причина появления кратеров, как удары метеоритов, считалась весьма сомнительной гипотезой. Сознательно искать крупные кратеры метеоритного происхождения стали начиная с 1970-х годов, их продолжают находить и сейчас — один-три ежегодно. Более того, такие кратеры образуются и в наше время, хотя вероятность их появления зависит от размера (обратно пропорциональна квадрату диаметра кратера). Астероиды диаметром около километра, образующие при ударе 15-километровые кратеры, падают довольно часто (по геологическим меркам) — примерно раз в четверть миллиона лет. А вот действительно серьезные импактные события, способные образовать кратер диаметром 200−300 км, происходят гораздо реже — примерно раз в 150 млн лет.

Самый большой — кратер Вредефорт (ЮАР). d = 300 км, возраст — 2023 ± 4 млн лет. Крупнейший в мире ударный кратер Вредефорт расположен в ЮАР, в 120 км от Йоханнесбурга. Его диаметр достигает 300 км, и потому наблюдать кратер можно только на спутниковых снимках (в отличие от небольших кратеров, которые можно «охватить» взглядом). Вредефорт возник в результате столкновения Земли с метеоритом диаметром примерно 10 километров, а произошло это 2023 ± 4 млн лет назад — таким образом, это второй по возрасту известный кратер. Интересно, что на звание «самого большого» претендует целый ряд неподтверждённых «конкурентов». В частности, это кратер Земли Уилкса — 500-километровое геологическое образование в Антарктиде, а также 600-км кратер Шива у побережья Индии. В последние годы учёные склоняются к тому, что это ударные кратеры, хотя прямых доказательств (например, геологических) нет. Ещё один «претендент» — это Мексиканский залив. Существует спекулятивная версия, что это гигантский кратер диаметром 2500 км.

Ландшафтный дизайн

При столкновении крупного метеорита с Землей в окружающих место взрыва породах неизбежно остаются следы ударных нагрузок — конусы сотрясения, следы плавления, трещины. Взрыв обычно образует брекчии (осколки породы) — аутигенные (просто раздробленные) или аллогенные (раздробленные, перемещенные и перемешанные), — которые тоже служат одним из признаков импактного происхождения. Правда, признаком не слишком точным, поскольку брекчии могут иметь различное происхождение. Скажем, брекчии Карской структуры долгое время считали отложениями ледников, хотя потом от этой идеи пришлось отказаться — для ледниковых они имели слишком острые углы.

Еще одним внешним признаком метеоритного кратера являются выдавленные взрывом пласты подстилающих пород (цокольный вал) или выброшенные раздробленные породы (насыпной вал). Причем в последнем случае порядок залегания пород не соответствует «натуральному». При падении крупных метеоритов в центре кратера за счет гидродинамических процессов образуется горка или даже кольцевое поднятие — примерно так же, как на воде, если кто-то бросит туда камень.

Пески времени

Далеко не все метеоритные кратеры находятся на поверхности Земли. Эрозия делает свое разрушительное дело, и кратеры заносит песком и почвой. «Иногда их находят в процессе бурения, как это произошло с захороненным Калужским кратером — 15-км структурой возрастом примерно 380 млн лет, — говорит Михаил Назаров.- А иногда даже из их отсутствия можно сделать интересные выводы. Если с поверхностью ничего не происходит, то число импактных структур там должно примерно соответствовать оценкам средней плотности кратеров. А если мы видим отклонения от среднего значения, это свидетельствует, что местность подвергалась каким-либо геологическим процессам. Причем это верно не только для Земли, но и для других тел Солнечной системы. Например, лунные моря несут на себе значительно меньше следов кратеров, чем остальные области Луны. Это может свидетельствовать об омоложении поверхности — скажем, с помощью вулканизма».

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