КОСМИЧЕСКИЕ КАТАСТРОФЫ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

.

Логично предположить, что наша планета должна была подвергаться метеоритным «атакам» не меньше соседней Луны. Однако на Земле крупные кратеры (следы космической бомбардировки) были открыты сравнительно недавно и в гораздо меньшем количестве. Этот кажущийся парадокс объясняется резким различием природных условий на Земле и её спутнике. На нашей планете в результате вулканизма и тектонических подвижек, под действием воздуха, воды и биосферы древние кратеры разрушались и перекрывались позднейшими отложениями.


На Земле лучше других сохранился кратер в Аризоне, известный учёным ещё с 1880-х гг. Первоначально его считали вулканическим, но многолетние исследования доказали его космическое происхождение. Это след встречи Земли с небесным телом, состоявшейся около 50 000 лет тому назад, а хорошая сохранность кратера объясняется недавним (в геологическом смысле) временем его образования и сухим климатом района. Космическая «бомба» имела диаметр около 60 метров и массу несколько миллионов тонн. Такой «ударник» в равной степени можно считать и крошечным астероидом, и гигантским метеоритом. Его удар при скорости 20 км/с вызвал взрыв энергией 10–20 мегатонн. В результате образовался кратер шириной 1200 м и глубиной около 200 м. Подсчитано: чтобы вырыть яму размером с Аризонский кратер, понадобилось бы затратить около 20 млн. долларов.
Индейцы назвали эту воронку «Каньоном Дьявола». Появившиеся здесь белые поселенцы стали использовать найденное в кратере и его окрестностях космическое железо для изготовления различных предметов, разумеется, не задумываясь о происхождении металла. Лишь в 1891 г. один из металлических обломков попал в руки американского учёного А.Э. Фута, который предположил метеоритную природу металлических осколков. В окрестности кратера в одном из найденных кусков металла Фут заметил мелкие зёрна алмазов, образовавшихся при взрыве. В 1902 г. Аризонским кратером заинтересовался горный инженер Д.М. Барринджер. Он приобрёл всю территорию кратера в собственное владение и до конца жизни (до 1929 г.) занимался его детальным изучением. Барринджер надеялся найти и раскопать само тело железного метеорита, правда, чтобы использовать его в экономических целях!
Позднее Аризонский кратер продолжали исследовать другие ученые. Американский геолог Х.Х. Найниджер на дне и склонах кратера, а также в его окрестностях на расстоянии до нескольких километров нашел несколько тысяч кусков метеоритного железа. Неутомимый исследователь обнаружил также тонко рассеянное космическое вещество в раздробленных породах, выявил импактиты — породы, характерные практически для всех взрывных кратеров. Всего к настоящему времени в районе взрыва собрано 12 тонн метеоритного железа. В 1946 г. вблизи кратера был основан музей, а в расположенном по соседству Флагстафе открыли Астрономический центр Геологической службы США.
В первой половине XX в. на земной поверхности удалось обнаружить несколько десятков кратеров космического происхождения. Правда, все они были значительно меньше Аризонского — не более 220 метров.
Хорошо сохранился ударный метеоритный кратер Монтаракуи на территории Чили в пустыне Атакама. Его диаметр 460 метров, возраст менее миллиона лет. В центральной части впадины — небольшое озеро. Четкие формы кратера объясняются минимальной водной и ветровой эрозией, характерной для высокогорных пустынь.
Среди метеоритных — целая группа кратеров Каали на острове Сааремаа в Эстонии. Происхождение кратеров на острове Сааремаа оставалось загадкой ровно 100 лет, пока за их исследование не взялся горный инженер И. Рейнвальд. С 1927 по 1941 г. исследователь изучал природу кратеров, причём тратил на это всё свободное время и большую часть своего заработка. Прежде всего геолог, как и многие его предшественники, заинтересовался загадкой происхождения округлого озера Каали. Проведённые измерения позволили установить, что озеро имеет в поперечнике 1 10 метров и глубину 16 метров. Озеро было окружено характерным валом. В своих работах Рейнвальд опирался на труды Барринджера. В 1937 г. Рейнвальду удалось обнаружить кусочки метеоритного железа, правда, общим весом всего чуть более килограмма. Для этого пришлось просеять горы грунта, выкопанного из нескольких сухих кратеров. Так была надежно доказана космическая природа кратеров на острове Сааремаа. В 1956 г. эстонский геолог А.О. Аалоэ установил возраст самого большого из группы кратера. Оказалось, что он возник всего 2660 лет тому назад. Вблизи этого кратера основан музей, где проходят научные конференции по проблемам метеоритики.
Со временем стало ясно, что кратеры космической природы (космогенные) от кольцевых структур земного (эндогенного) происхождения можно отличить с помощью высокоточного химического анализа. При этом учёные сравнивают состав пород, находящихся под кратером (цокольных), с веществом самой кольцевой структуры. Не следует думать, что в кратере ищут особые «космические» элементы. Мы уже знаем, что их просто не существует. Анализируют процентное содержание таких редких элементов, как никель, кобальт, осмий, иридий и некоторые другие. Все они в очень малых количествах присутствуют и в космических, и в земных породах, но в метеоритах, астероидах и кометах концентрация этих элементов в сотни, а то и в тысячи раз выше. Более того, та или иная пропорция элементов позволяет порой судить, какого типа небесное тело произвело взрыв — каменное, железное ил и железо-каменное. Наконец, бесспорным доказательством является находка внутри или за пределами взрывных кратеров осколков метеоритов. От земных пород легче отличить фрагменты железных, чем каменных посланцев космоса. Оказалось, что именно железным метеоритам и астероидам значительно чаще других удаётся прорваться к поверхности Земли с космической скоростью.
Взрывы, вызванные столкновением с космическим телом, ученые называют импактными событиями (на английском «impact» — «столкновение»). Часто и кратеры космического происхождения называют импактными, то есть образованными в результате удара.
Несколько крупных кратеров импактного происхождения, начиная с 1950-х гг., обнаружили на территории Канады. Одним из первых — относительно большой и хорошо сохранившийся кратер Нью-Квебек. Он представляет собой круглое озеро глубиной 250 м и поперечником около 3,5 км. Кольцевой вал кратера возвышается на 160 м над уровнем окружающих его сельскохозяйственных угодий. Раздробленные и выброшенные взрывом гнейсы находят на расстоянии до 2 км от краёв кратера. Несомненно, значительная их часть унесена водными потоками. Учёные полагают, что этот относительно молодой кратер образовался около полутора миллионов лет назад.
* * *
Астроблемы
Большой вклад в поиски метеоритных кратеров на территории Северной Америки внес геолог Р. Дитц. Он же в 1960 г. предложил для обозначения древних метеоритных кратеров, изменённых позднейшими геологическими воздействиями, термин «астроблемы». Это слово с греческого на русский можно перевести как «звёздные раны». Действительно, в далёком геологическом прошлом астероид взрывным ударом глубоко поранил тело Земли. В дальнейшем наша планета, подобно раненым деревьям или животным, постепенно «залечивала» раны, и повреждённое место сглаживалось. Термин «астроблемы» закрепился в научной литературе.
Обычно кратеры размером до сотен метров имеют возраст менее миллиона лет. И это вполне объяснимо — они, как и другие мелкие неровности земной поверхности, скорее разрушаются под действием ветра, воды и иных факторов. Напротив, возраст наиболее крупных астроблем поперечником в десятки и более километров измеряется десятками и сотнями миллионов лет. Поэтому астроблемы, родившиеся в фанерозое и имеющие поперечник более 10 км, можно уверенно опознать при космической съёмке и наземном геологическом обследовании. Особенно долго сохраняются следы древних ударов, если они пришлись на поверхность, сложенную твёрдыми кристаллическими породами. Именно такие породы характерны для Канадского щита. Здесь, на севере Канады в провинции Квебек расположен ударный кратер Маникуаган диаметром 100 км! На месте кратера, образовавшегося, вероятно, около 200 млн. лет назад, сформировался водный кольцевой бассейн поперечником 70 км. Твердые кристаллические породы на месте взрывного удара астероида сохранили сложную импактную структуру. Этот кратер оказался наиболее изученным. По расчётам российских учёных, его образование сопровождалось мгновенным высвобождением энергии, равной примерно 1023 Дж, что больше суммарной энергии всех землетрясений на Земле за 10 тыс. лет. Этой энергии достаточно, чтобы расплавить 103 кубокилометра земных пород. За пределами озера сохранились следы космического удара — оплавленные породы, «загрязнённые» метеоритным веществом, деформированные ударом кристаллы кварца и полевого шпата.
В наше время известны ещё две огромных астроблемы с точно установленным временем импактного события: стокилометровая Попигайская в России (возникла около 40 млн. лет тому назад) и Садбери в Канаде поперечником 140 км.
Садбери — один из древнейших и крупнейших ударных кратеров на Земле. Катастрофическое падение астероида, породившее кратер, случилось примерно 1850 млн. лет тому назад. Подтверждением ударно-взрывного происхождения Садбери являются сохранившиеся в астроблеме стеклянные расплавы и другие плавленые породы — импактиты.
Кольцевая структура на севере Среднесибирского плоскогорья в бассейне реки Попигай, притока Хатанги, известна давно. Советские геологи открыли её в 1946 г. Исследования, проведённые группой В.Л. Масайтиса, позволили установить истинную — космическую природу Попигайской котловины. По расчётам, при ударе астероида в кратере было расплавлено около 1750 кубокилометров горных пород. Он мог быть образован при ударе со скоростью около 25 км/с каменного астероида поперечником 5 км. Катастрофа произошла 38,9 миллиона лет назад.
К 2007 г. в нашей стране было обнаружено 15 крупных ударных кратеров, хотя, по расчётам учёных, за время фанерозоя в результате космических ударов их могло возникнуть от 100 до 200. Фотографируя земную поверхность с борта космических аппаратов, удалось обнаружить кратеры ещё больших размеров.

Дальнейшие исследования позволили установить, что два округлых озера гораздо большего размера в провинции Квебек также имеют ударное происхождение. Эти кольцевые структуры диаметром 20 и 32 км назвали по месту расположения Клиавотер, что значит «чистая вода». Кратеры образовались около 300 млн. лет назад в результате удара двух крупных космических тел. Такой двойной удар — явление чрезвычайно редкое. Кольцо островов в пределах большего западного кратера укрыто лавами ударного происхождения и имеет поперечник около 10 километров. Центральное поднятие меньшего кратера полностью оказалось под водой.

Природа кольцевой структуры Ришат в Африке пока неизвестна
Позднее были открыты кратеры Уэллс Крик в США и Босумтви в Гане по 10 км каждый, Нардлинген Рис в Германии (24 км) и другие.
Не всегда удаётся разгадать природу уже известных кольцевых структур. Например, кольцевая структура Ауронга в пустыне Сахара сначала была погребена под более молодыми отложениями, а затем частично вскрыта эрозией. Общий диаметр Ауронги примерно 13 км, а возраст около 350 млн. лет.
Структура Ауронги недостаточно изучена, о её происхождении учёные спорят до сих пор. Французские исследователи взяли там образцы пород, в которых отчетливо видны признаки изменения первоначального строения под действием сильного удара (специалисты это называют ударным метаморфизмом). Поэтому большинство исследователей теперь склоняются к мнению, что кольца имеют космическую природу. А вот кольцевую структуру Ришат, также расположенную в африканской Сахаре, долго считали ударным кратером. Радиолокационные исследования с орбиты помогли учёным увидеть подробности рельефа. Наземные исследования не подтвердили космическую природу Ришат. Никаких свидетельств внешнего удара обнаружить не удалось: поверхность внутри колец почти не заглублена, изменённые взрывом породы отсутствуют. Нет здесь и проявлений вулканизма. Скорее всего, на месте этих колец когда-то происходил процесс поднятия слоев осадочных пород, сопровождавшийся разрушительным действием эрозии. Но и в этом случае остается трудно объяснимой загадкой почти идеально круглая форма структуры Ришат.
К нашему времени на планете обнаружено более 230 кратеров ударно-взрывной космической природы. Из них в России — 35. Изученные земные астроблемы похожи на кратеры Луны, Марса, Меркурия. «Плотность» астроблем в разных частях света очень неравномерна и в большой мере зависит от степени изученности территорий. Поэтому в Европе и в Северной Америке число найденных астроблем значительно больше, чем в Африке. Многие учёные полагают, что предстоит открыть ещё не одну сотню «космических ран» на Земле.

Комментарии закрыты.