Что такое метеоритные кратеры?

0
991

При ударах метеоритов, образовавших взрывные кратеры, возникают максимальные давление и температура, способные расплавить сам метеорит или даже превратить его в пар. Расплавленный материал внеземного происхождения и испытавшая удар расплавленная порода тесно перемешиваются, и никакими методами, за исключением детального геохимического анализа микроэлементов, не удается выявить первичное метеоритное вещество. При этом, если в ударном кратере находятся тело метеорита или его осколки, то в кратерах взрывного типа, как правило, метеоритного материала почти нет.

До настоящего времени достоверно открытыми считаются только те метеоритные кратеры, которые были образованы при падении железных метеоритов, поскольку в их окрестностях были обнаружены осколки металла. Есть масса «подозрительных» кольцевых структур на земной поверхности, в окрестностях которых, однако, не находят железных осколков. Вполне вероятно, что эти структуры были образованы падением и взрывом гигантских каменных метеоритов. Однако найти осколки каменных метеоритов, упавших тысячи или миллионы лет назад,— дело практически безнадежное, так как они довольно быстро разрушаются.

Наиболее крупным кратером взрывного типа является Аризонский метеоритный кратер, образовавшийся в штате Аризона (США) при падении гигантского железного метеорита Каньон-Дьябло 50 тыс. лет назад. Диаметр кратера 1220 м, глубина 184 м. Многочисленные оценки энергии взрыва дают величину порядка 1016 Дж. Аризонский кратер со всех сторон окружен валом, состоящим из грубых осколков горных пород, который поднимается на высоту до 67 м над окружающей равниной. Метеоритное вещество, раздробившееся при взрыве на различные многочисленные осколки (общая масса найденных осколков 30 т), было выброшено радиально на расстояние до 9 км от границ кратера. Часть метеоритного вещества при взрыве превратилась в пар, при конденсации и фракционировании которого образовались Fe—Ni-магнитные сферулы размерами до десятков микрон. Общая масса таких сферул определена в 8—12 тыс. т. Для Аризонского крагера характерно еще одно явление, достаточно четко пока необъяснимое. Еще в 1961 г. в его юго-западном углу выявлены гравиметрическая (0,20 миллигал), а также магнитная (45 гамм) аномалии. Не является ли гравиметрическая аномалия по своей природе миниатюрным аналогом лунных масконов? Исследование продуктов ударного метаморфизма показало, что метеоритное вещество при взрыве импрегнировалось в импактиты. Действительно в импактитах и сферулах присутствует повышенное количество Ni, Ir, Re, Au, Се, Sb, Sc, по содержанию которых установлен привнос в импактиты до 10 % метеоритного вещества.

На основании исследования лунного реголита установлено, что локальный разогрев при высокоскоростных ударах даже мелких частиц приводит к дифференциации его вещества посредством испарения до 30 % относительно первоначально содержащегося кремнезема, а также значительного количества железа, не говоря уже об «уходе» из них легколетучих элементов, в том числе щелочей и фосфора. В то же время реголит в силу наличия в нем свободных объема и поверхностности является своеобразным аккумулятором летучих элементов метеоритного (Ag, Bi, Br, Sb, Те и др.) и эндогенного (Zn, Pb, Cd, S, СГ и др.) происхождения, которые концентрируются на поверхности частиц реголита.

Как уже отмечалось, в отличие от Луны и Марса на поверхности Земли кратеры практически не сохраняются. Кратер, если он не перекрыт осадочным чехлом, очень быстро разрушается, осколки метеоритов уносятся, приподнятый вал сглаживается, кольцевая депрессия заполняется продуктами денудации. Последующие оледенения и тектонические перестройки могут привести к полному исчезновению округлой формы. Поэтому распознать древний кратер (астроблему) очень трудно. Очевидно, древние гигантские кратеры лучше всего сохранились на устойчивых континентальных платформах, где внезапные геологические изменения за протекшие миллионы лет были не столь разрушительны. В Канаде с 1950 по 1972 г. было открыто и изучено 19 предполагаемых метеоритных кратеров диаметром от 2 до 100 км и возрастом от 1 до 1700 млн. лет.

На территории Советского Союза чрезвычайно перспективными в этом смысле представляются Балтийский, Волыно-Подольский, Алданский и Анабарский щиты. Как известно, на Анабарском щите В. Л. Масайтисом в 1971 г. был обнаружен и изучен один из самых больших в мире древних метеоритных кратеров — Попи-гайский. Он имеет возраст около 38 млн. лет. Кратер вскрывает породы архейского, протерозойского и палеозойского возраста. Кратер заполнен аллогенной брекчией и импактитами, ранее относившимися к вулканическим породам мелового возраста. Находки в кратере стишовита и коэсита указывают на то, что отдельные участки его подвергались удару в первом случае силой (1,2—1,5)-1010 Па, а во втором — (3—5)  1010 Па. Характер преобразования пород и отдельных минералов в Попигайском кратере позволяет предположить   энергию   взрыва 1016 Дж, ударное давление 10й Па, температуру 1800—2000 °С, хотя в энпицентре взрыва давление и температура, согласно данным В. Л. Масайтиса (1975 г.), должны были быть еще выше. Именно в веществе импактитов — тагамите — зафиксировано природное воздействие сверхвысоких давлений при взрыве.

В СССР обнаружены и другие крупные метеоритные кратеры. Пучеж-Катунский кратер — диаметр около 80 км и глубина 600 м (вблизи г. Горького) — заполнен взрывной брекчией, перемешанной с небольшим количеством импактитов. В брекчии центрального поднятия раздробленного фундамента обнаружены ударно-метаморфизованные гнейсы и амфиболиты с диаплектовым кварцем (планарные элементы), биотитом и диаплектовым стеклом по плагиоклазу (макселинитом). Радиологический возраст стекол составляет 183+3 млн. лет. На Украине под слоем осадков находится 25-километровая округлая Болтышская котловина, которая углубляется в кристаллический фундамент на 300—500 м; время ее образования около 70 млн. лет назад. Недалеко от нее обнаружена еще одна погребенная депрессия — Ротмистровская впадина. В районе Калуги под километровым осадочным чехлом захоронен древний ископаемый кратер поперечником около 15 км и глубиной 800 м. Возраст импактных стекол определяется в 400—430 млн. лет.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ