Метеоритные кратеры на земле. Конспект по экспериментальной деятельности в подготовительной к школе группе на тему: «Как образуются метеоритные кратеры Почему метеоритные кратеры на земле располагаются группами

Некоторое представление о древних космических катастрофах дает обследование наиболее крупных метеоритных кратеров, сохранившихся до наших дней.

Следами падения крупных метеоритов на земной поверхности являются необычные кольцевые геологические структуры, получившие название «астроблемы» - звездные раны. Внутри астроблем наблюдаются радиальная деформация пластов раздробленных пород, необычные минералы и другие признаки, свидетельствующие о мощном ударном взрыве. Сейчас на Земле обнаружено более 100 таких кольцевых структур - мест падения гипотетических гигантских метеоритов. Но следует заметить, что кольцевые структуры во многом сходны с нарушениями земной поверхности, возникающими после некоторых вулканических извержений,- вулканическими кальдерами.

Поэтому вопрос о том, является ли данная кольцевая геологическая структура результатом падения метеорита или вулканического извержения, в каждом отдельном случае специально изучается. Происхождение некоторых из них остается дискуссионным на протяжении многих десятков лет. Причем сомнительны наиболее крупные кольца, которые образовались десятки и сотни миллионов лет назад. Так, существует предположение, что залив Св. Лаврентия в Канаде - часть гигантского ударного кратера диаметром около 290 км и глубиной порядка 6 км.

Метеоритные кратеры подразделяются на два типа.

Первый тип - ударные кратеры диаметром не более 100 м. Они образуются при частичном дроблении и выбрасывании горных пород и возникли вследствие падения относительно небольших метеоритов, летевших со скоростью не более 2,5 км/с.

Второй тип - взрывные кратеры, возникающие при взрыве метеорита в момент его соударения с земной поверхностью. Крупный метеорит , подлетающий к Земле со скоростью 3-20 км/с, при столкновении с ней взрывается в результате торможения о горные породы. Вещество его полностью или почти полностью испаряется при взрыве. Взрывные кратеры бывают заполнены раздробленной породой, которая нередко оплавлена. В некоторых наиболее крупных кратерах обнаружены своеобразные породы, получившие название импакитов. Они почти целиком состоят из переплавленных пород, застывших в виде стекла. В небольшом количестве содержатся в них и обломки нерасплавленных пород.

Горные породы, подвергшиеся метеоритному взрыву, разбиваются коническими трещинами. Вершины трещин конусов разрушения указывают направление, откуда пришла ударная волна. Импакиты и конусы разрушения являются доказательством метеоритного происхождения древнего кратера.

Расскажем о некоторых наиболее крупных космических катастрофах на нашей планете.

Самый крупный из достоверных метеоритных кратеров - Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги, в долине ее правого притока реки Попигай. Размеры внутреннего кратера составляют 75 км, а диаметр внешнего достигает 100 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад. Космическое тело с большой скоростью пробило толщу осадков в 1200 м и затормозилось в породах фундамента Сибирской платформы (рис. 3). По предварительным оценкам, энергия взрыва достигала 1023 Дж, т.е. была в 1000 раз больше, чем при самом сильном вулканическом взрыве. Об условиях, существовавших в эпицентре в момент взрыва, можно судить по тому, что в кратере найдены возникшие при катастрофе минералы.

Такие минералы удалось получить искусственным путем при ударных давлениях в 1 млн. бар и температуре около 1000° С. Выброшенные во время взрыва крупные глыбы кристаллических пород фундамента платформы разлетелись на расстояние до 40 км от края кратера. Космический взрыв вызвал расплавление горных пород, в результате чего образовалась лава с высоким содержанием кремнезема (65%), резко отличная по составу от глубинных базальтовых излияний Сибирской платформы.

Второй по величине метеоритный кратер расположен вблизи города Горького. С помощью геологической съемки и буровых работ была обнаружена Пучеж-Катунская впадина диаметром около 100 км, вероятно вызванная падением метеорита.

Диаметр около 50 км имеет Карский кратер на хребте Пай-Хой. Он заполнен образовавшимися при взрыве обломками пород, частично переплавленными и застывшими в виде стекловидной массы.

В 1920 г. известный финский ученый-геолог П. Эскола обследовал северную часть Ладожского озера. Он обратил внимание на необычную лаву около озера Янисъярви, которая по составу очень напоминала импакиты взрывных кратеров. Озеро Янисъярви, расположенное в 95 км от города Сортавалы, имеет размер 14х26 км и, вероятно, является древним метеоритным кратером. В пользу этого свидетельствуют также два скалистых лавовых островка в центре озера.

На Украине обнаружен Болтышский кратер (диаметром около 25 км), возникший в результате падения метеорита более 100 млн. лет назад. Самый древний метеоритный кратер (диаметр 20 км) в нашей стране находится в Карелии, его возраст более 1 млрд. лет,

В Винницкой обл., около села Ильинцы, недавно обнаружен метеоритный кратер диаметром в 4 км. Он образовался около 100 млн. лет назад. Кратеры диаметром 3- 5 км обнаружены к востоку от города Винницы и к юго-востоку от Гдова.

В районе Калуги погребен взрывной кратер с возрастом 250 млн. лет. Поперечник его достигает 15 км.

За рубежом хорошо исследован крупный метеоритный кратер Риз, внутри которого расположен город Дордлинген (ФРГ). Кратер образовался в результате удара и взрыва гигантского метеорита около 15 млн. лет назад. Возникшая котловина достигает в поперечнике 20 км. Сейсморазведочные работы, проведенные в котловине, показали, что под 35-метровым слоем озерных осадков скрыта внутренняя подземная котловина. Ее глубина не менее 700 м, а поперечник около 10 км. Кратер заполнен раздробленной, спекшейся и частично расплавленной породой. Разрыхленная порода, заполняющая кратер, обусловливает некоторое понижение поля силы тяжести по сравнению с окружающей местностью. Такое уменьшение соответствует дефициту массы в кратере 30- 60 млрд. т. Следовательно, в момент взрыва было выброшено до 20 км3
породы.

Во Франции метеоритный кратер Рошешуар (диаметр около 15 км) образовался 150-170 млн. лет назад.

К «молодым» кратерам - возраст до 15 млн. лет - относятся Босумтви в Гане (Западная Африка), в котором расположено озеро (диаметр 9,8 км, глубина 350 м), и Чабб на полуострове Унгава в Канаде (диаметр 3,4 км, глубина 390 м). Метеоритный кратер Ротер Камм, обнаруженный в 1965 г. в Юго-Западной Африке, в 95 км от устья реки Оранжевой, достигает 30 м. Дно кратера засыпано, следовательно, общая глубина его еще больше. Поперечные размеры кольцевого вала, сложенного обломками гнейсов, около 2,4 км, высота над окружающей местностью 90 м. Кратер Локар в Индии имеет поперечник 1,8 км, а глубину 120 м.

В конце прошлого столетия в США были начаты исследования кратера диаметром 1,2 км и глубиной около 170 м. Вал, окаймляющий кратер, возвышается на 40- 50 м (рис. 4). Это - так называемый Каньон-Дьябло в Штате Аризона. Согласно легенде местных индейцев, он образовался в месте, куда в далеком прошлом с неба спустился на огненной колеснице бог. Это наталкивало на мысль о метеоритном происхождении кратера. В радиусе около 10 км были обнаружены многочисленные, весом около 20 т обломки железного метеорита, но, очевидно, они представляют собой лишь ничтожную часть упавшего гигантского метеорита. Попытки найти внутри кратера основную массу метеорита успехами не увенчались; вероятно, он образован железоникелевым метеоритом весом примерно 5 млн. т. Воронка возникла от обломка весом 63 тыс. т и диаметром 30 м; энергия, освободившаяся при его ударе, сопоставима с энергией взрыва 3,5 млн. т тротила.

Группа кольцевых структур метеоритного происхождения известна на острове Сааремаа (Эзель) в Балтийском море. Углубление имеет здесь диаметр 110 м, оно обрамлено валом, образованным из приподнятых пластов доломита высотой 6-7 м. Еще шесть округлых впадин расположено в окрестностях главного кратера на площади 0,25 км2. Их размеры: диаметр 16-20 м, глубина до 4-5 м.

Удивительное кольцо Вредефорт найдено в Южной Африке. Оно образовано куполом гранитов диаметром около 40 км. Купол окружен венцом древних осадочных пород шириной около 16 км. Можно оценить размеры и скорость падения астероида, вызвавшего образование этого кольца. При скорости 20 км/с он должен иметь диаметр 2,3 км и массу 3·1010 т. Энергия его падения примерно в 50 раз превосходила энергию крупнейших землетрясений и соответствовала взрыву бомбы с зарядом 1,4·106 млн. т.

В Австралии находится одна из астроблем - Госсес Блафф. Она представляет собой небольшой холм, окруженный кольцом раздробленных пород, диаметром около 14 км. Возраст 130 млн. лет. В районе Госсес Блафф для исследования строения земной коры проводилась сейсмическая разведка и бурение скважин, было произведено несколько взрывов. Это позволило установить подземный рельеф кратера. На глубине расположена полусферическая чаша радиусом 2,3 км, окруженная более мелкой блюдцеобразной депрессией радиусом около 11 км. Найдены конусы сотрясения, импакиты; энергия ударного процесса составила 1020 Дж.

В Южном Техасе (США), в бассейне Сиерра-Мадре в горных породах, образовавшихся из древних морских отложений, известен вал в виде кольца диаметром около 10 км. В котловине внутри вала слои горных пород залегают почти горизонтально и лишь в центре их прорывает купол, сложенный известняками и возвышающийся на 450 м. Пласты здесь сильно разрушены, а в известняке обнаружены конические системы трещин, вызванные мощной ударной волной. Американский геолог А. Келли считает, что в данном случае астроблема образовалась в результате падения кометы в древний океан, имевший здесь глубину 2-3 км. Ядро кометы с космической скоростью ударило в кору, и произошел гигантский взрыв. Ударная волна, пройдя через воду, ослабла и смогла вызвать катастрофические разрушения дна лишь в эпицентре. Одновременно в океане образовалась огромная водяная воронка: взрыв на какое-то мгновение раздвинул толщу воды. Вода увлекла за собой донные осадки, отложив их в виде кольцевого вала. Освобожденное от гидростатического давления морское дно вспучилось в эпицентре и поднялось. При оседании водяной воронки вода принесла назад взмученный материал, который образовал слои новых осадков, сгладившие рельеф подводного кратера. Через много десятков миллионов лет кратер поднялся на поверхность, где затем разрушился.

В Антарктиде, на Земле Уилкса, найдена скрытая подо льдами гигантская астроблема, имеющая около 240 км в диаметре. Интересна история открытия этого кратера. В 1958-1960 гг. во время работ французской и американской экспедиций здесь были установлены некоторые аномалии силы тяжести. Загадка их разрешилась при сопоставлении данных обеих экспедиций. Район отрицательной аномалии силы тяжести имеет форму круга диаметром 240 км, а сама аномалия очень похожа на те, которые наблюдаются вблизи больших метеоритных кратеров. Удалось установить, что аномалия частично вызвана существованием впадины внутри кратера, а частично - разрыхленными при падении метеорита породами.

Открытие этого кратера имело большое значение для гипотезы об образовании тектитов - загадочных по своему происхождению обломков темно-зеленых стекловатых камней. Одни исследователи считают их особым классом метеоритов, другие - продуктом вулканических извержений на Луне. Американский ученый В. Бернс полагает, что тектиты возникают из горных пород, расплавленных при ударе крупных метеоритов и с чудовищной силой выплеснутых из кратера. Слабым местом этой гипотезы было отсутствие молодых метеоритных кратеров в Австралии и Тасмании, где тектиты широко распространены Кратер, обнаруженный в Антарктиде, оказался как раз в центре Австрало-Тасманийской дуги, изобилующей тектитами. Тем самым гипотеза В. Бернса получила новое подтверждение.

Ряд крупных кратеров метеоритного происхождения найден в последнее время в Канаде. К ним относятся, в частности, кратеры двойного озера Клируотер. Оба озера, по-видимому, образовались от ударов двух метеоритов. Диаметр Восточного Клируотера - около 28 км, Западного - около 32 км. Самой крупной кольцевой структурой предположительно метеоритного происхождения является здесь кольцо Маникуаган-Мушалаган, имеющее диаметр около 65 км.

С падением метеорита связывают крупнейшее месторождение никеля Садбери, расположенное в Канаде.

Рудный бассейн Садбери имеет овальную форму размером 60х27 км. Он располагается на поверхности Канадского кристаллического щита, который сложен гранитами и кварцитами. Строение бассейна напоминает слоеный пирог: внизу залегают рудоносные породы - микропегматиты, диориты и др., над ними - туф опанинг, перекрытый слоями шиферных сланцев и песчаников. Недавно была выдвинута гипотеза о том, что бассейн Садбери появился в результате падения гигантского метеорита 1700 млн. лет назад (возраст определен методами абсолютной геохронологии). К этой гипотезе привели попытки расшифровать происхождение туфа опанинг. По строению он представляет собой брекчию - раздробленную и вновь сцементированную породу. Обломки брекчии состоят из коренных гранитов, а также стекла - расплавленных и быстро остывших, не успевших раскристаллизоваться минералов. По этим признакам опанинг очень напоминает материал из известных метеоритных кратеров. Сходство это недавно было подтверждено находкой в Садбери кристаллов кварца, обладающих своеобразной ориентировкой трещин, которые возникают в кварце только под воздействием ударных волн, создающих чрезвычайно высокие давления, при ядерных взрывах или при падении гигантских метеоритов. Очевидно, удар гигантского метеорита вызвал активную вулканическую деятельность, в результате поднялись глубинные расплавленные массы, содержавшие большое количество металлов.

Имеются данные о том, что в прошлом в некоторых случаях метеоритные дожди достигали чрезвычайно высокой плотности и захватывали огромные площади. Их выпадение могло приобретать характер страшного стихийного бедствия.

Так, в Северной Америке, в районе полуострова Флорида, на побережье Атлантического океана произошло падение, по-видимому, одного из наиболее крупных астероидов. В штатах Северная и Южная Каролина была проведена аэрофотосъемка, обнаружившая ряд круглых и яйцеобразных воронок, напоминающих по виду кратеры метеоритного происхождения. Крупных кратеров - около 140 тыс., в том числе около 100 диаметром более 1,5 км. Невозможно установить число мелких. Предполагают, что их более полумиллиона. Площадь, подвергшаяся камнепаду, достигала 200 тыс. км2. Кратеры расположены дугой, в центре которой в настоящее время находится приморский город Чарлстон. Большая часть обломков астероида обрушилась в Атлантический океан.

По мнению Милтона и Шривера, эти кратеры образовались в результате падения метеоритов, скорее всего кометного происхождения, врезавшихся в Землю под небольшим углом к горизонту, в юго-восточном направлении. Некоторые из метеоритов были двойные (тандем-метеориты), а их падение имело взрывной характер Согласно другим предположениям, от перегрева взорвался в атмосфере крупный астероид (диаметр около 10 км масса - 1000-2000 млрд. т). Его осколки разбросаны в радиусе более 1000 км.

Загадочные тектиты - стекловидные камни космического происхождения, детально изученные советским ученым Г.Г. Воробьевым, также выпадали на огромные территории в виде дождей большой плотности. В Европе районом распространения тектитов является Чехословакия: на площади около 10 тыс. км2 было найдено несколько десятков тысяч тектитов. Дождь, состоявший из тектитов, выпал здесь примерно 20 млн. лет назад и охватил территорию, близкую по форме к эллипсу. Правда, Г.Г. Воробьев считает, что дождь этот был не очень густым и расстояние между отдельными тектитами в некоторых случаях достигало многих десятков метров. В дальнейшем в результате деятельности поверхностных вод и тектонических движений произошло перераспределение тектитов и накопление их во впадинах рельефа земной поверхности.

В ряду других крупных космических явлений совершившееся на глазах человека падение Тунгусского метеорита занимает несколько особое место. Сумма всех данных позволяет утверждать, что события 1908 г. вызваны падением небольшой кометы. Она вошла в земную атмосферу утром, двигаясь с востока, т.е. навстречу Земле. На высоте 5-10 км над Землей произошел взрыв колоссальной силы, соответствующий взрыву не менее 3 млн. т тротила, т.е. в 100 раз более сильный, чем атомный взрыв в Нагасаки и Хиросиме. Согласно расчетам, скорость, с которой влетела Тунгусская комета в атмосферу Земли, была от 30 до 40 км/с. К моменту взрыва она снизилась до 16-20 км/с, а масса взорвавшегося тела составила несколько десятков тысяч тонн (остальное испарилось до взрыва). Температура на фронте головной, ударной волны достигала 100000° С, т.е. в десятки раз превышала температуру поверхности Солнца.

После взрыва образовалась широкая зона поваленных деревьев, форма которой (в виде бабочки) хорошо совпадает с зоной разрушения от баллистической волны (рис. 5), рассчитанной теоретически В.П. Коробейниковым и др.

Горелый лес и слабые ожоги, полученные немногими очевидцами, находившимися на расстоянии сотен километров от эпицентра, дают некоторое представление о термическом эффекте взрыва.

На месте катастрофы найдены лишь многочисленные мельчайшие шарики размером в десятки микрон. Они представляют собой застывшие капельки расплавленного металла или силиката, входивших в состав твердых включений в ядре кометы. Никаких следов повышенной радиоактивности в районе падения метеорита не обнаружено. Спустя несколько дней после катастрофы наблюдалось необычное свечение неба, распространившееся полосой от места падения метеорита до Британских островов. Это было вызвано попаданием в слои атмосферы веществ хвоста кометы. Резкое снижение прозрачности атмосферы, зарегистрированное двумя неделями позже, вероятнее всего, объясняется пылью, выброшенной в верхние слои атмосферы после взрыва.

По своим масштабам тунгусская катастрофа стоит в одном ряду с такими крупнейшими, известными или предполагаемыми, катастрофами, как взрыв и проседание кальдеры вулкана Кракатау, извержение Санторина, связываемое с гибелью Атлантиды, или с такими землетрясениями, как Чилийское или Гоби-Алтайское. Площадь вывороченного леса составляла 20 тыс. км2
(это более чем в 20 раз больше площади Москвы, ограниченней автомобильной дорогой). К счастью, взрыв произошел в совершенно безлюдной местности. Однако если бы эта небольшая комета взорвалась над густонаселенным районом, то размеры катастрофы и число жертв трудно вообразить.

Метеоритные кратеры подразделяются на два типа.

Второй тип - взрывные кратеры, возникающие при взрыве метеорита в момент его соударения с земной поверхностью. Крупный метеорит, подлетающий к Земле со скоростью 3-20 км/с, при столкновении с ней взрывается в результате торможения о горные породы. Вещество его полностью или почти полностью испаряется при взрыве. Взрывные кратеры бывают заполнены раздробленной породой, которая нередко оплавлена. В некоторых наиболее крупных кратерах обнаружены своеобразные породы, получившие название импакитов. Они почти целиком состоят из переплавленных пород, застывших в виде стекла. В небольшом количестве содержатся в них и обломки нерасплавленных пород.

Расскажем о некоторых наиболее крупных космических катастрофах на нашей планете.

Самый крупный из достоверных метеоритных кратеров - Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги, в долине ее правого притока реки Попигай. Размеры внутреннего кратера составляют 75 км, а диаметр внешнего достигает 100 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад. Космическое тело с большой скоростью пробило толщу осадков в 1200 м и затормозилось в породах фундамента Сибирской платформы (рис. 3). По предварительным оценкам, энергия взрыва достигала 10 23 Дж, т.е. была в 1000 раз больше, чем при самом сильном вулканическом взрыве. Об условиях, существовавших в эпицентре в момент взрыва, можно судить по тому, что в кратере найдены возникшие при катастрофе минералы.

Рис. 3. Схема образования Попигайского метеоритного кратера и его предполагаемое строение (по В.Л. Масайтису)

а - столкновение метеорита с поверхностью Земли и торможение; б - испарение метеорита и плавление окружающих пород; в - разогрев газов, выброс раздробленных и частично расплавленных пород; г - падение материалов выброса в кратер и за его пределы; д - подъем основания кратера и выдавливание части расплава к поверхности. 1 - осадочные породы; 2 - фундамент; 3 - надвиги; 4 - раздробленные породы в начальной стадии выброса; 5 - трещины; 6 - расплавленные породы; 7 - Раздробленные породы, заполняющие кратер; 8 - предполагаемая гранича зоны трещиноватых пород фундамента; 9 - выжатый к поверхности Расплав (импакиты). (Вертикальный и горизонтальный масштабы примерно одинаковы)

На Украине обнаружен Болтышский кратер (диаметром около 25 км), возникший в результате падения метеорита более 100 млн. лет назад. Самый древний метеоритный кратер (диаметр 20 км) в нашей стране находится в Карелии, его возраст более 1 млрд. лет,

В районе Калуги погребен взрывной кратер с возрастом 250 млн. лет. Поперечник его достигает 15 км.

Во Франции метеоритный кратер Рошешуар (диаметр около 15 км) образовался 150-170 млн. лет назад.

К «молодым» кратерам - возраст до 15 млн. лет - относятся Босумтви в Гане (Западная Африка), в котором расположено озеро (диаметр 9,8 км, глубина 350 м), и Чабб на полуострове Унгава в Канаде (диаметр 3,4 км, глубина 390 м). Метеоритный кратер Ротер Камм, обнаруженный в 1965 г. в Юго-Западной Африке, в 95 км от устья реки Оранжевой, достигает 30 м. Дно кратера засыпано, следовательно, общая глубина его еще больше. Поперечные размеры кольцевого вала, сложенного обломками гнейсов, около 2,4 км, высота над окружающей местностью 90 м. Кратер Локар в Индии имеет поперечник 1,8 км, а глубину 120 м.

Группа кольцевых структур метеоритного происхождения известна на острове Сааремаа (Эзель) в Балтийском море. Углубление имеет здесь диаметр 110 м, оно обрамлено валом, образованным из приподнятых пластов доломита высотой 6-7 м. Еще шесть округлых впадин расположено в окрестностях главного кратера на площади 0,25 км 2 . Их размеры: диаметр 16-20 м, глубина до 4-5 м.

Удивительное кольцо Вредефорт найдено в Южной Африке. Оно образовано куполом гранитов диаметром около 40 км. Купол окружен венцом древних осадочных пород шириной около 16 км. Можно оценить размеры и скорость падения астероида, вызвавшего образование этого кольца. При скорости 20 км/с он должен иметь диаметр 2,3 км и массу 3·10 10 т. Энергия его падения примерно в 50 раз превосходила энергию крупнейших землетрясений и соответствовала взрыву бомбы с зарядом 1,4·10 6 млн. т.

В Южном Техасе (США), в бассейне Сиерра-Мадре в горных породах, образовавшихся из древних морских отложений, известен вал в виде кольца диаметром около 10 км. В котловине внутри вала слои горных пород залегают почти горизонтально и лишь в центре их прорывает купол, сложенный известняками и возвышающийся на 450 м. Пласты здесь сильно разрушены, а в известняке обнаружены конические системы трещин, вызванные мощной ударной волной. Американский геолог А. Келли считает, что в данном случае астроблема образовалась в результате падения кометы в древний океан, имевший здесь глубину 2-3 км. Ядро кометы с космической скоростью ударило в кору, и произошел гигантский взрыв. Ударная волна, пройдя через воду, ослабла и смогла вызвать катастрофические разрушения дна лишь в эпицентре. Одновременно в океане образовалась огромная водяная воронка: взрыв на какое-то мгновение раздвинул толщу воды. Вода увлекла за собой донные осадки, отложив их в виде кольцевого вала. Освобожденное от гидростатического давления морское дно вспучилось в эпицентре и поднялось. При оседании водяной воронки вода принесла назад взмученный материал, который образовал слои новых осадков, сгладившие рельеф подводного кратера. Через много десятков миллионов лет кратер поднялся на поверхность, где затем разрушился.

С падением метеорита связывают крупнейшее месторождение никеля Садбери, расположенное в Канаде.

Так, в Северной Америке, в районе полуострова Флорида, на побережье Атлантического океана произошло падение, по-видимому, одного из наиболее крупных астероидов. В штатах Северная и Южная Каролина была проведена аэрофотосъемка, обнаружившая ряд круглых и яйцеобразных воронок, напоминающих по виду кратеры метеоритного происхождения. Крупных кратеров - около 140 тыс., в том числе около 100 диаметром более 1,5 км. Невозможно установить число мелких. Предполагают, что их более полумиллиона. Площадь, подвергшаяся камнепаду, достигала 200 тыс. км 2 . Кратеры расположены дугой, в центре которой в настоящее время находится приморский город Чарлстон. Большая часть обломков астероида обрушилась в Атлантический океан.

Загадочные тектиты - стекловидные камни космического происхождения, детально изученные советским ученым Г.Г. Воробьевым, также выпадали на огромные территории в виде дождей большой плотности. В Европе районом распространения тектитов является Чехословакия: на площади около 10 тыс. км 2 было найдено несколько десятков тысяч тектитов. Дождь, состоявший из тектитов, выпал здесь примерно 20 млн. лет назад и охватил территорию, близкую по форме к эллипсу. Правда, Г.Г. Воробьев считает, что дождь этот был не очень густым и расстояние между отдельными тектитами в некоторых случаях достигало многих десятков метров. В дальнейшем в результате деятельности поверхностных вод и тектонических движений произошло перераспределение тектитов и накопление их во впадинах рельефа земной поверхности.

По своим масштабам тунгусская катастрофа стоит в одном ряду с такими крупнейшими, известными или предполагаемыми, катастрофами, как взрыв и проседание кальдеры вулкана Кракатау, извержение Санторина, связываемое с гибелью Атлантиды, или с такими землетрясениями, как Чилийское или Гоби-Алтайское. Площадь вывороченного леса составляла 20 тыс. км 2 (это более чем в 20 раз больше площади Москвы, ограниченней автомобильной дорогой). К счастью, взрыв произошел в совершенно безлюдной местности. Однако если бы эта небольшая комета взорвалась над густонаселенным районом, то размеры катастрофы и число жертв трудно вообразить.

В начале космической эры ярким событием стало установление большого распространения кольцевых структур на планетах Солнечной системы. Наиболее подробно изучена Луна. После изучения снимков разных масштабов, подсчета кратеров и их распределения по размерам, оказалось, что чем древнее поверхность участка, тем гуще она насыщена кратерами.

Изучение же метеоритных структур Земли началось недавно. До 60-х годов ХХ века, кроме нескольких малых кратеров и кратерных полей, был известен только Аризонский кратер(диаметром 1,2 км). Затем в ряде стран были открыты многочисленные метеоритные кратеры и их эродированные корневые части – астроблемы (с древнегреческого – звёздные раны).

На конец ХХ века на поверхности Земли известно свыше 230 больших ударных кратеров (астроблем). Наибольшие из них имеют диаметр до 200 км. Таким образом, метеоритные кратеры широко распространены на Земле так же, как и на других телах Солнечной системы. Но далеко не вся поверхность Земли еще обследована, особенно дно океанов. Даже на поверхности суши могут быть открыты многочисленные новые кратеры и астроблемы.

В последнее время стало известно, что взрывы крупных метеоритов влияют на климат и структуры земной коры в глобальном масштабе, что выдвигает эту проблему в ряд актуальнейших задач современной геологии и планетологии. Поэтому вопросы изучения метеоритных структур должны стать достоянием самых широких кругов людей, занимающихся вопросами естествознания. Вместе с тем, эти структуры пока мало известны многим геологам, географам, морфологам, т.е. специалистам, которые могут встретить их при полевых работах.

В своей работе я попыталась установить распределение астроблем на поверхности нашей планеты по странам, учитывая их размеры и возраст.

Начиная со второй половины XIX века, в штате Аризона в США известен кратер – «Каньон Дьявола». Его диаметр 1240м, а глубина - 170м. Сначала существовали разные гипотезы о его происхождении: одни считали кратер вулканическим, другие - результатом взрыва водяного пара, третьи принимали его за карстовый провал. Однако, у индейцев, коренных жителей Аризоны, существовала легенда о том, что некогда огненный бог на огненной колеснице спустился на Землю, и кратер – место его «приземления». В 1906г. геологом Д. Барринджером было доказано, что Аризонский кратер имеет ударное происхождение. При многочисленных исследованиях было найдено около 12т метеоритного вещества. Кратер возник около 50 тысяч назад в результате падения на Землю железно-никелевого метеорита диаметром 60м со скоростью 20 км/с. Энергия взрыва при образовании кратера оценивается в 10-20 мегатонн.

Два небольших кратера (диаметром до 170м), ассоциирующиеся с железными метеоритами, были найдены в Одессе (штат Техас, США) сыном Барринджера в 1922г. Сейчас установлено, что падение метеоритов произошло примерно 12 тысяч лет назад. В 1927г. И. Рейнвальд описал семь кратеров с максимальным диаметром 110м в районе Каалиярви на о. Саарева (Эстония). Он объяснил их происхождение взрывом при ударе высокоскоростного железного метеорита. Группа кратеров Хенбери в центральной Австралии обнаружена Олдерманом в 1931г. Наибольший из 15 кратеров имеет форму эллипса размерами 180х140м. В связи с найденным там метеоритным железом общей массой 200кг, Олдерман определил кратеры как метеоритные. Найденный год спустя двойной кратер Вабар (Саудовская Аравия), с диаметром большего из них 97м, также признан метеоритным, из-за найденных нескольких килограммов метеоритного железа. В 1933г. Спенсер предположил, что известная система множества кратеров Кампо-Дель-Сьело (Аргентина) имеет метеоритное происхождение. Впоследствии в этих кратерах было найдено 3т метеоритного железа и к 1965г. окончательно установлено, что эти кратеры метеоритные. Сейчас известны сотни подобных кратеров: Мургаб (Таджикистан) диаметром 80м, Боксхолл (Австралия) диаметром 175м, Алулу (Мавритания) диаметром 300м, Эро (Франция) диаметром 230м и многие другие.

При образовании сравнительно небольших кратеров, подобных описанным выше, выделяется энергия удара метеорита, близкая по величине к взрыву атомных бомб, подобных сброшенным на Хиросиму.

Ударные кратеры большего размера сначала описывались как нечто совершенно иное. Начиная с первого исследования В. Бушером кратера Серпент-Маунд диаметром 6км (штат Огайо, США), причиной образования такиз кратеров признавался взрыв, но единственным известным источником взрыва считался вулканизм. Поскольку ни в самом кратере, ни в его окрестностях не было обнаружено никаких следов вулканизма, то этомк феномену было дано название «криптовулканизм». Бушер и другие геологи описали много «криптовулканических» кратеров, таких как Штангайм (Германия), Флинк-Крик и Сьерра-Маддера (США), купол Фридерфорт (ЮАР) и другие.

Кратер Кебира

Кебира - ударный кратер в Сахаре. Он был обнаружен с помощью спутниковых изображений совсем недавно. Имеет диаметр 31 км, его возраст еще не был определен. Считается, что он является источником так называемого стекла пустыни, или «ливийского стекла».

Чесапикский кратер
Чесапикский ударный кратер в Вирджинии, США, образовался в результате падения метеорита на восточное побережье Североамериканского континента 35 миллионов лет назад, в конце эоценовой эпохи. Это наиболее хорошо сохранившийся морской ударный кратер, и сейчас самый крупный ударный кратер на территории США. Появление кратера повлияло на формирование очертаний Чесапикского залива.
Этот кратер составляет 85 км в ширину.

Кратер Акраман
Акраман - ударный кратер в Южной Австралии, сформировавшийся в результате падения метеорита диаметром 4 км около 590 млн. лет назад.
Удар создал кратер около 90 км в диаметре. Последующие геологические процессы деформировали кратер. Взрыв привел к распространению обломков на расстояние до 450 км. Последующие геологические процессы деформировали кратер, и в нем образовалось озеро Акраман.

Кратер Садбери
Ударный кратер, который сформировался в результате падения кометы диаметром 10 км. 1,85 млрд. лет назад.
Удар создал кратер около 248 км в диаметре. Последующие геологические процессы деформировали кратер ион приобрел овальную форму. Это второй по величине метеоритный кратер на Земле. Находится в Онтарио, Канада. По периметру кратера найдены крупные залежи никелевой и медной руды

Метеоритный кратер Вредефорт
Кратер Вредефорт - ударный кратер, расположенный в 120 километрах от Йоханнесбурга, ЮАР. Диаметр кратера составляет 250-300 километров, что делает его крупнейшим на планете (не считая неизученного вероятного кратера Земли Уилкса диаметром 500 километров в Антарктиде). Назван в честь расположенного поблизости города Вредефорт. В 2005 году был зачислен в перечень объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Астероид столкнувшейся с Землёй, и образовавший кратер Вредефорт, являлся одним из самых больших когда-либо соприкасавшихся с планетой, по современным оценкам диаметр его окружности был около 10 километров.

кратер «Волчья яма»
Метеорит весом около 50 000 тонн упал примерно 300 000 лет назад в Западной Австралии, на территории Большой Песчаной пустыни. В результате падения образовался крупный кратер Wolfe Creek («Волчья яма») диаметром 875 метров и глубиной 60 метров. В РАН хранятся множество обломков метеорита, общим весом 400 кг.
«Wolf Creek» - также оригинальное название австралийского фильма ужасов «Волчья яма» (Wolf Creek), действие которого происходит в районе кратера.

Метеоритный кратер "Озеро Маникуаган"
Кратер Маникугуан, в котором теперь расположено озеро Маникугуан, образовался в результате столкновения с небесным телом, диаметр которого составлял 5 километров, около 215 миллионов лет назад. Даже с учетом эрозийных процессов, он считается одним из крупнейших и лучше всего сохранившихся кратеров на Земле. Диаметр кратера - 100 километров. Кольцеобразное озеро расположено в центральной части провинции Квебек, Канада.
В центре озера находится остров Рене-Левассёр, на котором расположена гора Вавилон (952 м). Озеро вместе с островом хорошо видны из космоса, из-за чего также имеют название «глаз Квебека».

Кратер Мороквенг
Кратер Мороквенг сформировался в результате падения в Южной Африке метеорита диаметром 5 км около 145 млн лет назад. Расположенный недалеко от пустыни Калахари, этот кратер содержал окаменелые обломки метеорита, который его создал.
Обнаружен в 1994 году.

Кратер Кара
Всесильный Космос не обделил своим вниманием и СНГ. На высоте 3 900 метров над уровнем моря, в горах Памира в Таджикистане, недалеко от границы с Китаем располагается озеро. Это озеро образовалось в астероидном кратере диаметром 45 километров. Падение произошло приблизительно 5 миллионов лет назад.
Кратер Кара в мире седьмой по величине.

Кратер Чиксулуб
Кратер Чиксулуб, возраст которого исчисляется примерно в 65 миллионов лет, находится в Мексике, на полуострове Юкатан. Многие ученые считают, что метеорит, который оставил этот кратер, был причиной или способствовал вымиранию динозавров. Его диаметр оценивают в диапазоне от 170 до 300 километров.

Кратер Попигай
Кратер Попигай, который находится в Сибири, Россия, образовался в результате столкновения с метеоритом 35,7 миллионов лет назад.
Котловина кратера была открыта в 1946 году Д. В. Кожевиным в бассейне реки Попигай
в Красноярском крае.
Диаметр кратера - 100 км. Астероид нанес удар в гигантский угольный пласт. В районе кратера находится крупнейшее месторождение импактных алмазов, по своим запасам оно в 3 раза больше чем все вместе взятые месторождения мира.
Месторождение было засекречено, а его изучение заморозили в связи с тем, что в то время в стране строились заводы по производству синтетических алмазов. Летом 2013 года планируется новая экспедиция.

Аризонский кратер Бэрринджер
Наиболее известный кратер в мире – это кратер Бэрринджер в Аризоне (США). В 1960-х годах астронавты НАСА проходили в нем тренировки перед отправкой на Луну. Он возник примерно 50 000 лет назад после падения пятидесятиметрового железного метеорита весом в 300 000 т. Его диаметр - 1.2 км, а наибольшая глубина - свыше 170 м. Уже почти сто лет кратером владеет семья Бэрринджеров и успешно торгует им – берет плату за вход.

Кратер Аорунга
Аорунга - эродированный метеоритный ударный кратер, находящийся в государстве Чад, в Африке. Имеет размер 12,6 км в диаметре; возраст - не менее чем 345 млн. лет.

Кратер Хенбери
Кратер Хенбери в 175 км от Алис-Спрингс в Австралии образовался 4,7 тысяч лет назад тому назад в результате падения крупного астероида или кометы. Космический посланец врезался в недра земли на глубину в несколько километров и затем сгорел. Образовался кратер диаметром 22 км.
Австралийские аборигены никогда не пили воду, скапливавшуюся после редких дождей в странных углублениях в земле, имевшей красноватый цвет. Они опасались огненного дьявола, что может забрать их жизни. Вполне возможно, что далекие предки коренных жителей Австралии могли быть свидетелями падения небесного тела.

Кратер Аркену
Аркену - Два кратера в пустыне Сахара, в юго-восточной Части Ливии. Диаметры - 10,3 и 6,8 км.
Оба объекта классифицируются КАК кратеры двойного ударного воздействия. При этом они имеют концентрические кольцевые горные структуры, в отличие от большинства других наземных кратеров, сильно разрушенных эрозией.

Кратер Шумейкера
Диаметр кратера в Западной Австралии составляет около 30 километров. Он содержит сезонные озера, которые производят солевые отложения в результате испарения. Падение метеорита произошло примерно 1,7 млрд. лет тому назад и кратер считается самым старым из всех известных австралийских кратеров. Темное, в форме полумесяца внутреннее кольцо окружает ядро, состоящее из поднятой гранитной породы.

кратер Логанча
Палеогеновый 14-ти километровый кратер Логанча в Восточной Сибири выработан в нижнетриасовых вулканических породах – базальтовых лавах и туфах. Структура сильно эродирована и импактные толщи размыты. Глубина кратера около 500 метров и диаметр 20 км, поэтому кратер прекрасно просматривается на космоснимках.

Метеоритный кратер Карский
Усть-Карский кратер - ударный кратер, который сформировался в результате падения метеорита около 70 млн. лет назад.
Находится в России в Ненецком автономном округе в 15 км к востоку от речки Кара. В рельефе он представляет собой вытянутую и открытую к морю впадину. Карский кратер заполнен образовавшимися при взрыве обломками пород, частично переплавленными и застывшими в виде стекловидной массы.
После падения метеорита, образовался кратер диаметром около 65 км.

Кратер Суавъярви (Россия, Республика Карелия)
Большинство озер в Карелии имеют ледниковое происхождение - но не озеро Суавъярви, расположенное в 56 км к северо-западу от Медвежьегорска. Внешне такое же, как и все, но, в отличие от всех остальных, находится в самом центре древнейшего ударного кратера на нашей планете. Его возраст составляет 2,4 млрд лет! А вот открыт он был относительно недавно, в 1980-ых, когда советским геологам удалось обнаружить здесь импактные алмазы - очень редкие и твердые, которые могут резать даже обычные алмазы, добытые в кимберлитовых трубках. Именно благодаря их наличию существование древнейшего кратера на Земле является бесспорным фактом.

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