Рассмотрим этапы формирования ударного кратера.



Байконурская астроблема.

Если разглядывать некоторые планеты Солнечной системы и их спутники — Меркурий, Марс, Луну, Европу, Ганимед (два последних — это спутники Юпитера) — из ближнего космоса, то поражает одна их общая черта. Вся их поверхность буквально усыпана ударными кратерами, которые образуются при столкновении космических тел (астероидов и их осколков — метеоритов, а также комет) с планетами и их спутниками.

 

Уда́рный кра́тер — углубление, появившееся на поверхности космического тела в результате падения другого тела, меньшего размера. Само событие (удар метеорита) иногда называют импактом (от англ. impact — «столкновение») или импактным событием.

 

 

 

Множество лет небесные тела подвергались и подвергаются бомбежке метеоритами, что оставляет на их лице многочисленные шрамы. Оказывается, немало таких кратеров и на Земле.

На протяжении всей истории человечества людей интересовали падающие с неба камни. Когда-то они считались вестниками богов и хранились в храмах как святыни. За историческое время наблюдались падения на Землю обломков космических тел диаметром от одного метра и весом до 1,5 тонн, образовывая воронки. В 1940-50-х годах, когда в геологии стала широко применяться аэрофотосъемка, выяснилось, что на поверхности земного шара имеется достаточно много округлых геологических структур необычного строения. Комплексное их изучение показало, что это следы ударов космических тел.

                                     

  В 1960 году американский геолог Р.Дитц предложил называть их астроблемами, что в переводе с греческого означает " звездная рана ".         В 1998 году число достоверно установленных астроблем превысило 200 (в том числе 20 из них в России), и ежегодно выявляется 2-5 новых.           Размеры метеоритных кратеров различны и колеблются - от 10-30 метров до 340 километров. Так же сильно колеблется и время их происхождения - от 2,5 млрд. лет назад до наших дней.  

 

Больше всего их в восточной части Северной Америки и Европе, то есть в геологически наиболее изученных районах земного шара.

При этом небольшие - относятся к молодым образованиям с возрастом не более 1 млн лет .   Причина этого - быстрая эрозия поверхности планеты, приводящая к уничтожению мелких кратеров.   Наоборот, крупные астроблемы диаметром в десятки и сотни километров имеют возрасты, измеряемые десятками и сотнями миллионов лет.

 

 

Распределение астроблем по поверхности Земли носит случайный характер.

Повышение интенсивности геологических поисков быстро увеличивает количество достоверно установленных астроблем.

Сравнение поверхности Земли с космическими снимками Луны или Меркурия без труда позволяет увидеть, что на них кольцевых импактных структур гораздо больше. Считается, что причиной этого является раннее ( 3,8-3,9 млрд лет назад) прекращение активного развития этих планет, отсутствие у них атмосферы и гидросферы, связанных с ними процессов, приводящих к «захоронению» ударных структур.

Предполагается, что Земля на заре своего существования (4,5-3,9 млрд лет назад) была похожа на Луну или Меркурий. Поэтому изучение астроблем и сопоставление результатов этих исследований с планетологическими данными позволяют лучше понять историю нашей планеты.

 

Когда метеорит с космической скоростью врезается в твердую поверхность планеты, происходит мощный тепловой взрыв, и на его месте за считанные секунды формируется особое геологическое образование — ударный метеоритный кратер.

 

 

 Крупные столкновения такого рода могли стать причиной массовых вымираний видов в истории Земли.

Однако недавние исследования говорят о том, что и возникновение жизни могло быть связано с метеоритными кратерами.

Столкновения Земли с крупными небесными телами километрового диаметра происходят в среднем раз в миллион лет. Частицы же размером от пылинок до небольшого булыжника сыплются на нашу планету практически непрерывно. Влетая в атмосферу со скоростью в десятки километров в секунду, они нагреваются от трения о воздух и сгорают, не достигнув поверхности Земли. Такова судьба более 99% космических обломков. Лишь самые крупные из них долетают до поверхности, образуя кратеры, которые сравнительно быстро разрушаются эрозией.

 

При встрече метеорита с твердой поверхностью его движение резко замедляется, а земные породы, наоборот, начинают ускоренное движение под воздействием ударной волны. Она расходится во все стороны, а также движется в обратную сторону по самому метеориту. Достигнув его тыльной поверхности, волна отражается и бежит обратно. Растяжения и сжатия при таком двойном пробеге обычно полностью разрушают метеорит.

Ударная волна создает колоссальнейшее давление — свыше 5 миллионов атмосфер. Под ее воздействием горные породы поверхности и небесного тела сильно сжимаются и нагреваются. Частично они плавятся, а в самом центре, где температура достигает 15 000 °С, — даже испаряются. В этот расплав попадают и твердые обломки метеорита. В результате после остывания и затвердевания на днище кратера образуется слой импактита — горной породы с весьма необычными геохимическими свойствами. В частности, она весьма сильно обогащена крайне редкими на Земле, но более характерными для метеоритов химическими элементами — иридием, осмием, платиной, палладием.

По мнению палеонтолога Евгения Епанчева Казахстанская степь возникла после падения на Землю небесных тел. Около 45 миллионов лет назад на территории Кызылординской области был густой лиственный лес, где обитали носороги, тапиры и немногочисленные динозавры. Однако джунгли были уничтожены метеоритами. Леса выгорели полностью, микроклиматизменился. Одно из небесных тел весом почти миллион тонн упало вблизи поселка Шиелы Кызылординской области, было оно в тысячу раз больше Тунгусского метеорита, который в 1908 году повалил деревья в Сибири на территории двух тысяч квадратных километров. Размер кратера Шиелы впечатляет – его диаметр 5,5 километров, увидеть его можно на аэрокосмических снимках Google (координаты N 49° 10’ E 57° 51’). Метеорит поменьше упал на юго-востоке Карагандинской области, создав кратер в 2,8 километра.

 

Рассмотрим этапы формирования ударного кратера.

1. В момент соприкосновения передние слои ударника и породы на поверхности начинают сплющиваться и разогреваться.

.

 

2. Под действием огромного давления расплавленное вещество выбрасывается в стороны

3. Стенки кратера после удара осыпаются внутрь, отчего его размер увеличивается, а глубина уменьшается.

 

Мгновенное испарение части вещества приводит к взрыву, при котором породы мишени разлетаются во все стороны, а дно вдавливается. Возникает круглая впадина с довольно крутыми бортами, но существует она какие-то доли секунды — затем борта немедленно начинают обрушиваться и оползать. Сверху на эту массу грунта выпадает и каменный град из вещества, выброшенного вертикально вверх и теперь возвращающегося на место, но уже в раздробленном виде. Так на дне кратера образуется слой обломков горных пород, сцементированных тем же материалом, но измельченным до песчинок и пылинок.

 

Столкновение, сжатие пород и проход взрывной волны длятся десятые доли секунды. Формирование выемки кратера занимает на порядок больше времени. А еще через несколько минут ударный расплав начинает быстро затвердевать. И вот уже готов свеженький, с пылу с жару, ударный кратер.

 

 

При сильных столкновениях твердые породы ведут себя подобно жидкости. В них возникают сложные волновые гидродинамические процессы, один из характерных следов которых — центральные горки в крупных кратерах. Процесс их образования подобен появлению капли отдачи при падении в воду небольшого предмета. При сильных ударах выброшенный из кратера материал может даже улететь в космос. Именно так на Землю попали метеориты с Луны и с Марса, десятки которых обнаружены за последние годы.

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 367; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ