Кара небесная. Космическое миропонимание - Евгений Кузьменков

Круговые структуры метеоритного происхождения иногда подразделяют на ударные кратеры диаметром менее 100 метров и взрывные кратеры диаметром свыше 100 метров. Ударные кратеры образуются при падении небольших метеоритов, которые дробятся при столкновении с Землей. Взрывные кратеры образуются при ударе космического тела после его вхождения в твёрдые породы. При этом до 70% энергии переходит в тепло. Существует три группы признаков метеоритных кратеров и астроблем:

1) Структурные: вал в виде кольцевой возвышенности вокруг воронки преимущественно молодых кратеров, центральное поднятие (центральная горка или купол), отчетливая кольцевая структура с радиальными разломами;

2) Минерально-петрографическое: наличие продуктов кристаллизации расплава, возникшего в результате космогенного взрыва. Среди них выделяются туфоподобные разновидности. Признаки ударного метаморфизма установлены во многих минералах – кварце, полевых шпатах, слюдах,

амфиболах, пироксенах и т. д.;

3) Геофизические: аномалии полей, возникающие в зоне воздействия космогенного взрыва, по объему превышающие размеры воронки кратера. Эти аномалии исследуются гравиметрическими, сейсмическими, электро– и магнитометрическими методами. Так центральным зонам кратеров и астроблем соответствуют относительные гравитационные минимумы. В магнитном поле космогенные структуры проявляются благодаря концентрическому расположению аномалий, фиксирующему радиально кольцевую сетку разломов. Центры структур отмечаются отрицательным или положительным магнитным полем.

Большинство этих структур имеют фанерозойский возраст и только 7 крупных астроблем являются более древними образованиями. Распределены все найденные в настоящее время 136 кратеров по земному шару очень неравномерно. Это связано с плохой изученностью всех районов Земли (особенно тайги и джунглей). Наиболее изучены 46 кратеров в США и Канаде. 37 кратеров находятся в бывшем СССР, из них третий по величине (Попигайский). Пока еще очень плохо обследовались Африканский, Азиатский и Южно – Американский континенты. Для 60 астроблем установлено время их образования. Распределение астроблем по возрасту показывает характерную картину: 16,7 % – четвертичных, 23,3 % – кайнозойских, 21,6 % мезозойских, 30,0 % – палеозойских, по 1,7 % – вендских, поздне – и раннепротерозойских, 3,5 % – средне – протерозойских. Средние размеры всех астероидов, падавших на Землю равны: диаметр – 5,7 километров, масса – 4 х 1017 грамм, энергия – 2 х 1033 Джоулей. Кратер, который образуется от падения такого астероида среднего размера, имеет диаметр около 30 километров. Из 25 перечисленных в таблице 1 астроблем только одна (Монтанэ) расположена на шельфе и ни одной – на дне Мирового океана, в то время как океанический тип земной коры (дно океанов) занимает 58,8 % поверхности Земли. Конечно, метеориты падают и в Мировой океан, вызывая нарушения экосистем и биосферы, но обнаружить их в океане крайне затруднительно. Что касается домеловых астроблем, то здесь еще непочатый край работы (с точностью ±3 миллионов лет установлены лишь 4 астроблемы). Выпадение их на Землю совпадает с началом геологических веков.

Как видно, из таблицы 1, на Земле в период 600-1500 миллионов лет астроблемы не оставили следов в связи с высокими параметрами атмосферы. Наиболее распространены сравнительно небольшие метеоритные кратеры диаметром 4 – 16 километров, составляющие 36,8 %. Крупных кратеров (16 – 64 километров) около 20 % общего количества. Астроблем – гигантов (более 64 километров) – всего 3,7 %. Аномально высокое (17 %) количество мелких (до 1 километра) кратеров объясняется тем, что это в огромном большинстве четвертичные образования.

Распределение астроблем Земли по возрасту[4]

Таблица 1

В России крупные кольцевые структуры исследовались с 70-х годов. В 1975 году В.М.Рыжовым и В.В.Соловьевым была опубликована карта морфологических структур центрального типа территории СССР в масштабе 1: 10.000.000. Все указанные на карте кольцевые структуры (несколько сотен) разделены на купольные, кольцевые и купольно-кольцевые. В возрастном отношении они образуют две группы: домезозойскую и мезокайнозойскую. Наиболее крупные из структур, достигающие в поперечнике 1.000 километров, расположены на Балтийском щите, в районе Западно-Сибирской низменности, в Казахстане, на Украинском щите и на Северо–Востоке России. В крупные структуры вписываются более мелкие кольца, полукольца и полуовалы, диаметр самых мелких из которых составляет не более 50 километров.

Одна из самых крупных кольцевых структур, расположенная на северной окраине Анабарского щита и имеющая в диаметре 100 километров, состоит из сочетания колец, овалов и полуколец. Это Попигайский кратер. По данным В. Л. Масайтиса кратер представляет собой округлое понижение в рельефе глубиной до 200 – 400 метров значительного диаметра, заполненное четвертичными песками и галечниками. Во внутренней воронке кратера находится кольцевое поднятие диаметром 45 километров, обладающее признаками ударного воздействия (конусы разрушения, стекла). Воронка заполнена пластообразным веществом мощностью до нескольких десятков метров. Мощность выбросов в центральной части кратера достигает 2 – 2,5 километра. Внешняя воронка образует кольцо 20 – 25 километров шириной. Осадочные породы в ее бортах интенсивно деформированы, нарушены центробежными надвигами и радиальными разрывами с амплитудами смещения до нескольких километров. Под выбросами простирается мощность грунта не менее 150 метров и состоит из обломков и глыб разного размера и рыхлого материала. Выбросы близки по химическому составу к гнейсам и состоят из стекла, обломков оплавленных гнейсов и их минералов.

Согласно расчетам, в эпицентре взрыва ударное давление достигало 105 Па, а температура – до 2.000° Цельсия. Возникавший в таких условиях при плавлении гнейсов расплав растекался радиально с большой скоростью, образуя кольцевые структуры, а далее от центра – струи и потоки, перекрывающие большую часть днища кратера. Образование центрального поднятия началось в момент падения космического тела (взрыва) и продолжалось в результате упругой отдачи уже после заполнения кратера. Образование Попигайского кратера произошло около 35 миллионов лет тому назад. Меньшие по размерам, но близкие по строению метеорные кратеры расположены на Балтийском щите (Янисъярви), на Украинском щите (Ильинецкий, Гусевский, Каменский), на Русской плите (Калужский, Пучеж – Катункский), Пай-Хое (Карская астроблема) и в других районах.

Частота астроблем Земли [4]

Таблица 2

Самый древний из них – Янисъярвинская астроблема – имеет возраст около 700 миллионов лет. Пучеж– Катункская астроблема – одна их крупнейших катастрофических структур на Земле. Эта кольцевая структура, имеющая 80 километров в диаметре, представляет собой типичный кратер с центральным поднятием (она не выражена в современном рельефе). Предположение о ее космической природе (Фирсов, 1965) были впоследствии подтверждены как петрографическими, так и геологическими наблюдениями (Геология астроблем, 1980).

Эта астроблема возникла в средней юре около 175 + 3 миллионов лет назад. В составе архейского фундамента, который залегает в прилегающих к кратеру районах на глубинах 1,8 – 2,2 километра, преобладают гнейсы с линзами. Здесь присутствуют тела ультраосновных пород, кварцитов, кальцифиров и т.д. Как показали палеогеографические реконструкции, в момент ударного события район представлял собой аккумулятивную равнину с многочисленными лагунами, озерами и т.д.

Рис. 2. Метеорит Куня-Ургенч, упал 20 июня 1998. Самая большая часть метеорита, весом 820 кг, упала в хлопковое поле, образовав воронку около 5 метров.

Внутреннее строение астроблемы характеризуется сочетанием трех основных концентрических элементов: периферической кольцевой террасы, кольцевого желоба и центрального поднятия. Кольцевая терраса окружает воронку кратера по всему периметру и имеет ширину от 8 – 12 километров в северо-восточном секторе до 25 – 30 километров в юго-западном. Кольцевой желоб имеет внешний диаметр 40 – 42 километра и глубину до 1,6 километров в восточном секторе и до 1,9 километров – в западном. Центральное поднятие, известное под названием “Воротиловский выступ”, имеет диаметр в сводовой части 8 – 10 километров, в основании – 12 – 14 километров. Среди пород, возникших в результате дробления и плавления, их последующего перемешивания, переноса и переотложения, выделяется несколько разновидностей, локализованных в определенных структурных элементах астроблемы.

Одними из грозных небесных серийных убийц являются мириады мелких твердых тел, движущимися потоками по орбитам и называемых метеоритами или метеорными телами. Вторжение их в земную атмосферу происходили со скоростью от 11 до 73 км/с на высотах 60 – 120 километров, сопровождается сложными процессами их разрушения: нагреванием, плавлением, распылением и испарением. В 1920 году в Юго-Западной Африке был найден крупнейший из известных метеорит “Гоба”, масса которого 59 тонн. А в 1947 году 12 февраля на Дальнем Востоке в югозападных отрогах хребта Сихоте-Алинь выпал метеорный дождь. Его вызвал метеорит массой 30 – 70 тонн, который, войдя в атмосферу, распался на осколки до 1,745 тонн, упавшие в таежной местности. Их было около 300 крупных и 9000 мелких. Когда метеорит приближался к земной поверхности, слышался грохот, наблюдались яркие вспышки, на поверхности Земли происходили сотрясения почвы. После его падения было выявлено около 100 больших воронок диаметром от 1 до 26 метров и глубиной до 6 метров на площади в 2 квадратных километра.