Неділя, 12.05.2024, 21:31
Вітаю Вас Гість | Реєстрація | Вхід
Меню сайту


Категорії розділу
Технологія металів
та інших конструкційних матеріалів
Чорний хліб металургії
Захист нафтових резервуарів від корозії
Конструкція залізничної колії і його зміст
Шлях у космос
Метеоритні кратери на Землі
У світі застиглих звуків
Моделі залізниць
Рентгенотехника
Наука і техніка
Термодинаміка
Ручна ковка
Гумор


Вхід на сайт
Пошук
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Головна » Статті » Метеоритні кратери на Землі

Якими можуть бути гігантські метеоритні структури?

В даний час вивчені метеоритні кратери діаметром від метрів до майже 100 км. Про структурах, подібних місячним морям, в сотні кілометрів у діаметрі ми можемо лише приблизно судити, проинтерполировав напрямок змін різних ознак у відомих нам структурах.

Спробуємо простежити, як змінюються геологічні ознаки метеоритних структур із зростанням їх діаметра. Малі метеоритні кратери утворюються відбитою хвилею від падіння самого метеорита і являють собою чаші, оточені сводообразным підйомом порід мішені. Матеріал з кратера вилітає виключно по балістичних траєкторіях. У кілометрових кратерах, утворених в осадових породах, краю воронки розкриваються і лягають навколо кратера. В кратерах рангу десятки кілометрів «плазом», по землі, рухаються не тільки мегабрекчии в кратері, але і великі маси оточуючих порід.У самому кратері, на прикладіРису, біля краю воронки спостерігаються надвинутые і обрушенные тому в кратер блоки. Таким чином, цокольний вал тут не виражений або виражений слабо. На розрізі Карской астроблеми, де ерозією видалені верхи импактного розрізу, у країв воронки спостерігається серія лускатих надвигов, тобто і тут цокольний вал не виражений. За межами стінкою воронки Рису картируются численні переміщені з кратера блоки древніх порід. Вони являють собою відносно невеликих розмірів клиппены, аналогічні тектонічних покривів або шарьяжам.

Ясно, що виорювання порід за кратером буде тим глибше і горизонтальні рухи тим більше, чим більше масштаб самого шарьяжа і породила його метеоритної структури. Якщо екстраполювати це на ще більший масштаб явищ, то можна припустити, що тисячокілометрові структури повинні мати облямівку з шарьяжей, глибина закладення яких може бути порівнянна з потужністю земної кори.

Шарьяжами у звичайної земної геології називаються багатокілометрові блоки, вірніше, пачки порід, надвинутые на сусідні блоки з дуже пологим, частиною - горизонтальних поверхнях. Останнім часом шарьяжи почали виявляти у багатьох районах. Припущення про причини і механізм з виникнення різноманітні; шарьяжи, пов'язані з великими метеоритними вибухами,- це ще один тип таких структур, причина утворення яких, на відміну від інших типів, ясна.

Ймовірно, у метеоритних структур діаметрами і кілька сотень кілометрів не буде добре оформленого валу, він перетворюється в зону великих шарьяжей

Розглянемо, як змінюються импактные породи з ростом розміру кратерів. У малих і кілометрових кратерах будова алогенної брекчії рівномірно-безладне, з більш крупною фракцією у дна. В кратерах більше 10 км на істинному дні залягає крупноглыбовая брекчія або зювиты, вище - тагамиты. Біля бортів воронки простежується клиппеновая брекчія. Судячи з прикладу кратера Рис, вона не.виходить за межі воронки, крім окремих клиппенов.При більшому масштабі кратерів рангу 50 - 100 км вже не клиппены, а багатокілометрові маси порід шарьяжей ковзали по радіальним жолобах, виходячи далеко за межі кратера.

Переплавлені породи в Аризонском кратері (D=1,2 км) утворюють окремі шматки силикоглассов, а в 3,5-кілометровому Брент (Канада) - відокремлений горизонт переплавлених порід потужністю 42 м, що, очевидно, пов'язано зі збільшенням енергії вибуху. Але, порівнюючиБовтиське і Рисский кратери, ми бачимо, що при однаковому діаметрі в Бовтиському потужність тагамитов досягає 300 м, а в Рисі стекловатые імпактити зустрічаються в основному у вигляді бомб в зювитах. Це пояснюють обводненностью порід у другому випадку.Однак у загальному випадку кількість импактного розплаву зростає з діаметром кратера, і у великих та гігантських структурах воно повинно бути дуже великим.

Структурні ознаки метеоритних кратерів також змінюються з ростом розміру структур. Подкратерные зони тріщинуватості в Соболевском кратері (D=53м), Аризонском (D=1,2 км), 5 - 7-кілометрових Іллінецькому та Госез-Блаф, Клірвотер (22 - 32 км) мають у загальному дисковидную форму. Всі вони мають роздувши під кратером і выклинивающиеся фланги. У більшості випадків діаметр зони дроблення дорівнює 2D кратера. Глибинні зони дроблення великих кратерів не вивчені. Оскільки на великих глибинах тріщини «заліковуються» в силу великого тиску, мабуть, цей структурний ознака навряд чи може відігравати велику роль в гігантських метеоритних структурах.

Великі тріщинні порушення при метеоритних вибухів в принципі являють собою павутину - поєднання концентричних і радіальних розломів. Як видно з опису Соболевського кратера, вже при діаметрах 50 м кратери можуть мати структурні особливості, характерні для вибухових метеоритних структур,- кільцеві і радіальні розломи. Експериментальний кратер Прерія-Флет розміром 85 м має складну будову з трьома кільцевими підняттями (горстами). Кратери Штейнхейм, Брент діаметром у перші кілометри мають центральні горстообразные підняття.Кратери Клірвотер Іст і Вест в Канаді (D=22 - 24 і 32 км) виявляють різницю в структурі: перший має центральне підняття, другий - кільцевої внутрішній вал, який, за даними буріння, структурно являє собою кільцевий горст. Кратери Рис і Бовтиське (D=25 і 24 км) близькі за розміром, проте структури їх різні - Бовтиське, як і 50-км Карський, має центральне підняття, а Рис - центральну депресію і кільцеве підняття, яке, за аналогією з кратером Клірвотер, мабуть, являє собою кільцевий горст.

Кільцеві горсты і грабени можуть бути не тільки всередині кратерів, але і на оконтурювальних кільцевих розломах, як це встановлено автором, наприклад, в мультиринговой структурі Лабынкыр в Якутії (див. рис. 6).

Таким чином, центральні і кільцеві горстообразные підняття і кільцеві розломи можуть з'явитися при утворенні і невеликих, і гігантських метеоритних структур. Мабуть, розмір не є єдиною причиною для виникнення горстов і грабенов в метеоритних структурах. Причина тут в чомусь іншому, можливо, відіграє роль геологічна будова. Так, навколо Соболевського кратера два кільцевих розлому; а навколо Аризонського таких розломів немає. Соболевський утворився в породах пологозалегающей субвулканічної інтрузії, подстилаемой товщею пухких третинних відкладень.Їх межа є чітким відбивачем у силу великої різниці їх фізичних властивостей. Осадові товщі, в яких розташований Арізонський кратер, відрізняються великою строкатістю літологічного складу, так і всередині кожної товщі переслаиваются вельми різноманітні породи, дуже розрізняються по щільності, міцності і швидкостей сейсмічних хвиль. Ударна хвиля могла багаторазово відбитися від цих літологічних кордонів, втратити частину енергії і перетворитися, по суті, в безліч хвиль порівняно невеликої потужності.Таке пояснення, звичайно, є гіпотетичним і вимагає перевірки математичним і фізичним моделюванням.

Останнім часом з'явилися відомості про те, що розколовся в повітрі астероїд, впавши у вигляді метеоритного дощу, може дати не тільки кратерні поля на великих площах, але і метаморфізм, подібний регіональному (таке кратерне поле вивчено на Кольському півострові І. А. Нечаєвої). Очевидно, що ми поки вкрай погано знаємо геологічні ефекти зіткнення з Землею великих космічних тел.

На XXVII Міжнародному геологічному конгресі астроном Л. Крживский зробив доповідь про математичному моделюванні падіння астероїда в океан. Поперечник астероїда близько 10 км, маса 1010 - 1014 т, швидкість - 10 км Енергія вибуху буде рівновелика 104 - 106водневих бомб. Хвиля цунамі в океані матиме висоту 100 - 1000 м і хлине на прибережні частини континентів. Хмара випаровування води діаметром 100 - 1000 км матиме висоту 100 км. Відразу після катастрофи від випадання снігу із стратосфери і від екранування сонячних променів хмарним «ковдрою» має настати глобальне похолодання.Після катастрофічних злив, які будуть тривати роками або десятки років, вода з низів атмосфери випаде на Землю, а у високих шарах (вище 15 - 20 км) пари будуть циркулювати десятки тисяч років, причому підвищена дощовою буде підтримуватися цими тропосферними парами протягом тисяч років. Щільне хмарне «ковдра», не пропускаючи в космос тепло Землі, створить згодом парниковий ефект, який може розігріти земну поверхню на десятки градусів.

Після вибуху грибоподібна хмара, подібно до хмар при вулканічних виверженнях, викличе електричні розряди - блискавки і пульсуючі струми після них, які можуть дати утворення, подібні склу Лівійської пустелі.

Геологічні дані добре узгоджуються з цими розрахунками. На межі крейди та палеогену (65 млн. років тому) відбулося глобальне вимирання фауни. В Європі, Північній Америці, Австралії в прикордонних опадах були виявлені піки змісту іридію та інших рідкісних елементів, які пов'язані з домішкою в опадах 5 - 7 % метеоритної речовини. За даними вивчення підводного вкв. № 524 на півдні Атлантичного океану, пробуреної на глибині 4805, на рубежі 65 млн. років різко скоротилася біопродуктивність океану.Середньо-річна температура в тонкому шарі, збагаченому іридієм, знизилася на 8 'З, а потім фіксується потепління на 2-10'С, яке тривало приблизно 50 000 років. При таких температурних перепадах могло бути не миттєве, але досить швидке, протягом десятків тисяч років, вимирання низки груп фауни, зокрема, Л. Крживский вказує на групу динозаврів.

У 1964 р. Н. Дітц висловив гіпотезу про те, що Тихий океан - це гігантська метеоритна структура. Спробуємо уявити собі, що могло б статися зі структурою земної кори у разі виникнення такого величезного метеоритного кратера, як Тихий океан. Перш за все був би вирваний великий шматок земної кори в центральній частині і на її місці утворилися б поля базальтів. У дні могли виникнути кільцеві і радіальні розломи, і глибина їх не повинна була перевищувати потужність стоншення вибухом кори. Вони, сполучаючись з мантією, що могли, по суті, перетворитися на підвідні канали мантійній магми.Оскільки різниця тисків у земної поверхні та в мантії досить велика, в місці такого розлому міг утворитися клин мантійного речовини і активні впровадження за нього - «пластир» або «пробка» вздовж тріщини. При будь-яких переміщеннях або струси ці глибокі тріщини відкриваються, і мантийные впровадження нарощують магматичну пробку в горизонтальному напрямку. Весь цей механізм відомий в даний час в серединно-океанічних хребтах (рифтах).У краю гігантського кратера після вибуху будуть контактувати з одного боку потужна (до 50 - 60 км) материкова кора, під якою при ударі, ймовірно, могла бути утворена астеносфера, з іншого - потоншена кора кратерного дна, частина якої вилучена при вибуху. Можливо, що ця тонка кора буде втягнута під материк і почнеться субдукция. Це явище в даний час відомо практично по всіх берегах Тихого океану.

Кільцевий розрив, який міг дати початок рифтової структурі, мабуть, спочатку утворював коло, але при різній швидкості субдукції він міг досить скоро зануритися на одній стороні океану в зонах субдукції і зникнути, а решта його фрагменти - втратити кругову в плані форму. При такому механізмі серединно-океанічні хребти, в яких утворюється нова земна кора,- це, може бути, спосіб заліковування ран земної кори, що виникли при падінні великих астероїдів - «зіркових ран».У центрі структури, де розплавлені при вибуху породи і мантийные базальтоидные впровадження утворювали на великих площах суцільні базальтові поля, не будуть простежуватися полосовидные магнітні аномалії.

Запропоновано й інше пояснення для таких територій без полосовидных магнітних аномалій. Відомо, що 2/3 земної поверхні займають моря і океани. Отже, для метеоритів значно більше шансів впасти в море, ніж на сушу. Якими ж особливостями будуть відрізнятися великі кратери в океані? Насамперед океанічна кора має порівняно малу потужність у порівнянні з континентальною (10 - 15 замість 50 км). Тому при утворенні великих кратерів тріщини можуть проникнути у верхню мантію.Стислий речовина мантії з температурою понад 1000'С миттєво розплавиться, і почнуться масові площинні виливу базальтоидных магм. При проходженні вгору відбитої хвилі дно кратера і знаходиться під ним мантія можуть створити центральне підняття, що представляє собою мілководне океанічне плато або навіть сушу.Після кінця виливів базальтів, в результаті якого утворюється океанічна кора, що покриває центральне підняття, на мілководді далекому від суші можуть почати відкладатися карбонатні опади.Підняття з часом почне опадати - релаксувати, і продовжують накопичуватися мілководні карбонатні опади будуть мати великі потужності,

Подібні співвідношення відзначаються на деяких океанічних плато. Таку ідею опублікувала в 1982 р. в міжнародному журналі «Science» (Наука») Керрі Роджерс. Дійсно, плато Шатського, Манихики, Онтонг на заході Тихого океану покриті потужними товщами мілководних карбонатних опадів з залишками мілководній фауни на всій потужності, а під ними залягають базальтові товщі, де при детальних дослідженнях виявляються пухирці газів, що свідчать про застиганні цих базальтів на мілководді.Подібні ж співвідношення описуються рядом авторів для окраїнних морів - Охотського, Японського, Берінгова, Егейського, Карибського та ін. Їх утворення мобилисты пояснюють площинним спредингом. З точки зору фізики незрозуміло, чому раптом на земній поверхні може початися розширення від центру на изометричной площі, при неминучому опорі навколишніх ділянок кори. Наведене вище пояснення К. Роджерс логічно пояснює особливості геології, незрозумілі з точки зору майданного спрединга.

Як відомо, у Місяця кора має більшу потужність - близько 150 км, а літосфера - понад 800 км і відповідно більшу жорсткість, тобто вона реагує на стреси і струсу при вибуху як расслоенная, але в загальному монолітна маса. Тонка (50 - 70 км) земна кора, під якою відносно легко утворюються вогнища розплавленої астеносферной мастила, володіє і крихкістю, і певною гнучкістю, визначальною можливість субдукції і спрединга.

Подібні зіставлення виникають у багатьох геологів, які займаються метеоритними структурами. Для тих, хто не стикався раніше з колом цих своєрідних явищ і структур, що багато чого в їх будову та закономірності розвитку здається дивним. Проте з часом накопичуються факти, які переконують в тому, що ці незвичні раніше геологам співвідношення досить типові для геології Землі, а також планет Сонячної системи.



Категорія: Метеоритні кратери на Землі | Додав: 27.09.2016
Переглядів: 729 | Рейтинг: 0.0/0