Метеорологічні наслідки.Оскільки на пам'яті людства, точніше, тієї цивілізації, історія якої нам відома, немає геологічних подій подібного роду, в більшості випадків доводиться зіставляти ефекти метеоритних вибухів з наслідками вулканічних вивержень або землетрусів або використовувати ті відомості, які в спотвореному або иносказательном вигляді є в легендах.Наприклад, вже не раз писали про те, що біблійна легенда про всесвітній потоп, вірогідно, має в основі історична подія, і багато авторів схиляються до думки, що, ймовірно, причиною катастрофічних злив міг бути удар метеорита.

Подивимось, що відбувається при порівняно скромних явища - вулканічних виверженнях. 28 березня 1982 р. почалося вибухове виверження вулкана Ель-Чичон в Мексиці. Сейсмічні хвилі цього вибуху були відзначені приладами в Антарктиці - на станції Мак-Мердо. Стовп вулканічних викидів вже на початку виверження досяг висоти 16,8 км і обсяг викинутого матеріалу 0,3 км3. Наступний, ще більш потужний вибух, 4 квітня, дав понад 5 км3 викидів (включаючи попіл і бомби). Дрібні частинки довго трималися в атмосфері і давали надзвичайні багряні зорі, які спостерігалися в Європі ще у вересні.Було відзначено, що хмара вулканічних продуктів просувалося зі сходу на захід на висотах 20 - 25 км До 9 квітня воно досягло Гавайських островів, 21 квітня - Червоного моря, 26 квітня перетнуло Атлантичний океан, дещо відхилившись на південь, але в цей час щільність частинок в атмосфері була вже набагато меншою. У Мексиці виверження наробив багато лиха: 24 тис. км2 були покриті попелом, коли були знищені поля і пасовища.

Вище ми згадали, що при утворенні такого, загалом-то невеликого метеоритного кратера, як Рис, випарувалося близько 10 км3 гірських порід. Пар на великих висотах, очевидно, конденсувався, утворюючи скляні кульки, від мікронних до, може бути, міліметрових розмірів.Ці міріади непрозорих кульок повинні були затримувати і відбивати сонячні промені. Найбільш дрібні з них могли роками триматися в повітрі. За розрахунками, зробленими А. Мойером і Р. Дачиллом, екранування сонячних променів вуаллю сконденсованих парів кратера Рис могло знизити середньорічну температуру Землі на 2,6 - 26°.Перша з цих цифр здається більш ймовірною, так як зниження середньорічної температури на 26° означало б глобальну біологічну катастрофу, яка для цього часу (14 - 15 млн. років тому) не фіксується за геологічними даними. Але тут є ще одне питання - який час проіснувала пилова завіса в атмосфері? Це питання поки неясний.

Деяку аналогію з метеоритним ударом становлять великі вибухи при ядерних випробуваннях. Англійські солдати, які бачили атомний вибух (у Тихому океані), говорили, що високо в небі було видно крижаний стовп - вода, миттєво випарувалася при вибуху, потрапивши в стратосферу, ставала льодом. Очевидно, при утворенні 100-, а тим більше 500-кілометровій метеоритної структури в море подібне явище повинно було досягати набагато більших масштабів, причому миттєве локальне охолодження поверхні при падінні на Землю цього переохолодженого льоду могло бути дуже значним.

Далі мені хочеться зупинитися на ефектах, які являють собою не миттєві, а більш віддалені наслідки вибухів метеоритів. Якщо провести аналогію з вулканічними явищами, то можна згадати вибух 1916 р., коли після виверження вулкана в Індонезії настали малі «сутінки» і в Південній Азії, насамперед в Індії, прокотилися різні масові захворювання худоби - епізоотії. Але це похолодання було короткочасним і, звичайно, не могло відбитися скільки-небудь помітно у геологічному літописі. Про більш великих подіях свідчить приклад Антарктиди.

Цей материк розташовувався в географічного Південного полюса понад 50 млн. років, як вважають мобилисты, і ще довше - на думку фиксистов. Однак ще до кінця палеогену, тобто близько 30 млн. років тому, тут, на високих горах були льодовики, але на рівнинах росли широколистяні ліси, як тепер на Україні. Розвиток материкового зледеніння почалося 22 - 25 млн. років тому. Причини початку зледеніння неясні.

Мені довелося займатися геологією прибережних морів - континентальних околиць Антарктиди. Море Росса - найбільш вивчена околиця крижаного материка. Вкв. 270, пробурена з судна «Гломар Челленджер» у південно-західній частині осадового басейну Челленджер (східна частина моря Росса), розкрила у дна 20-метрову товщу незвичайних порід. Це була брекчія, складена з кутастих валунів до 0,5 м розміром і зцементована несортированным більш дрібним матеріалом.Тут були уламки діабазів, гранітів .мармуру, сланців, кварцу і т. д., причому великі і дрібні уламки безладно перемішані, глинистий матеріал у них відсутній. Деякі уламки як би підірвані - з країв їх розсікають, як ніби розпорюють, ламані мікротріщини, в які потрапила цементуюча маса.

При вивченні цих порід під мікроскопом видно практично ті ж особливості - і несортированность уламків, і їх вибухові обриси. Крім того, двойниковые смужки мармурових зерен місцями зім'яті у вигляді дрібної гофрування і накладений кальцитова цемент брекчії роз'їдає уламки зерен плагіоклазу, Р. Йодер та П. Тіллі, вивчали ці породи, назвали їх реголитом, як називається грунт Місяця. В той же час вони висловили припущення, що така порода могла утворитися при на схилі або була пов'язана з льодовиковими процесами.Але при і в льодовикових моренних суглинках «мастилом» завжди служить глина, якій у цій брекчії не було, і породи оплывин щільні, а тут автори з подивом відзначили дуже високу пористість. Крім того, гострі, гачкуваті кінчики уламків не могли зберегтися ні при якому перенесення матеріалу. Лежать під брекчией мармури і гнейси мають досить своєрідні деформації. У самого контакту породи роздроблені в борошно з шматочками зберігся мармуру. Нижче пачки шарів у 2 - 5 см те пережаті, то скручені, вигнуті або скинуті, то раптом здрібнені - катаклазированы (див. рис. 7). Окремі пачки як би зрізані з утворенням лінз. Місцями тонкоподрібнений матеріал «впроваджений у вигляді мов і прожилки в шаруватий мармур», як пишуть Йодер і Тіллі. Вниз кількість прожилки зменшується. Місцями в породах спостерігаються відкриті тріщини.

І деформації порід, і характеристика брекчій переконують, що свердловина розкрила алогенні і аутигенные брекчії метеоритного кратера. Очевидно, треба було шукати відповідні кільцеві форми в структурі і рельєф.

У сучасній поверхні дна в цьому районі моря Росса є уступ, що відокремлює банку Пеннелл від невиразної рівнини, яка тягнеться на схід до мису Колбек. Сейсмічні дані показали, що цей уступ оконтуривает кордон величезною напівкруглої в плані похованою западини (мал.20), як би обрубаною континентальним схилом. Западина діаметром близько 500 км і глибиною більше 4 км, названа американськими дослідниками басейном Челленджер, як би розкрита в кристалічному фундаменті Антарктичної плити. Потужність земної кори під нею зменшена і дорівнює менше 20 км.Однак, крім знахідки кратерних брекчій в одному місці басейну, потрібні були факти, що говорять на користь метеоритного походження на всій площі западини. Дійсно, все дно басейну Челленджер вистелено породами, що мають сейсмічні швидкості 4,2 - 4,7 км/с. Це - більше швидкостей осадових порід, але менше, ніж характерна для кристалічного цоколя Антарктиди. На дні глибоких осадових басейнів такі швидкості можуть бути у ілів і пісків, ущільнених під вагою потужних вищерозміщених порід.Однак біля північної межі басейну цей горизонт перекритий опадами потужністю 300 - 400 м і ущільнитися не міг.Крім того, він зникає поблизу кордону басейну. У вкв. 270 цей горизонт зі зниженими сейсмічними швидкостями (4,2 км/с) являє собою тріщинуваті породи кристалічного фундаменту Антарктичної літосферної плити. Мабуть, тріщинуваті кристалічні породи підстилають весь басейн Челленджер. З заходу басейн оконтурен похованим під опадами дуговим в плані грабеном Джойдес шириною близько 100 км, що повторює дугові обриси басейну Челленджер.Повторює їх і лінія західного берега моря Росса, причому перед нею простягається глибокий жолоб, виражений в сучасному рельєфі, а за нею височіють активно піднімаються Трансантарктичні гори.

Рис. 20. Тектонічні структури моря Росса (план). 
1 - межі передбачуваних метеоритних кратерів; 2 - тектонічні депресії; 3 - горсты; 4 - розломи; 5 - вулкани (а) і вулканічні поля (б); 6 - берегова лінія (а), брівка шельфу (б) і межа льодового шельфу (в); 7 - глибоководного буріння свердловини з судна "Гломар Челленджер" 

Сейсмічні роботи американської експедиції на льодовому шельфі у південній частині моря Росса показують, що під шельфом прихована система дугових горстов і грабенов, останній з яких у вигляді жолоба тягнеться вздовж узбережжя моря Росса (див. рис. 20). В цілому ця кільцева система, виражена в рельєфі, дуже нагадує горсты і грабени мультиринговых метеоритних структур, а тривале підняття трансантарктичний гір і сусідній з ними прибережний прогин тим більше переконують у метеоритном її походження.

Час утворення кратера приблизно відомо - алогенна брекчія перекривається морським глауконитовым піщаником, абсолютний вік якого 26 млн. років. Сама брекчія выветривалась на суші, і притому в умовах помірного клімату, тобто утворена до зледеніння. Освіта глауконітового пісковику свідчить про морському водному осадконакоплении в ранньому міоцені. Пізніше воно змінилося водно-льодовикових. Освіта метеоритного кратера басейну Челленджер, який ми назвали кратером Росса, відноситься до проміжку близько 27 - 30 млн років, тобто до кордону олігоцен - міоцен.

Катастрофічна подія такого масштабу повинно було якось відбитися в геологічного літопису навколишніх районів. Рубежу 25 - 27 млн. років відповідає глибокий розмив порід на всьому шельфі Антарктиди і і Тасмановом море. Приблизно до цього ж проміжку відноситься освіта протоки Дрейка.

З початку міоцену починається розвиток материкового зледеніння Антарктиди. Серед причин похолодання в Антарктиді називають передусім освіта протоки Дрейка, який заважає холодним водам йти в тропічні широти, припускають також катастрофічно швидке зменшення сонячної освітленості і збільшення відбивної здатності (альбедо). Відомо, що протока Дрейка в перший етап після розкриття був дуже малий і тому визначального впливу на клімат, ймовірно, надати не міг. Спробуємо уявити собі, що могло статися після метеоритного вибуху.При вибуху була випарується не тільки морська вода, але і породи, утворивши в атмосфері вуаль конденсованих парів, які створили «сутінки». Якщо вибух Рису знизив середньорічну температуру на 2,6'С, то при утворенні 500-кілометровій структури могло бути значно більше похолодання. Крім того, якщо до невеликого відрізку часу приурочено утворення декількох великих метеоритних структур, то сумарний їх вплив на клімат могло дати поштовх до початку великого похолодання і розвитку материкового зледеніння.

Раз почавшись, заледеніння могло розвиватися вже і за рахунок інших факторів, насамперед, збільшення відбиття сонячних променів блискучою білою поверхнею льодовика, а атмосферна циркуляція, яка встановилася над льодовиком, сприяла ще більшої суворості клімату. Факти такі, що в період з 20 - 25 до 5 млн. років, у міру того як в Антарктиді наростало похолодання, у Південному океані поступово, зі швидкістю 2 - 3 см в рік рухалася на північ межа життя теплолюбної карбонатної фауни. Приблизно з такою ж швидкістю рухалася на північ і межа айсбергового розносу.Раптом, на зламі приблизно 5 млн. років, і фаунистическая, і межа айсбергового розносу швидко рушили на північ на 300 км.

Геологи, які вивчали матеріал вкв. 270, пробуреної з судна «Гломар Челленджер», назвали цей стрибок «головним седиментационным подією». Такий стрибок приписують поглиблення протоки Дрейка і утворення циркумполярної течії. Але при вивченні бурових матеріалів за моря Росса з'ясовується, що воно як раз з цього ж часу очистилося від льоду. Фауна розвивалися настільки бурхливо, що в деяких випадках органічні залишки складають до 40 % і навіть до 90 % осаду. Таке потепління з місцевим межледниковьем тільки в море Росса і похолоданням в навколишньому океані виглядає нелогічним.Необхідно було переглянути геологічний матеріал по цьому району.Виявилося, що рубежу 5 млн. років відповідає на всьому шельфі моря Росса поверхню перерви, під якою змито до 800 м опадів, а в південній частині моря Росса над нею залягають валунні брекчії, схожі на льодовикові, але з них абсолютно видалений весь мелкообломочный матеріал. При цьому товсті раковини устриць розбиті на дуже дрібні осколки.

Все це пояснювали надзвичайно сильними течіями. Але при вимірах магнітних властивостей зразків виявилося, що під поверхнею перерви магнитность порід зменшена на два порядки, що вже не можна пояснити ніякими течіями. До того ж в товщі над поверхнею розмиву в породах описувалося змішання фауни міоцену і пліоцену, яке приводило в замішання палеонтологів. У чому ж тут справа?Виявилося, що в західній частині моря Росса, біля підніжжя континентального схилу, на глибині близько 2 км є добре морфологічно виражена кратерообразная улоговина.Діаметр її біля 100 км, глибина (від вершини валу) 800 м, а сейсмічним профілюванням з'ясовано, що її заповнює майже 4-кілометрова товща молодих пухких опадів. За східним валом кратера утворений дугового грабен, а за ним - горст. Я припускаю, що його освіта і було причиною суперечливих геологічних співвідношень на рубежі міоцену і пліоцену (5 млн. років).

До цього часу весь шельф моря Росса був зайнятий льодом, потужність якого досягала приблизно 1 км. Очевидно, при вибуху метеорита лід на шельфі був испарен і розтанув поблизу від місця падіння. Далі від кратера вибухова хвиля повинна була йти за типом цунамі, зламуючи і вспучивая поверхню шельфового льодовика, заходячи на узбережжі в фіорди і затоки, змиваючи і збовтуючи потужну товщу опадів, під якими породи дещо ущільнені, зім'яті в складки і розмагнічені. Пізніше збовтаний матеріал швидко осаджувався, що зафіксовано в ряді свердловин в море Росса.При руйнуванні шельфового льодовика моря Росса неминучий, за розрахунками Ст. Ст. Квасова, катастрофічний розпад Західно-Антарктичного материкового льодовика. Величезний обсяг льоду, що хлинули в океан, і міг відсунути кордон айсбергового розносу в океані далеко на північ.