Что упало, не пропало
Метеоритные кратеры на Земле
Дмитрий Дмитриевич, много ли на нашей планете кратеров, оставленных метеоритами?
— Сейчас насчитывается 190. Это достаточное количество, чтобы считать бомбардировку Земли крупными космическими телами важным геологическим процессом. Ранее каждый год открывали в среднем один-два новых кратера, сейчас этот процесс несколько затормозился. Есть и «пустые» года, когда ничего нового не находят, а бывают года, богатые на такого рода «урожай».
— Как происходит открытие кратера?
— Если вы находите на космо- или аэрофотоснимке кольцевое образование, то можно предположить, что оно имеет космогенное происхождение. Однако в своё время писатель и капитан дальнего плавания Андрей Некрасов вложил в уста своего героя капитана Врунгеля такую фразу: «Каждая селёдка — это рыба, но не каждая рыба — это селёдка». Так и с кратерами: если мы видим круг, это далеко не всегда ударный кратер. Например, есть идеальная кольцевая структура в Пермском крае близ села Ашап — её можно посмотреть на снимках Google Earth. Однако полевые исследования показали, что она вряд ли является метеоритным кратером, хотя, конечно, нужно дополнительное изучение. В то же время достаточно часто кратеры подвергаются эрозии и захоронению более молодыми осадочными породами и, следовательно, никак не проявляются в рельефе. Поэтому надёжный результат даёт лишь опознание с помощью различных геологических, геохимических и геофизических данных. В первую очередь — это присутствие уникальных признаков ударного преобразования пород.
— А как кратеры образуются?
— Как известно, из-за торможения в атмосфере метеориты падают на Землю с относительно небольшой скоростью. Она составляет примерно 200 метров в секунду. Но чем крупнее тело, тем оно менее эффективно теряет скорость, и когда мы имеем дело с телами размером в сто и более метров, то они практически не замедляются. Скорость их подхода к Земле — это вторая космическая скорость, около 11 километров в секунду. Бывает и выше. Средняя скорость подхода таких тел к Земле — порядка 18 километров в секунду, максимальная — 72.
Если такое тело ударяется о твёрдую земную поверхность, в момент соприкосновения с планетой происходит взрыв — мощное энерговыделение. Кинетическая энергия тела-ударника приводит к перемещению и выбросу вещества земных пород, а также переходит в тепло, нагревая это вещество. Процесс перераспределения энергии достаточно сложен, но всё дело в том, что в момент соприкосновения с поверхностью Земли астероид генерирует ударную волну, давление в которой может достигать величин, превышающих давление в центре Земли. Это гигантские значения, порядка миллионов атмосфер.
Когда волна идёт по толще пород, она несколько ослабляется, но всё равно сохраняет довольно высокие параметры, которые способны производить так называемое ударное преобразование пород. Это процесс, когда породы приобретают специфические черты, характерные только для ударного метаморфизма.
— Значит, для того чтобы определить, является ли это место кратером, нужно изучать породы?
— Да. Если мы находим следы ударного метаморфизма в породах и минералах, стёкла, образованные из ударного расплава, специфические породы — так называемые импактиты, то это служит несомненными признаками ударно-взрывного происхождения данной структуры.
— Но ведь извержения вулканов тоже преобразуют породы?
— Хотя при извержении вулкана могут происходить взрывы с мощным выбросом вулканических пород, давление там развивается совсем небольшое по сравнению с давлением при кратерообразующих процессах. Пользуясь комплексом признаков, таких как наличие ударного метаморфизма, присутствие ударного расплава и т. д., мы можем судить о том, имеем дело именно с ударным кратером или нет. Такой кратер должен прослеживаться в гравитационных и магнитных аномалиях, что служит дополнительным (но не основным) подтверждением его происхождения. Ударновзрывные метеоритные кратеры — всегда бескорневые структуры.
— А что это значит?
— Если для вулкана мы всегда видим подводящие каналы, магматические очаги, которые располагаются на глубине, то ударный кратер, затухая, переходит в совершенно ненарушенные породы. Это и есть бескорневая структура — некое экзогенное образование.
— Как часто происходят образования кратеров?
— Зная приблизительную скорость кратерообразования, мы можем прикинуть, что на нашей планете в течение одного миллиона лет происходит образование кратера размером в несколько километров. Иначе говоря, для нашей с вами истории это очень редкое событие. На памяти человечества ничего подобного, насколько мне известно, пока не случалось. А в геологическом смысле это довольно частый процесс.
— Содержат ли эти кратеры части самих небесных тел?
— Из-за высоких температур, развивающихся при больших ударно-взрывных событиях, вещество метеорита полностью плавится и испаряется — превращается в пар. За одним редчайшим исключением мы никогда не находим присутствия вещества-ударника в крупных кратерах в его первозданном виде.
— Что это за исключение?
— Это кратер Мороквенг (Morokweng) в Африке диаметром примерно 70 км, где вроде бы нашли вещество ударника — 25-сантиметровый обломок в толще импактных расплавных пород. Это уникальный случай, пар или расплав ударника всегда растворяется в расплаве земных пород, а его исходное вещество отсутствует.