Импактный метаморфизим   Кольцевые структуры Земли  

Космические (импактиые) кольцевые структуры

Космические (импактиые) кольцевые структуры в ряду кольцевых образований Земли занимают особое место, так как возникли в результате падения крупных небесных тел: болидов или метеоритов, другими словами — в результате метеоритной бомбардировки. Эти кольцевые структуры названы в 1960 году американским геологом Р. Дитцем астро-блемами, что в переводе с греческого обозначает “звездные раны”. Иногда-их называют “им-пакткые”, что в переводе с английского означает “образованные в результате удара”.

В нашей стране изучением аст-роблем занимались многие иссле

дователи, среди них в первую очередь следует назвать А. А. Вальтера, Б. С. Зейлика, А. И. Дабижу, В. Л. Масайтиса, И. А. Нечаеву, В. В. Федынского, В. И. Фельдмана, Л. П. Хрянину и многих других.

Изучение результатов метеоритной бомбардировки имеет существенное значение при изучении планет земной группы. Кольцевые структуры ударного происхождения отчетливо видны и теперь достаточно подробно изучены на многих небесных телах.

Для Луны, Меркурия и Марса метеоритная бомбардировка очевидна. Кратеры здесь — наиболее распространенная форма рельефа. Они составляют непрерывный по размерам ряд от микроструктур до гигантских бассейнов, имеющих тысячи километров в поперечнике. На безатмосферных небесных телах (Меркурий, Луна, Фобос, Деймос и др.) метеоритные кратеры сохранились в прекрасном состоянии. В отличие от разрушенных и погребенных земных астроблем на космических изображениях поверхности планет земной группы и их спутников отчетливо видны все детали строения метеоритных кратеров. Чем древнее поверхность, тем больше количество соударений с метеоритными телами она должна испытать. Используя плотность кратери-рования на некоторых планетах земной группы, удалось выделить структуры разного относительного возраста.

Интересно, что, получив значения плотности кратерирования различных поверхностей Луны и других планет, в частности Марса, и значения абсолютного возраста пород Луны, можно, используя сравнительно-планетологиче-

ский метод, установить абсолютный возраст поверхности Марса.

Не исключено, что в догеоло-гическую стадию становления Земли метеоритная бомбардировка была важнейшим процессом ее развития. К сожалению, следы этой бомбардировки оказались сейчас стертыми последующими геологическими событиями — тектоническими движениями, метаморфизмом, магматизмом, водной и ветровой эрозией и т. п.

Догеологический этап развития Земли можно приближенно восстановить пока только путем сравнительного планетологического анализа. Член-корреспондент АН СССР В. Е. Хаин считает, что на этом этапе ведущим процессом было бомбардирование кратер-ных кольцевых структур и, возможно, излияние базальтовых магм в их пределах из очагов в неглубокой астеносфере.

Более подробно догеологиче-ский этап развития Земли изучался и описан советскими исследователями М. С. Марковым и В. С. Федоровским, которые предполагают, что ранняя Земля должна была подвергаться метеоритной бомбардировке, особенно интенсивной до рубежа 3,9 миллиарда лет назад. Если исходить из плотности метеоритного потока, единого для системы Земля — Луна, то в первые 600 миллионов лет существования нашей планеты на ее поверхности должно было образоваться примерно 25 ударных бассейнов с диаметром около 1000 километров и 2500—3000 бассейнов с диаметром 100 километров.

На рис. 5 показано возможное распространение на одном из полушарий Земли крупных ударных бассейнов с диаметром свыше

Рис. 5. Схема гигантских кольцевых структур предполагаемого происхождения (по Дж Норману и др )

500 километров. В таких бассейнах, считают авторы, происходила интенсивная экскавация, т. е. выброс больших масс горных пород. В ударных бассейнах происходило резкое утонение коры, а в тех случаях, когда ее мощность не превышала 15—20 километров, кора могла быть полностью уничтожена, ибо, как известно, глубина крупных кратеров в момент их образования достигает 1/4—1/5 их диаметра.

Исследования М. С. Маркова и В. С. Федоровского показали, что метеоритная бомбардировка внесла существенный вклад в энергетику ранней Земли. Ими приведены данные, согласно которым образование кратера Маникуаган (Канада) диаметром 100 километров сопровождались мгновенным высвобождением энергий, равной примерно 1023 джоулей, что в 100—1000 раз превышает энергию всех землетрясений на Земле. При этом расплавилось 103 кубо-

километров пород.

Метеоритная бомбардировка должна была сопровождаться и массовым магматизмом. С одной стороны, это были продукты плавления, возникавшие в результате падения метеоритов, так как около 1/3 энергии их ударов уходит на плавление вещества коры и мантии. С другой — из-за повышенной трещиноватости коры и подъема мантийных диапиров происходило заполнение впадин, связанных с метеоритной бомбардировкой, продуктами так называемого инициированного вулканизма. М. С. Марков и В. С. Федоровский своими исследованиями показали, что процесс метеоритной бомбардировки вызвал ощутимые последствия для геодинамики ранней Земли: 1) нарушение жесткости земной коры и создание ее повышенной трещиноватости;

2) возникновение тепловых аномалий и нарушение системы конвек-тивных ячеек, если такие существовали на ранней Земле; 3) появление малоглубинных очагов плавления и заполнение впадин, образовавшихся при ударе крупных метеоритов, продуктами инициированного вулканизма; 4) существование перераспределения,перемешивание вещества коры и мантии (в том случае, если последняя на ранних этапах развития Земли залегла неглубоко) и появление своеобразных смешанных пород типа лунного реголита.

В настоящее время на Земле установлено свыше 100 ударных структур. Распределение их неравномерно и в значительной степени зависит от геологической изученности отдельных регионов. На хорошо изученных континентах, таких, как Европа или Северная Америка, количество их

больше, нежели в Африке, геологическое строение которой изучено недостаточно полно. Изученные на. Земле астроблемы морфологически похожи на кратеры Луны, Марса, Меркурия. Они имеют округлую в плане форму, диаметр не более 100 километров определяется по характерному насыпному валу, выступающему вокруг воронки, по наличию центрального поднятия — центральной горки, отчетливо радиально-кольцевому расположению трещин, присутствию раздробленных пород, следов сотрясений и другим признакам. Однако самый надежный критерий их выделения — обнаружение остатков метеоритного вещества и специфических изменений, происшедших в породах в результате воздействия взрывной волны и высокой температуры при взрыве. Было рассчитано, что при столкновении с горными породами метеоритов, движущихся со скоростью более 3—4 километров в секунду, начальное давление должно равняться 109 Паскалей при температуре 10 000° С. Рассчитано теоретическое время воздействия ударной волны на породу — миллионные доли секунды. За эти мгновения давление резко возрастает. При образовании кратера диаметром 50 километров почти мгновенно выделяется энергия, равная 1022 джоулей. Естественно, что такая энергия не может оставить без последствий породу мишени (рис. 6). При давлениях свыше 5*1010 Паскалей происходит плавление и частичное испарение вещества. Эти термодинамические изменения приводят к серьезным перестройкам горных пород в районе удара.

Таким образом, метеоритный удар, разрушая первозданные

 

Рис 6. Зарисовка сколов обломков породы со следами ударной деформации- а — конус; б — веер; в — игольчатые; г — пирамида (по Л. П. Хряниной)

 

земные породы, приводит к новообразованиям — кратерным структурам, состоящим из днища, кольцевого вала и центрального поднятия.

Брекчии, т. е. породы, возникающие в результате метеоритного взрыва, принято разделять на две группы: перемещенные (ал-логенные) и оставшиеся на месте— не перемещенные (аутигенные).

Каковы же возможности установить генезис брекчированных пород в полевых условиях? Прежде всего импактные образования от земных пород отличаются наличием признаков шок-метаморфизма, который может возникнуть только при мгновенном и резком изменении температуры и давления, обусловленных взрывом. Резкая смена условий должна привести к новообразованиям среди горных пород. Такими новообразованными породами считаются эювиты и тагамиты.

Зювиты — импактные брекчии с несортированными по размерам и неокатанными обломками, с содержанием более 10—15% стекол плавления. По структуре они сходны с вулканическими туфами. По размеру обломков зювиты разделяют на глыбовые (крупнее 20 сантиметров), агломератовые (3—20 сантиметров), лапиллиевые (1—3 сантиметра), мелкообломоч-ные (менее 0,25 сантиметра).

Тагамиты — остывшие ударные расплавы; по существу, это им-пактные лавы. Они образуют дай-ки, пластообразные тела, неправильно изгибающиеся, складчато-линзообразные, трубообразные и неправильной формы в алло-генных брекчиях и зювитах. Мощности их в крупных структурах от долей сантиметра до 100 метров и более. В обнажениях тага-миты сходны с лавами или интру-зивиыми породами, но отличаются от них неоднородностью растворенных обломков пород.

Воздействие шок-метаморфизма приводит к глубинным изменениям минерального состава пород до образования таких характерных для импактных пород минералов, как стишовит и коэсит. Этот процесс обусловливает возникновение в минералах (кварце, полевых шпатах, биотите, амфиболитах) планарных трещин — тонких параллельных нарушений с расстояниями между ними около 20 микрометров.

По размерам астроблемы классифицируются следующим образом:

класс Диаметры астроблем

мини от нескольких метров

до 10 километров мезо 10—50 километров макро 50—100 километров мега свыше 100 километров

 

 

Мини-астроблемы, или малые кратеры, составляют на Земле наиболее представительную группу импактных структур. Самые мелкие похожи на карстовые воронки, но отличаются от них наличием вала, аллогенной брекчии и метеоритного вещества. К этой группе относятся астроблемы: Соболевская (Приморье), Каалиярви (Эстония), Оесса (США, шт. Техас) и многие другие. Для всех малых астроблем характерно простое строение днища кратера.

Мезоастроблемы выявить в природных условиях трудно. По своему внешнему виду они похожи на вулканические кальдеры, но отличаются от них присутствием пород со следами шок-метаморфизма. Среди астроблем этого класса наиболее изучены Болтышский кратер на Украине, Нордлингер-Рис в ФРГ, Стин-Ри-вер в Канаде. Болтышская астроб-лема установлена геофизическими методами: она погребена почти под 200-метровой толщей более молодых осадков; расположена между Черкассами и Кировоградом. Нордлингер-Рис — наиболее изученная мезоастроблема. Она расположена в окрестностях Мюнхена, имеет диаметр 24 километра и глубину воронки свыше 700 километров. Днище простое, не осложнено центральной горкой, плоское. О метеоритной природе кратера свидетельствуют находки коэсита и стишовита. Под астроб-лемой в гравитационном поле определена круглая по форме отрицательная аномалия, а в магнитном поле фиксируются аномалии, связанные с присутствием мощных горизонтов зювитов.

 

Макроастроблемы встречаются в земных условиях крайне редко, и обнаружить их трудно. Ти

пичный представитель этого класса астроблем — Карский кратер, расположенный севернее Полярного Урала в предгорьях хребта Пай-Хой. Метеоритная природа Карской структуры доказана советским геологом М. А. Масловым, изучившим ее геофизическими методами и по данным буровых работ. Диаметр Карской астроблемы 60 километров.

 

Мегаастроблемы могут быть обнаружены не только с помощью космических снимков, на которых выявляется большое число кольцевых структур, имеющих, возможно, имлактный генезис. Так, например, геологом Б. С. Зейли-ком по результатам дешифрирования космических снимков и анализу геофизических полей в Казахстане описаны следующие гигантские астроблемы — гиаблемы, требующие дальнейшего изучения: Ишимская (Тенизская) диаметром около 700 километров, Прибалхашско-Илийская поперечником также около 700 километров, Токрауская — 250 километров, Каибско-Чуйская, Джезказганская и др.

О том, как трудно распознать на поверхности Земли ударный кратер, наглядно свидетельствует история изучения Попигайской структуры, расположенной на севере Среднесибирского плоскогорья в бассейне реки Попигай, притока Хатанги.

Попигайская структура, открытая геологами в 1946 году, в разное время рассматривалась как грабен, как эрозионная впадина, как вулканический кратер. Лишь в 1970 году ленинградскому геологу В. Л. Масайтису и его коллегам удалось доказать, что Попигайская котловина — один из крупнейших на Земле метеоритных кратеров.

Исходя из геологической модели кратера, В. Л. Масайтис подсчитал примерный объем его расплавленного материала — примерно 1750 кубокилометроа. По данным радиологических измерений, попи-гайское событие произошло 38,9 миллиона лет тому назад.

Все известные на Земле астроблемы изучены на суше. Возникает вопрос: а сохранились ли подобные структуры на океанском дне под толщей воды? Известно, что водой покрыто более 70% поверхности нашей планеты. Вероятно, метеориты должны чаще падать в океан, чем на сушу. До сих пор было неясно, оставляют ли метеоритные тела следы в виде кратеров или каких-либо других образований на дне морских акваторий.

Впервые “морская” астроблема была обнаружена совсем недавно. Как сообщил в конце 1987 года английский научный журнал “Нейчур”, кратер был найден при геологическом исследовании морского дна неподалеку от побережья Новой Шотландии (Канада). Эти исследования проводились с целью разведки нефтяных месторождений. Диаметр подводного кратера достигает 11,5 километра. Таким образом появились первые данные о следах метеоритной бомбардировки морского дна.

С образованием астроблем наука связывает очень интересную гипотезу, объясняющую массовую гибель огромных рептилий — динозавров. Более сотни видов динозавров — крупнейших животных Земли — исчезли с лица нашей планеты 65 миллионов лет назад на рубеже мелового и палеогенового периодов. Массовая гибель их, господствовавших безраздельно около 150 миллионов лет, может быть объяснена только катастрофой глобального масштаба. Для объяснения гибели динозавров привлекали различные теории:

дарвинскую теорию внутривидовой борьбы за существование, интенсивную вулканическую деятельность, выпадение кислых дождей, изменение наклона земной оси, падение крупных метеоритов — астероидов и т. д. Астероидная теория, изложенная лауреатом Нобелевской премии Луисом Анваресом, в последние годы получила достаточно широкое признание и поддерживается многими исследователями. Начало разработки астероидной гипотезы следует отнести к обнаружению в Испании голландскими геохимиками Я. Смитом и И. Херто-геном в пограничных слоях мелового и палеогенового возраста повышенного содержания иридия и осмия. Аномальное количество этих элементов платиновой группы, во много десятков раз превышающее их обычное содержание в земной коре, было обнаружено в Италии, на дне Балтийского моря и Атлантического океана — всего в 80 пунктах. Примечательным оказался тот факт, что все эти иридиевые аномалии оказались приуроченными к одним и тем же геологическим слоям, образовавшимся 65 миллионов лет назад на рубеже мелового и палеогенового периодов.

Чем же объясняется повышенное содержание элементов платиновой группы — иридия и осмия в одновозрастных слоях Земли? Астрономы и геологи считают, что причинами этого явления могли быть каменные метеориты — углистые хондриты, в которых количество интересующих нас химических элементов близко по своему содержанию к аномальным точкам Земли. Установив эту зависимость, можно предположить, что происхождение иридиевых аномалий на Земле связано с космическими причинами — падением каменных метеоритов — углистых хондритов. Советский астроном В. А. Бронштэн считает, что глобальная катастрофа на Земле может быть обусловлена падением сравнительно небольшого астероида. По мнению этого ученого, для глобальной катастрофы на Земле, массовой гибели животных и обогащения земной поверхности иридием и осмием достаточно падения небесного тела 10—15 километров в поперечнике. Что же должно произойти после встречи нашей планеты с астероидом такого размера? Расчеты показали, что, падая на Землю со скоростью 20 километров в секунду, 10-километровый астероид способен образовать астроблему диаметром в 150 километров. Материал, выброшенный из такого кратера, взрывом выносится в атмосферу, и пыль надолго окутывает Землю сплошным облаком, преграждая доступ солнечным лучам.

В. А. Бронштэн и ряд других ученых считают, что это пылевое облако вызвало резкое похолодание на нашей планете. Рассчитано теоретически, что если количество солнечной энергии, поступающей на Землю, сократить на треть, то температура понизится на 30°. Падение такого небесного тела должно было вызвать и нарушение слоя озона — экрана, предохраняющего все живое на Земле от губительного воздействия коротковолновой радиации, а также привести к образованию окислов азота, повышенная концентрация которых смертоносна.

Таким образом, причиной вымирания рептилий 65 миллионов лет назад могло быть падение на Землю небесного тела, что привело, по мнению В. А. Бронштэна, к резкому понижению температуры из-за экранирования солнечного света слоями пыли, к разрушению озонного слоя и к заражению окружающей среды окислами азота.

Сейчас учеными подсчитано, что около 20 тысяч тонн метеоритного вещества ежегодно проникает в земную атмосферу. Это значит, что ежедневно на Землю падает 50 тонн космического материала — обычно мелких пылинок и песчинок. Доля более крупных обломков весом от нескольких килограммов до тонны составляет примерно 100 тонн в год.

Эти данные свидетельствуют о почти непрерывной бомбардировке поверхности Земли метеоритным веществом. И несмотря на интенсивность такой бомбардировки, известен лишь единственный случай, когда она привела к человеческой травме. По данным Ю. Шумейкера, в 1954 году женщина в штате Алабама (США) получила серьезный ушиб ноги при падении метеорита весом 2,5 килограмма, пробившего крышу ее дома. По удивительному совпадению метеориты 1971 и 1982 годов упали на крыши двух домов в одном и том же городе — Уэстерфильде (штат Коннектикут).

Возникает вопрос: обязательно ли крупное метеоритное тело, падая на Землю, должно взорваться? Оказывается, если железный метеорит будет сближаться с поверхностью Земли под очень острым углом, он может сохранить свою форму и целостность. Наилучший пример этому — предположительно самый большой в мире железный метеорит Гоба, упавший на территорию северной Намибии. Эта темная, высотой около 1 метра, покрытая ржавчиной глыба была обнаружена в 1920 году. Время падения неизвестно. Длина метеорита Гоба 27 метров, и по подсчетам он должен весить около 70 тонн. Ученые считают, что каменная глыба такого же веса и размеров несомненно бы взорвалась, образовав астроблему.

Имеется и другой цельный железный метеорит — Кейн-Йорк в Гренландии. В конце XIX века исследователь Арктики Р. Пири погрузил эту 34-тонную глыбу на корабль и доставил в США.

Дальнейшее изучение астро-блем — одна из задач современной геологической науки: данные об их строении и закономерностях размещения на поверхности Земли играют важную теоретическую и практическую роль. Теоретическое значение изучения астроблем, вызванных метеоритной бомбардировкой, заключается в том, что оно благодаря методам сравнительного планетологического анализа способствует разработке представлений о ранних этапах развития Земли. Практические результаты изучения астроблем окажут содействие поиску полезных ископаемых, связанных с ними генетически, о чем речь пойдет в специальной главе.

Экзогенные кольцевые структуры в литосфере образуются в результате воздействия внешних факторов — выветривания, выще-лачивания и т. п. К их числу относятся карстовые воронки и прочие подобные мини-объекты.

 

Кольцевые структуры неустановленного происхождения обнаруживаются в тех случаях, когда для их геологической интерпретации недостает данных, и поэтому их число находится в прямой пропорции со степенью и качеством геологической изученности той или иной территории. В последнее время иногда выделяются тех-ногенные кольцевые структуры, обязанные своим происхождением ядерным взрывам, просадкам под городами и т. д.

Импактный метаморфизим   Кольцевые структуры Земли  

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 20.09.2019 - 04:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 12:08: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 06:01: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Л.Г. Ивашова - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:51: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ФАЛЬСИФИКАЦИЯ ИСТОРИИ - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Тиртхи - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 18:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 03:11: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
14.09.2019 - 18:23: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
13.09.2019 - 09:08: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 17:47: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
08.09.2019 - 03:42: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
07.09.2019 - 07:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution