Понедельник, 22.10.2018, 19:57
Вы вошли как Гость | Группа "Гости" | RSS
Главная  |  Мой профиль |  Выход  Пользовательское соглашение | Правило публикации материалов  | 
Железо

 

Меню сайта

Реклама

Навигация
Технология металлов
и других конструкционных материалов
Черный хлеб металлургии
Защита нефтяных резервуаров от коррозии
Конструкция железнодорожного пути
и его содержание
Путь в космос
Метеоритные кратеры на Земле
В мире застывших звуков
Рентгенотехника
Наука и техника
Термодинамика
Ручная ковка
Юмор

Реклама

Форма входа

Статистика сайта
Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Сегодня были:



Главная » Статьи » Метеоритные кратеры на Земле

Какими могут быть гигантские метеоритные структуры?

 В настоящее время изучены метеоритные кратеры диаметрами от метров до почти 100 км. О структурах, подобных лунным морям, в сотни километров в диаметре мы можем лишь предположительно судить, проинтерполировав направление изменений различных признаков в известных нам структурах. 

 Попробуем проследить, как изменяются геологические признаки метеоритных структур с ростом их диаметра. Малые метеоритные кратеры образуются отраженной волной от падения самого метеорита и представляют собой чаши, окруженные сводообразным подъемом пород мишени. Материал из кратера вылетает исключительно по баллистическим траекториям. В километровых кратерах, образованных в осадочных породах, края воронки раскрываются и ложатся вокруг кратера. В кратерах ранга десятки километров «ползком», по земле, движутся не только мегабрекчии в кратере, но и большие массы окружающих пород. В самом кратере, на примере Риса, у края воронки наблюдаются надвинутые и обрушенные назад в кратер блоки. Таким образом, цокольный вал здесь не выражен или выражен слабо. На разрезе Карской астроблемы, где эрозией удалены верхи импактного разреза, у краев воронки наблюдается серия чешуйчатых надвигов, т. е. и здесь цокольный вал не выражен. За границами кратерной воронки Риса картируются многочисленные перемещенные из кратера блоки древних пород. Они представляют собой относительно небольших размеров клиппены, аналогичные тектоническим покровам или шарьяжам. 

 Ясно, что выпахивание пород за кратером будет тем глубже и горизонтальные движения тем больше, чем больше масштаб самого шарьяжа и породившей его метеоритной структуры. Если экстраполировать это на еще больший масштаб явлений, то можно предположить, что тысячекилометровые структуры должны иметь оторочку из шарьяжей, глубина заложения которых может быть соизмерима с мощностью земной коры. 

 Шарьяжами в обыкновенной земной геологии называются многокилометровые блоки, вернее, пачки пород, надвинутые на соседние блоки по очень пологим, частью - горизонтальным поверхностям. В последнее время шарьяжи начали обнаруживать во многих районах. Предположения о причинах и механизме из возникновения разнообразны; шарьяжи, связанные с крупными метеоритными взрывами,- это еще один тип таких структур, причина образования которых, в отличие от других типов, ясна. 

 Вероятно, у метеоритных структур диаметрами и несколько сот километров не будет хорошо оформленного вала, он превращается в зону крупных шарьяжей 

 Рассмотрим, как изменяются импактные породы с ростом размера кратеров. В малых и километровых кратерах строение аллогенной брекчии равномерно-беспорядочное, с более крупной фракцией у дна. В кратерах более 10 км на истинном дне залегает крупноглыбовая брекчия или зювиты, выше - тагамиты. У бортов воронки прослеживается клиппеновая брекчия. Судя по примеру кратера Рис, она не.выходит за пределы воронки, кроме отдельных клиппенов. При большем масштабе кратеров ранга 50 - 100 км уже не клиппены, а многокилометровые массы пород шарьяжей скользили по радиальным желобам, выходя далеко за пределы кратера. 

 Переплавленные породы в Аризонском кратере (D=1,2 км) образуют отдельные куски силикоглассов, а в 3,5-километровом Бренте (Канада) - обособленный горизонт переплавленных пород мощностью 42 м, что, очевидно, связано с увеличением энергии взрыва. Но, сравнивая Болтышский и Рисский кратеры, мы видим, что при одинаковом диаметре в Болтышском мощность тагамитов достигает 300 м, а в Рисе стекловатые импактиты встречаются в основном в виде бомб в зювитах. Это объясняют обводненностью пород во втором случае. Однако в общем случае количество импактного расплава растет с диаметром кратера, и в крупных и гигантских структурах оно должно быть очень большим. 

 Структурные признаки метеоритных кратеров также изменяются с ростом размера структур. Подкратерные зоны трещиноватости в Соболевском кратере (D=53м), Аризонском (D=1,2 км), 5 - 7-километровых Ильинецком и Госез-Блаф, Клирвотер (22 - 32 км) имеют в общем дисковидную форму. Все они имеют раздув под кратером и выклинивающиеся фланги. В большинстве случаев диаметр зоны дробления равен 2D кратера. Глубинные зоны дробления более крупных кратеров не изучены. Поскольку на больших глубинах трещины «залечиваются» в силу большого давления, по-видимому, этот структурный признак вряд ли может играть большую роль в гигантских метеоритных структурах. 

 Крупные трещинные нарушения при метеоритных взрывах в принципе представляют собой паутинную сеть - сочетание концентрических и радиальных разломов. Как видно из описания Соболевского кратера, уже при диаметрах 50 м кратеры могут иметь структурные особенности, характерные для взрывных метеоритных структур,- кольцевые и радиальные разломы. Экспериментальный кратер Прерия-Флэт размером 85 м имеет сложное строение с тремя кольцевыми поднятиями (горстами). Кратеры Штейнхейм, Брент диаметром в первые километры имеют центральные горстообразные поднятия. Кратеры Клирвотер Ист и Вест в Канаде (D=22 - 24 и 32 км) обнаруживают разницу в структуре: первый имеет центральное поднятие, второй - кольцевой внутренний вал, который, по данным бурения, структурно представляет собой кольцевой горст. Кратеры Рис и Болтышский (D=25 и 24 км) близки по размеру, однако структуры их различны - Болтышский, как и 50-км Карский, имеет центральное поднятие, а Рис - центральную депрессию и кольцевое поднятие, которое, по аналогии с кратером Клирвотер, видимо, представляет собой кольцевой горст. 

 Кольцевые горсты и грабены могут быть не только внутри кратеров, но и на оконтуривающих кольцевых разломах, как это установлено автором, например, в мультиринговой структуре Лабынкыр в Якутии (см. рис. 6). 

 Таким образом, центральные и кольцевые горстообразные поднятия и кольцевые разломы могут появиться при образовании и небольших, и гигантских метеоритных структур. По-видимому, размер не является единственной причиной для возникновения горстов и грабенов в метеоритных структурах. Причина здесь в чем-то другом, возможно, играет роль геологическое строение. Так, вокруг Соболевского кратера два кольцевых разлома; а вокруг Аризонского таких разломов нет. Соболевский образовался в породах пологозалегающей субвулканической интрузии, подстилаемой толщей рыхлых третичных отложений. Их граница является четким отражателем в силу большого различия их физических свойств. Осадочные толщи, в которых расположен Аризонский кратер, отличаются большой пестротой литологического состава, да и внутри каждой толщи переслаиваются весьма разнообразные породы, очень различающиеся по плотности, прочности и скоростям сейсмических волн. Ударная волна могла многократно отразиться от этих литологических границ, потерять часть энергии и превратиться, по существу, во множество волн сравнительно небольшой мощности. Такое объяснение, конечно, является предположительным и требует проверки математическим и физическим моделированием. 

 В последнее время появились сведения о том, что расколовшийся в воздухе астероид, упав в виде метеоритного дождя, может дать не только кратерные поля на больших площадях, но и метаморфизм, подобный региональному (такое кратерное поле изучено на Кольском полуострове И. А. Нечаевой). Очевидно, что мы пока крайне плохо знаем геологические эффекты столкновения с Землей крупных космических тел. 

 На XXVII Международном геологическом конгрессе астроном Л. Крживский сделал доклад о математическом моделировании падения астероида в океан. Поперечник астероида около 10 км, масса 1010 - 1014 т, скорость - 10 км. Энергия взрыва будет равновелика 104 - 106 водородных бомб. Волна цунами в океане будет иметь высоту 100 - 1000 м и хлынет на прибрежные части континентов. Облако испаренной воды диаметром 100 - 1000 км будет иметь высоту 100 км. Сразу после катастрофы от выпадения снега из стратосферы и от экранирования солнечных лучей облачным «одеялом» должно наступить глобальное похолодание. После катастрофических ливней, которые будут длиться годы или десятки лет, вода из низов атмосферы выпадет на Землю, а в высоких слоях (выше 15 - 20 км) пары будут циркулировать десятки тысяч лет, причем повышенная дождливость будет поддерживаться этими тропосферными парами на протяжении тысяч лет. Плотное облачное «одеяло», не пропуская в космос тепло Земли, создаст со временем парниковый эффект, который может разогреть земную поверхность на десятки градусов. 

 После взрыва грибовидное облако, подобно облакам при вулканических извержениях, вызовет электрические разряды - молнии и пульсирующие токи после них, которые могут дать образования, подобные стеклам Ливийской пустыни. 

 Геологические данные хорошо согласуются с этими расчетами. На границе мела и палеогена (65 млн. лет назад) произошло глобальное вымирание фауны. В Европе, Северной Америке, Австралии в пограничных осадках были обнаружены пики содержания иридия и других редких элементов, которые связаны с примесью в осадках 5 - 7 % метеоритного вещества. По данным изучения подводной скв. № 524 на юге Атлантического океана, пробуренной на глубине 4805, на рубеже 65 млн. лет резко сократилась биопродуктивность океана. Средне-годовая температура в тонком слое, обогащенном иридием, понизилась на 8 'С, а затем фиксируется потепление на 2-10'С, которое длилось примерно 50 000 лет. При таких температурных перепадах могло быть не мгновенное, но довольно быстрое, на протяжении десятков тысяч лет, вымирание ряда фаунистических групп, в частности, Л. Крживский указывает на группу динозавров. 

 В 1964 г. Р. Дитц высказал гипотезу о том, что Тихий океан - это гигантская метеоритная структура. Попробуем представить себе, что могло бы произойти со структурой земной коры в случае возникновения такого огромного метеоритного кратера, как Тихий океан. Прежде всего был бы вырван большой кусок земной коры в центральной части„и на ее месте образовались бы поля базальтов. В дне могли возникнуть кольцевые и радиальные разломы, и глубина их должна была превышать мощность утоненной взрывом коры. Они, сообщаясь с мантией, могли, по существу, превратиться в подводящие каналы мантийной магмы. Поскольку разница давлений у земной поверхности и в мантии достаточно велика, в месте такого разлома мог образоваться клин мантийного вещества и активные внедрения по нему - «пластырь» или «пробка» вдоль трещины. При любых подвижках или сотрясениях эти глубокие трещины приоткрываются, и мантийные внедрения наращивают магматическую пробку в горизонтальном направлении. Весь этот механизм известен в настоящее время в срединно-океанических хребтах (рифтах). У края гигантского кратера после взрыва будут контактировать с одной стороны мощная (до 50 - 60 км) материковая кора, под которой при ударе, по всей вероятности, могла быть образована астеносфера, с другой - утоненная кора кратерного дна, часть которой удалена при взрыве. Возможно, что эта тонкая кора будет втянута под материк и начнется субдукция. Это явление в настоящее время известно практически по всем берегам Тихого океана. 

 Кольцевой разрыв, который мог дать начало рифтовой структуре, по-видимому, первоначально образовывал круг, но при разной скорости субдукции он мог довольно скоро погрузиться на одной стороне океана в зонах субдукции и исчезнуть, а оставшиеся его фрагменты - потерять круговую в плане форму. При таком механизме срединно-океанические хребты, в которых образуется новая земная кора,- это, может быть, способ залечивания ран земной коры, возникших при падении крупных астероидов - «звездных ран». В центре структуры, где расплавленные при взрыве породы и мантийные базальтоидные внедрения образовывали на больших площадях сплошные базальтовые поля, не будут прослеживаться полосовидные магнитные аномалии. 

 Предложено и другое объяснение для таких территорий без полосовидных магнитных аномалий. Известно, что 2/3 земной поверхности занимают моря и океаны. Следовательно, для метеоритов значительно больше шансов упасть в море, чем на сушу. Какими же особенностями будут отличаться крупные кратеры в океане? Прежде всего океаническая кора имеет сравнительно малую мощность по сравнению с континентальной (10 - 15 вместо 50 км). Поэтому при образовании крупных кратеров трещины могут проникнуть в верхнюю мантию. Сжатое вещество мантии с температурой более 1000'С мгновенно расплавится, и начнутся массовые площадные излияния базальтоидных магм. При прохождении вверх отраженной волны дно кратера и находящаяся под ним мантия могут создать центральное поднятие, представляющее собой мелководное океаническое плато или даже сушу. После конца излияний базальтов, в результате которого образуется океаническая кора, покрывающая центральное поднятие, на мелководье далеком от суши могут начать отлагаться карбонатные осадки. Поднятие с течением времени начнет опадать - релаксировать, и продолжающие накапливаться мелководные карбонатные осадки будут иметь большие мощности, 

 Подобные соотношения отмечаются на ряде океанических плато. Такую идею опубликовала в 1982 г. в международном журнале «Science» (Наука») Кэрри Роджерс. Действительно, плато Шатского, Манихики, Онтонг на западе Тихого океана покрыты мощными толщами мелководных карбонатных осадков с остатками мелководной фауны на всей мощности, а под ними залегают базальтовые толщи, где при детальных исследованиях обнаруживаются пузырьки газов, свидетельствующие о застывании этих базальтов на мелководье. Подобные же соотношения описываются рядом авторов для окраинных морей - Охотского, Японского, Берингова, Эгейского, Карибского и др. Их образование мобилисты объясняют площадным спредингом. С точки зрения физики непонятно, почему вдруг на земной поверхности может начаться расширение от центра на изометричной площади, при неизбежном сопротивлении окружающих участков коры. Приведенное выше объяснение К. Роджерс логично объясняет особенности геологии, непонятные с точки зрения площадного спрединга. 

 Как известно, у Луны кора имеет большую мощность - порядка 150 км, а литосфера - более 800 км и соответственно большую жесткость, т. е. она реагирует на стрессы и сотрясения при взрыве как расслоенная, но в общем монолитная масса. Тонкая (50 - 70 км) земная кора, под которой относительно легко образуются очаги расплавленной астеносферной смазки, обладает и хрупкостью, и известной гибкостью, предопределяющей возможность субдукции и спрединга. 

 Подобные сопоставления возникают у многих геологов, которые занимаются метеоритными структурами. Для тех, кто не соприкасался раньше с кругом этих своеобразных явлений и структур, многое в их строении и закономерностях развития кажется странным. Однако с течением времени накапливаются факты, убеждающие в том, что эти непривычные раньше геологам соотношения достаточно типичны для геологии Земли, а также планет Солнечной системы.




Статьи по теме:
Категория: Метеоритные кратеры на Земле | Добавил: Talabas07 (10.01.2015)
Просмотров: 1532 | Теги: метеорит | Рейтинг: 0.0/0


Ags-metalgroup © 2018