Вторник, 23.01.2018, 01:15
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: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Сегодня были:



Главная » Статьи » Метеоритные кратеры на Земле

Влияние метеоритных взрывов на климат и жизнь на Земле

 Метеорологические последствия. Поскольку на памяти человечества, вернее, той цивилизации, история которой нам известна, нет геологических событий подобного рода, в большинстве случаев приходится сопоставлять эффекты метеоритных взрывов с последствиями вулканических извержений или землетрясений или использовать те сведения, которые в искаженном или иносказательном виде имеются в легендах. Например, уже не раз писали о том, что библейская легенда о всемирном потопе, вероятно, имеет в основе историческое событие, и многие авторы склоняются к предположению, что, по всей вероятности, причиной катастрофических ливней мог быть удар метеорита. 

 Посмотрим, что происходит при сравнительно скромных явлениях - вулканических извержениях. 28 марта 1982 г. началось взрывное извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике. Сейсмические волны этого взрыва были отмечены приборами в Антарктике - на станции Мак-Мердо. Столб вулканических выбросов уже в начале извержения достиг высоты 16,8 км и объем выброшенного материала 0,3 км³. Следующий, еще более мощный взрыв, 4 апреля, дал более 5 км³ выбросов (включая пепел и бомбы). Мелкие частицы долго держались в атмосфере и давали необычайные багровые зори, которые отмечались в Европе еще и в сентябре. Было отмечено, что облако вулканических продуктов продвигалось с востока на запад на высотах 20 - 25 км. К 9 апреля оно достигло Гавайских островов, 21 апреля - Красного моря, 26 апреля пересекло Атлантический океан, несколько отклонившись к югу, но в это время плотность частиц в атмосфере была уже намного меньшей. В Мексике извержение наделало много бед: 24 тыс. км² были покрыты пеплом, уничтожившим поля и пастбища. 

 Выше мы упомянули, что при образовании такого, в общем-то небольшого метеоритного кратера, как Рис, испарилось около 10 км³ горных пород. Пар на больших высотах, очевидно, конденсировался, образуя стеклянные шарики, от микронных до, может быть, миллиметровых размеров. Эти мириады непрозрачных шариков должны были задерживать и отражать солнечные лучи. Наиболее мелкие из них могли годами держаться в воздухе. По расчетам, сделанным А. Мойером и Р. Дачиллом, экранирование солнечных лучей вуалью сконденсированных паров кратера Рис могло понизить среднегодовую температуру Земли на 2,6 - 26°. Первая из этих цифр кажется более вероятной, так как понижение среднегодовой температуры на 26° означало бы глобальную биологическую катастрофу, которая для этого времени (14 - 15 млн. лет назад) не фиксируется по геологическим данным. Но здесь есть еще один вопрос - какое время просуществовала пылевая вуаль в атмосфере? Этот вопрос пока неясен.

 Некоторую аналогию с метеоритным ударом составляют крупные взрывы при ядерных испытаниях. Английские солдаты, видевшие атомный взрыв (в Тихом океане), говорили, что высоко в небе был виден ледяной столб - вода, мгновенно испарившаяся при взрыве, попав в стратосферу, становилась льдом. Очевидно, при образовании 100-, а тем более 500-километровой метеоритной структуры в море подобное явление должно было достигать намного больших масштабов, причем мгновенное локальное охлаждение поверхности при падении на Землю этого переохлажденного льда могло быть очень значительным. 

 Далее мне хочется остановиться на эффектах, которые представляют собой не мгновенные, а более отдаленные последствия взрывов метеоритов. Если провести аналогию с вулканическими явлениями, то можно вспомнить взрыв 1916 г., когда после извержения вулкана в Индонезии наступили малые «сумерки» и в Южной Азии, прежде всего в Индии, прокатились различные массовые заболевания скота - эпизоотии. Но это похолодание было кратковременным и, конечно, не могло отразиться сколько-нибудь заметно в геологической летописи. О более крупных событиях свидетельствует пример Антарктиды. 

 Этот материк располагался у географического Южного полюса более 50 млн. лет, как считают мобилисты, и еще дольше - по мнению фиксистов. Однако еще до конца палеогена, т. е. около 30 млн. лет назад, здесь на высоких горах были ледники, но на равнинах росли широколиственные леса, как теперь на Украине. Развитие материкового оледенения началось 22 - 25 млн. лет назад. Причины начала оледенения неясны. 

 Мне довелось заниматься геологией прибрежных морей - континентальных окраин Антарктиды. Море Росса - наиболее изученная окраина ледяного материка. Скв. 270, пробуренная с судна «Гломар Челленджер» у юго-западной границы осадочного бассейна Челленджер (восточная часть моря Росса), вскрыла у дна 20-метровую толщу необычных пород. Это была брекчия, сложенная из угловатых валунов до 0,5 м размером и сцементированная несортированным более мелким материалом. Здесь были обломки диабазов, гранитов, .мрамора, сланцев, кварца и т.д., причем крупные и мелкие обломки беспорядочно перемешаны, глинистый материал в них отсутствует. Некоторые обломки как бы взорваны - с краев их рассекают, как будто вспарывают, ломаные микротрещины, в которые внедрилась цементирующая масса. 

 При изучении этих пород под микроскопом практически видны те же особенности - и несортированность обломков, и их взрывные очертания. Кроме того, двойниковые полоски мраморных зерен местами смяты в виде мелкой гофрировки и наложенный кальцитовый цемент брекчии разъедает обломки зерен плагиоклаза, Г. Йодер и П. Тилли, изучавшие эти породы, назвали их реголитом, как называется грунт Луны. В то же время они высказали предположение, что такая порода могла образоваться при оползании на склоне или была связана с ледниковыми процессами. Но при оползании и в ледниковых моренных суглинках «смазкой» всегда служит глина, которой в этой брекчии не было, и породы оплывин плотные, а здесь авторы с удивлением отметили очень высокую пористость. Кроме того, острые, крючковатые кончики обломков не могли сохраниться ни при каком переносе материала. Лежащие под брекчией мраморы и гнейсы имеют весьма своеобразные деформации. У самого контакта породы раздроблены в муку с кусочками сохранившегося мрамора. Ниже пачки слоев в 2 - 5 см то пережаты, то скручены, изогнуты или сброшены, то вдруг измельчены - катаклазированы (см. рис. 7). Отдельные пачки как бы срезаны с образованием линз. Местами тонкоизмельченный материал «внедрен в виде языков и прожилков в слоистый мрамор», как пишут Йодер и Тилли. Вниз количество прожилков уменьшается. Местами в породах наблюдаются открытые трещины. 

 И деформации пород, и характеристика брекчий убеждают, что скважина вскрыла аллогенные и аутигенные брекчии метеоритного кратера. Очевидно, надо было искать соответственные кольцевые формы в структуре и рельефе. 

 В современной поверхности дна в этом районе моря Росса имеется уступ, отделяющий банку Пеннелл от невыразительной равнины, которая тянется к востоку до мыса Колбек. Сейсмические данные показали, что этот уступ оконтуривает границу огромной полукруглой в плане погребенной впадины (рис. 20), как бы обрубленной континентальным склоном. Впадина диаметром около 500 км и глубиной больше 4 км, названная американскими исследователями бассейном Челленджер, как бы вскрыта в кристаллическом фундаменте Антарктической плиты. Мощность земной коры под ней уменьшена и равна менее 20 км. Однако, кроме находки кратерных брекчий в одном месте бассейна, нужны были факты, говорящие в пользу метеоритного происхождения на всей площади впадины. Действительно, все дно бассейна Челленджер подстилается породами, имеющими сейсмические скорости 4,2 - 4,7 км/с. Это - больше скоростей осадочных пород, но меньше, чем характерно для кристаллического цоколя Антарктиды. На дне глубоких осадочных бассейнов такие скорости могут быть у илов и песков, уплотненных под тяжестью мощных вышележащих пород. Однако у северной границы бассейна этот горизонт перекрыт осадками мощностью всего 300 - 400 м и уплотниться не мог. Кроме того, он исчезает близ границы бассейна. В скв. 270 этот горизонт с пониженными сейсмическими скоростями (4,2 км/с) представляет собой трещиноватые породы кристаллического фундамента Антарктической литосферной плиты. По-видимому, трещиноватые кристаллические породы подстилают весь бассейн Челленджер. С запада бассейн оконтурен погребенным под осадками дуговым в плане грабеном Джойдес шириной около 100 км, повторяющим дуговые очертания бассейна Челленджер. Повторяет их и линия западного берега моря Росса, причем перед ней протягивается глубокий желоб, выраженный в современном рельефе, а за ней возвышаются активно поднимающиеся Трансантарктические горы. 

Рис. 20. Тектонические структуры моря Росса (план). 
1 - границы предполагаемых метеоритных кратеров; 2 - тектонические депрессии; 3 - горсты; 4 - разломы; 5 - вулканы (а) и вулканические поля (б); 6 - береговая линия (а), бровка шельфа (б) и граница ледового шельфа (в); 7 - скважины глубоководного бурения с судна "Гломар Челленджер"
 

 Сейсмические работы американской экспедиции на ледовом шельфе в южной части моря Росса показывают, что под шельфом скрыта система дуговых горстов и грабенов, последний из которых в виде желоба тянется вдоль побережья моря Росса (см. рис. 20). В целом эта кольцевая система, выраженная в рельефе, очень напоминает горсты и грабены мультиринговых метеоритных структур, а длительное поднятие трансантарктических гор и соседствующий с ними прибрежный прогиб тем более убеждают в метеоритном ее происхождении. 

 Время образования кратера примерно известно - аллогенная брекчия перекрывается морским глауконитовым песчаником, абсолютный возраст которого 26 млн. лет. Сама брекчия выветривалась на суше, и притом в условиях умеренного климата, т.е. образована до оледенения. Образование глауконитового песчаника свидетельствует о морском водном осадконакоплении в раннем миоцене. Позднее оно сменилось водно-ледниковым. Образование метеоритного кратера бассейна Челленджер, который мы назвали кратером Росса, относится к промежутку около 27 - 30 млн, лет, т.е. к границе олигоцен - миоцен. 

 Катастрофическое событие такого масштаба должно было как-то отразиться в геологической летописи окружающих районов. Рубежу 25 - 27 млн. лет соответствует глубокий размыв пород на всем шельфе Антарктиды и и Тасмановом море. Примерно к этому же промежутку относится образование пролива Дрейка. 

 С начала миоцена начинается развитие материкового оледенения Антарктиды. Среди причин похолодания в Антарктиде называют прежде всего образование пролива Дрейка, который мешает холодным водам уходить в тропические широты, предполагают также катастрофически быстрое уменьшение солнечной освещенности и увеличение отражательной способности (альбедо). Известно, что пролив Дрейка в первый этап после раскрытия был очень мелок и поэтому определяющего влияния на климат, вероятно, оказать не мог. Попробуем представить себе, что могло произойти после метеоритного взрыва. При взрыве была испарена не только морская вода, но и породы, образовав в атмосфере вуаль конденсированных паров, которые создали «сумерки». Если взрыв Риса понизил среднегодовую температуру на 2,6'С, то при образовании 500-километровой структуры могло быть значительно большее похолодание. Кроме того, если к небольшому отрезку времени приурочено образование нескольких крупных метеоритных структур, то суммарное их воздействие на климат могло дать толчок к началу крупного похолодания и развития материкового оледенения. 

 Раз начавшись, оледенение могло развиваться уже и за счет других факторов, прежде всего увеличения отражения солнечных лучей сверкающей белой поверхностью ледника, а атмосферная циркуляция, установившаяся над ледником, способствовала еще большей суровости климата. Факты таковы, что в период с 20 - 25 до 5 млн. лет, по мере того как в Антарктиде нарастало похолодание, в Южном океане постепенно, со скоростью 2 - 3 см в год двигалась к северу граница жизни теплолюбивой карбонатной фауны. Примерно с такой же скоростью двигалась на север и граница айсбергового разноса. Вдруг, на рубеже примерно 5 млн. лет, и фаунистическая, и граница айсбергового разноса быстро сдвинулись к северу на 300 км. 

 Геологи, изучавшие материал скв. 270, пробуренной с судна «Гломар Челленджер», назвали этот скачок «главным седиментационным событием». Такой скачок приписывают углублению пролива Дрейка и образованию циркумполярного течения. Но при изучении буровых материалов по морю Росса выясняется, что оно как раз с этого же времени очистилось ото льда. Фауна развивалась настолько бурно, что в некоторых случаях органические остатки составляют до 40 % и даже до 90 % осадка. Такое потепление с местным межледниковьем только в море Росса и похолоданием в окружающем океане выглядит нелогичным. Необходимо было пересмотреть геологический материал по этому району. Оказалось, что рубежу 5 млн. лет соответствует на всем шельфе моря Росса поверхность перерыва, под которой смыто до 800 м осадков, а в южной части моря Росса над ней залегают валунные брекчии, похожие на ледниковые, но из них совершенно удален весь мелкообломочный материал. При этом толстые раковины устриц разбиты на очень мелкие осколки. 

 Все это объясняли необычайно сильными течениями. Но при измерениях магнитных свойств образцов оказалось, что под поверхностью перерыва магнитность пород уменьшена на два порядка, что уже нельзя объяснить никакими течениями. К тому же в толще над поверхностью размыва в породах описывалось смешение фауны миоцена и плиоцена, которое приводило в замешательство палеонтологов. В чем же тут дело? Оказалось, что в западной части моря Росса, у подножия континентального склона, на глубине около 2 км имеется хорошо морфологически выраженная кратерообразная котловина. Диаметр ее около 100 км, глубина (от вершины вала) 800 м, а сейсмическим профилированием выяснено, что ее заполняет почти 4-километровая толща рыхлых молодых осадков. За восточным валом кратера образован дуговой грабен, а за ним - горст. Я предполагаю, что его образование и было причиной противоречивых геологических соотношений на рубеже миоцена и плиоцена (5 млн. лет). 

 К этому времени весь шельф моря Росса был занят льдом, мощность которого достигала примерно 1 км. Очевидно, при взрыве метеорита лед на шельфе был испарен и растаял поблизости от места падения. Дальше от кратера взрывная волна должна была идти по типу цунами, взламывая и вспучивая поверхность шельфового ледника, заходя на побережье в фиорды и заливы, смывая и взмучивая мощную толщу осадков, под которыми породы несколько уплотнены, смяты в складки и размагничены. Позднее взмученный материал быстро осаждался, что зафиксировано в ряде скважин в море Росса. При разрушении шельфового ледника моря Росса неизбежен, по расчетам В. В. Квасова, катастрофический распад Западно-Антарктического материкового ледника. Огромный объем льда, хлынувший в океан, и мог отодвинуть границу айсбергового разноса в океане далеко на север. 

 Взрывная волна, выйдя в океан, при продвижении на запад встречает сопротивление, а при движении на восток - ускорение в связи с вращением Земли. По-видимому, огромная волна, идущая на восток, могла создать глубокий размыв во всем Южном океане с последующим быстрым осаждением взмученных осадков. Эти явления фиксируются у побережий Антарктиды и особенно хорошо изучены на подводном плато - банке Морис-Юинг, близ Фолклендских (Мальвинских) островов, где над поверхностью размыва отложена толща со смесью фауны от эоцена до миоценового возраста, причем эти осадки покрывают плато с юго-запада, что объяснялось необычно сильными течениями и что логично объясняется торможением массы воды, встречающей препятствие в виде подводного плато (банка Морис-Юинг). Межледниковье в море Росса продолжалось, но расчетам разных авторов, 1 - 1,5 млн. лет, после чего постепенно снова образовались Западно-Антарктический ледник и ледовый шельф на море Росса. 

 Реконструкция событий на рубеже олигоцена и миоцена, объясняющая непонятные ранее особенности геологической истории Южного океана, как оказалось, выполнена не только мной. На 27 Международном геологическом конгрессе в Москве в 1984 г. в докладе профессора Д. Мак-Ларена из Канады были сопоставлены эпохи глобальных вымираний фауны с обнаруженными недавно пиками больших содержаний иридия (важны, конечно, не сами по себе пики иридия, а то, что иридий - индикатор примеси метеоритного вещества в осадках). 

 Во многих случаях эти события совпадали во времени. Д. Мак-Ларен в докладе указал, что наряду с другими рубежами влияние импактного события устанавливается по геологическим материалам на рубеже миоцена и плиоцена в Южном океане, но точнее место события в настоящее время неясно. При нашей беседе он пришел к убеждению, что «главное седиментационное событие» в море Росса и Южном океане вызвано образованием метеоритного кратера Бауэрс. 

 На Международном конгрессе палеонтологов в 1981 г. отмечалось, что на границе эоцена и олигоцена имело место глобальное вымирание морских видов, прежде всего планктона. Одновременно были отмечены повсеместная регрессия (отступание морей) и перерывы осадконакопления, которые были обнаружены даже в глубоководных океанических впадинах. Это было названо «терминальным эоценовым событием». В решении конгресса отмечено, что наиболее логично все это объясняется столкновением Земли с гигантским метеоритом или кольцом из миллионов тектитов. 

 В журнале «Природа» (1986 г., № 1) опубликована серия статей геологов, которые занимались вопросами влияния импактных событий на животных и растительный мир. А. С. Алексеев привел кривую пиков вымирания морских животных за последние 600 млн. лет по Л. М. Ван-Валлену (рис. 21). 

Рис. 21. Вариации степени вымирания морских животных в фанерозое, по Л. В. Ван-Валену. Пики показывают наибольшую вероятность вымирания в относительных единицах 

 Наиболее крупное, катастрофическое вымирание в фанерозое приходится на границу перми и триаса. Общеизвестно, что такое же совпадение было на рубеже мел - палеоген и что оно объясняется столкновением Земли с крупным астероидом, примесь вещества которого и дала иридиевый пик. В ответ на возражения палеонтологов, говоривших, что вымирание в общем-то происходит постоянно и вряд ли стоит придавать большое значение этим фактам, А. С. Алексеев провел статистический анализ вымирания всех типов фауны. Оказалось, что при фоновом уровне вымирания 2,2 % в маастрихте (конец мелового периода) исчезло 16,3% семейств. На рубеже мел - палеоген исчезло 43,9 % родов при фоновой цифре 9,6 %. Вымирание видов близко к 90 %. Позднее, в палеогене, растет скорость появления новых родов, но таксономическое разнообразие начала маастрихта было превышено лишь 12 - 20 млн. лет спустя. 

 Последствия космических катастроф могут проявиться не только в виде вымирания. В районе Тунгусской катастрофы после 1908 г. резко увеличился годовой прирост всех деревьев и лишь в последние годы, по словам Н. В. Васильева и др., эта «вспышка акселерации» спала. По детальным статистическим подсчетам той же группы авторов, муравьи одного из видов, обитающих в районе, несколько изменили внешний вид и стали крупнее, т. е. произошла мутация. 

 Сказанное, конечно, не объясняет всех разнообразных последствий метеоритных взрывов. Нам только хотелось обратить внимание читателей на то, что последствия падения метеоритов - и дальние, и непосредственно следующие за взрывом - могут иметь очень большое влияние на природные процессы Земли. Вероятность падения астероидов на Землю оценивается по-разному: одни считают, что каждые несколько миллионов лет падает один астероид диаметром 0,1 - 1,0 км, другие предполагают, что каждый миллион лет падают три астероида диаметром более 1 км. Вероятные интервалы падения астероидов диаметром 10 км от 40 до 60 - 100 млн. лет.




Статьи по теме:
Категория: Метеоритные кратеры на Земле | Добавил: Talabas07 (11.01.2015)
Просмотров: 1228 | Теги: метеорит | Рейтинг: 0.0/0


Ags-metalgroup © 2018