Астроблема

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Аризонський метеоритний кратер

Астробле́ми (від грец. άστρον — зоря і βλήμα — рана) — давні структури на поверхні Землі, що утворилися внаслідок падіння космічних об'єктів[1].

Ці геологічні структури могли втратити чітку виразність у рельєфі, але зберігають інші геологічні ознаки падіння великого небесного тіла[2]. Подібні утворення під назвою метеоритних кратерів добре відомі на Місяці, Меркурії та інших небесних тілах, де вони збереглися майже в незмінному вигляді (на відміну від Землі). Іноді їх називають імпактними структурами (від англ. impact — зіткнення, удар)[3]. Класичним прикладом є Аризонський кратер. Попри його невеликі розміри (діаметр — 1200 м, глибина — близько 180 м) цей кратер чи не найкраще зберіг свій первинний вигляд і його метеоритне походження було доведено одним з перших.

Вивчення[ред. | ред. код]

Назву «астроблема» запропонував 1959 року американський геолог Р. Дітц[4] після того, як виявив у цих структурах конуси руйнування — борознисті утворення, що мають форму кульового сектора, переважно спрямовані вершиною вгору. Втім, більшість геологів і далі продовжували вважати, що давні кратери на Землі мають ендогенну природу[5] — їх вважали згаслими вулканами або грабенами[3].

У 1960-ті роки розпочалося вивчення вибухових кратерів (зокрема, кратерів ядерних вибухів) та ефектів ударного метаморфізму. Е. Чао (англ. E. C. T. Chao), Юджин Шумейкер i Б. Мадсен (англ. B. M. Madsen) знайшли в Аризонському метеоритному кратері силікатні мінерали коесит і стишовіт — поліморфні модифікації кварцу, що утворюються лише за високого тиску. Їх наявність вважають основною петрографічною ознакою ударного метамофізму[2].

Наприкінці 1970-х років було виявлено аномально високий вміст іридію в тонкому шарі осадових порід на межі між мезозойською та кайнозойською геологічними ерами (близько 65 млн. років тому). Іридій належить до сидерофільних елементів і більша його частина міститься в ядрі Землі (у вигляді сплаву з залізом), тоді як у гірських породах земної кори він надзвичайно рідкісний. У зазначеному шарі концентрація іридію була в 10—100 разів вищою, ніж зазвичай. У той же час речовина метеоритів зазвичай має значно більший вміст сидерофільних елементівнікелю, кобальту та іридію. Вважається, що збагачення шару іридієм сталося внаслідок зіткнення Землі з великим астероїдом (або кількома астероїдами). Це дало підстави для гіпотези Альвареса, за якою зіткнення Землі з одним чи кількома великими астероїдами близько 65 млн років тому призвело до значних кліматичних змін та вимирання динозаврів[5]. Кратер Чиксулуб, який утворився приблизно в той час і є одним з найбільших на Землі, було виявлено через кілька років[6]. Гіпотеза Альвареса здобула досить широку підтримку[3], однак залишається дискусійною[7].

Супутниковий знімок валу Вредефорта.

Наприкінці 1980 років було встановлено понад сто астроблем[3], а на початку XX-го сторіччя їх кількість досягла майже двохсот[5][2]. Найбільшими серед них є[8]:

Кратер Нордлінгер Рис у Німеччині (25 км) є одним з найбільших у Європі та найкраще вивченим[3].

Докладніше: Перелік астроблем

Деякі джерела вважають, що астроблемами є Тенгізська (Ішимська) кільцева структура (700 км), Прибалхасько-Ілійська западина (700 км)[3], кратер Землі Вілкса (480 км), Улоговина пекла в Естонії (80 м) та інші[9], але їх належність до астроблем поки що залишається лише припущенням[10].

Астроблеми на теренах України[ред. | ред. код]

В Україні налічується сім підтверджених астроблем[11] до яких, зокрема, зараховують Бовтиську (діаметром 25 км), Оболонську (12 км) та Іллінецьку (7 км). Вік Бовтиської астроблеми — 80 млн років, а Іллінецької — 400 млн років. Майже всі вони (за винятком Іллінецького кратера) поховані під товстим шаром осадових порід і їх вивчення здійснювалося за кернами свердловин.

Утворення кратера[ред. | ред. код]

До поверхні Землі долітають лише досить великі метеороїди — дрібні згоряють в атмосфері внаслідок великої швидкості руху, яка становить в середньому становить близько 20 км/с[12].
Масивні тіла, що долітають до поверхні в незруйнованому вигляді, практично миттєво гальмуються внаслідок зіткнення. Якщо швидкість метеорита на момент зіткнення більша 4—5 км/с, то виділена енергія перевищує енергію зв'язку кристалічних ґраток (107 Дж/кг). Температура у місці зіткнення сягає кількох тисяч градусів, речовина перетворюється на високотемпературний стиснений газ. Виникає ударна хвиля, яка рухається від місця зіткнення навсібіч із надзвуковою швидкістю. Тиск сягає мільйонів атмосфер. Під таким тиском кристалічні речовини переходять у склоподібний стан, а безводні силікати внаслідок адіабатичного стиснення починають плавитися[5]. У таких умовах тверді (зазвичай) породи поводять себе подібно до рідини.
Проходження ударної хвилі триває частки секунди, вона майже повністю руйнує метеорит. Вибух викидає частину порід мішені та метеорита, утворюється западина округлої форми (кратер), оточена валом викидів. Гідродинамічні явища призводять до утворення в кратері центральної гірки. Деяка частина викинутої речовини, перемішаної з рештками метеорита, падає назад, в ударний розплав на дні кратера. Після застигання утворюється шар імпактиту. Розмір утвореного кратера залежить від маси метеороїда, швидкості та кута зіткнення, а також від складу порід ударника та мішені[12].

Уламкові породи, що утворюються в метеоритному кратері (брекчії), поділяють на дві групи[3]:

  • аутигенні — ті, що залишилися на місці (не пересунуті);
  • алогенні — пересунуті внаслідок вибуху.

Ерозія кратера[ред. | ред. код]

Під дією води, вітру й тектонічних процесів кратери поступово втрачають свої морфологічні ознаки. Молоді кратери краще зберігаються в пустелях. Більшість давніх астроблем виявлено на геологічних платформах та їх підвищених ділянках — кристалічних щитах, які мають тривалий спокійний тектонічний режим. Для давніх кратерів встановити їх космічне походження можливо лише шляхом спеціальних досліджень[2].

Див. також[ред. | ред. код]

Джерела[ред. | ред. код]

  1. Астроблема // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 30—31. — ISBN 966-613-263-X.
  2. а б в г В.Н. Криводубський, В.І. Солоненко, К.І. Чурюмов. Іллінецька астроблема — найдавніша на Українському кристалічному щитi // Вісник Астрономічної школи. — 2004. — Т. 5, вип. 1–2. — С. 23–29. — УДК 551.311.5. — ISSN 1607–2855.
  3. а б в г д е ж Кац Я.Г., Козлов В.В., Полетаев А.И., Сулиди-Кондратьев Е.Д. Кольцевые структуры лика планеты : [рос.]. — Знание. — М., 1989. — 55 с. — (Науки о Земле). — ISBN 5-07-000389-5.
  4. Robert S. Dietz. Shatter cones in cryptoexplosion structures (meteorite impact?) : [англ.] // The Journal of Geology. — 1959. — Т. 67, вип. 5 (September). — С. 496—505. — JSTOR 30056104.
  5. а б в г В. Г. Кручиненко. Астроблеми // Астрономічний календар. — 2002. — С. 207—210.
  6. Метью Понсфорд (25 листопада 2018). Як з'ясували одну з найбільших загадок в історії Землі. BBC News Україна. Процитовано 2018-12-07. 
  7. Keller, G. (2005). Impacts, volcanism and mass extinction: random coincidence or cause and effect?. Australian Journal of Earth Sciences 52 (4-5): 725–757. Bibcode:2005AuJES..52..725K. doi:10.1080/08120090500170393. 
  8. Impact Structures Sorted by Diameter. Earth Impact Database. Архів оригіналу за 2013-06-25. Процитовано 2012-09-02. (англ.)
  9. У Гренландії знайдено величезний кратер від метеорита
  10. А. В. Михеева. Полный каталог импактных структур Земли. ИВМиМГ СО РАН. Архів оригіналу за 2013-06-25. (рос.)
  11. А. В. Михеева. Болтышский Украина. Полный каталог импактных структур Земли. ИВМиМГ СО РАН. Архів оригіналу за 2013-06-25. (рос.)
  12. а б Бурба Г. Шрамы на ликах планет // Вокруг света. — М., 2009. — Вип. 3 (2822). (рос.)

Література[ред. | ред. код]

  1. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.
  2. Фурман В. Фізика імпактних взаємодій космічних тіл із оболонками Землі. Архів оригіналу за 2013-06-25. 
  3. Phil Hawke & M. C. Dentith Детальне аеромагнітне дослідження астроблеми Яллалі. Centre for Global Metallogeny, The University of Western Australia. (англ.)
  4. Вишневский С. А. Астроблемы. — Новосибирск: «Нон-парель», 2007. — 288 с. (рос.)
  5. Гуров Е. П., Гожик П. Ф. Импактное кратерообразование в истории Земли. — К.: Институт геологических наук НАН Украины, Гнозіс, 2006. — 195 с. (рос.)