Книга Космос. Все о звездах, планетах, космических странниках - Борис Пшеничнер

Среди метеоритных — целая группа кратеров Каали на острове Сааремаа в Эстонии. Происхождение кратеров на острове Сааремаа оставалось загадкой ровно 100 лет, пока за их исследование не взялся горный инженер И. Рейнвальд. С 1927 по 1941 г. исследователь изучал природу кратеров, причём тратил на это всё свободное время и большую часть своего заработка. Прежде всего геолог, как и многие его предшественники, заинтересовался загадкой происхождения округлого озера Каали. Проведённые измерения позволили установить, что озеро имеет в поперечнике 1 10 метров и глубину 16 метров. Озеро было окружено характерным валом. В своих работах Рейнвальд опирался на труды Барринджера. В 1937 г. Рейнвальду удалось обнаружить кусочки метеоритного железа, правда, общим весом всего чуть более килограмма. Для этого пришлось просеять горы грунта, выкопанного из нескольких сухих кратеров. Так была надежно доказана космическая природа кратеров на острове Сааремаа. В 1956 г. эстонский геолог А.О. Аалоэ установил возраст самого большого из группы кратера. Оказалось, что он возник всего 2660 лет тому назад. Вблизи этого кратера основан музей, где проходят научные конференции по проблемам метеоритики.

Со временем стало ясно, что кратеры космической природы (космогенные) от кольцевых структур земного (эндогенного) происхождения можно отличить с помощью высокоточного химического анализа. При этом учёные сравнивают состав пород, находящихся под кратером (цокольных), с веществом самой кольцевой структуры. Не следует думать, что в кратере ищут особые «космические» элементы. Мы уже знаем, что их просто не существует. Анализируют процентное содержание таких редких элементов, как никель, кобальт, осмий, иридий и некоторые другие. Все они в очень малых количествах присутствуют и в космических, и в земных породах, но в метеоритах, астероидах и кометах концентрация этих элементов в сотни, а то и в тысячи раз выше. Более того, та или иная пропорция элементов позволяет порой судить, какого типа небесное тело произвело взрыв — каменное, железное ил и железо-каменное. Наконец, бесспорным доказательством является находка внутри или за пределами взрывных кратеров осколков метеоритов. От земных пород легче отличить фрагменты железных, чем каменных посланцев космоса. Оказалось, что именно железным метеоритам и астероидам значительно чаще других удаётся прорваться к поверхности Земли с космической скоростью.

Взрывы, вызванные столкновением с космическим телом, ученые называют импактными событиями (на английском «impact» — «столкновение»). Часто и кратеры космического происхождения называют импактными, то есть образованными в результате удара.

Несколько крупных кратеров импактного происхождения, начиная с 1950-х гг., обнаружили на территории Канады. Одним из первых — относительно большой и хорошо сохранившийся кратер Нью-Квебек. Он представляет собой круглое озеро глубиной 250 м и поперечником около 3,5 км. Кольцевой вал кратера возвышается на 160 м над уровнем окружающих его сельскохозяйственных угодий. Раздробленные и выброшенные взрывом гнейсы находят на расстоянии до 2 км от краёв кратера. Несомненно, значительная их часть унесена водными потоками. Учёные полагают, что этот относительно молодой кратер образовался около полутора миллионов лет назад.

* * *

Астроблемы

Большой вклад в поиски метеоритных кратеров на территории Северной Америки внес геолог Р. Дитц. Он же в 1960 г. предложил для обозначения древних метеоритных кратеров, изменённых позднейшими геологическими воздействиями, термин «астроблемы». Это слово с греческого на русский можно перевести как «звёздные раны». Действительно, в далёком геологическом прошлом астероид взрывным ударом глубоко поранил тело Земли. В дальнейшем наша планета, подобно раненым деревьям или животным, постепенно «залечивала» раны, и повреждённое место сглаживалось. Термин «астроблемы» закрепился в научной литературе.

Обычно кратеры размером до сотен метров имеют возраст менее миллиона лет. И это вполне объяснимо — они, как и другие мелкие неровности земной поверхности, скорее разрушаются под действием ветра, воды и иных факторов. Напротив, возраст наиболее крупных астроблем поперечником в десятки и более километров измеряется десятками и сотнями миллионов лет. Поэтому астроблемы, родившиеся в фанерозое и имеющие поперечник более 10 км, можно уверенно опознать при космической съёмке и наземном геологическом обследовании. Особенно долго сохраняются следы древних ударов, если они пришлись на поверхность, сложенную твёрдыми кристаллическими породами. Именно такие породы характерны для Канадского щита. Здесь, на севере Канады в провинции Квебек расположен ударный кратер Маникуаган диаметром 100 км! На месте кратера, образовавшегося, вероятно, около 200 млн. лет назад, сформировался водный кольцевой бассейн поперечником 70 км. Твердые кристаллические породы на месте взрывного удара астероида сохранили сложную импактную структуру. Этот кратер оказался наиболее изученным. По расчётам российских учёных, его образование сопровождалось мгновенным высвобождением энергии, равной примерно 1023 Дж, что больше суммарной энергии всех землетрясений на Земле за 10 тыс. лет. Этой энергии достаточно, чтобы расплавить 103 кубокилометра земных пород. За пределами озера сохранились следы космического удара — оплавленные породы, «загрязнённые» метеоритным веществом, деформированные ударом кристаллы кварца и полевого шпата.

В наше время известны ещё две огромных астроблемы с точно установленным временем импактного события: стокилометровая Попигайская в России (возникла около 40 млн. лет тому назад) и Садбери в Канаде поперечником 140 км.

Садбери — один из древнейших и крупнейших ударных кратеров на Земле. Катастрофическое падение астероида, породившее кратер, случилось примерно 1850 млн. лет тому назад. Подтверждением ударно-взрывного происхождения Садбери являются сохранившиеся в астроблеме стеклянные расплавы и другие плавленые породы — импактиты.

Кольцевая структура на севере Среднесибирского плоскогорья в бассейне реки Попигай, притока Хатанги, известна давно. Советские геологи открыли её в 1946 г. Исследования, проведённые группой В.Л. Масайтиса, позволили установить истинную — космическую природу Попигайской котловины. По расчётам, при ударе астероида в кратере было расплавлено около 1750 кубокилометров горных пород. Он мог быть образован при ударе со скоростью около 25 км/с каменного астероида поперечником 5 км. Катастрофа произошла 38,9 миллиона лет назад.

К 2007 г. в нашей стране было обнаружено 15 крупных ударных кратеров, хотя, по расчётам учёных, за время фанерозоя в результате космических ударов их могло возникнуть от 100 до 200. Фотографируя земную поверхность с борта космических аппаратов, удалось обнаружить кратеры ещё больших размеров.

Дальнейшие исследования позволили установить, что два округлых озера гораздо большего размера в провинции Квебек также имеют ударное происхождение. Эти кольцевые структуры диаметром 20 и 32 км назвали по месту расположения Клиавотер, что значит «чистая вода». Кратеры образовались около 300 млн. лет назад в результате удара двух крупных космических тел. Такой двойной удар — явление чрезвычайно редкое. Кольцо островов в пределах большего западного кратера укрыто лавами ударного происхождения и имеет поперечник около 10 километров. Центральное поднятие меньшего кратера полностью оказалось под водой.