Pocas personas saben que la luna está cubierta de cráteres. Pero no todos saben sobre el hecho de que la Tierra también está cubierta por cráteres por impactos de meteoritos. En este artículo hablaré sobre los cráteres de meteoritos en general y en la Tierra, en particular.
En KDPV - Phobos.
Dos hipótesis sobre los cráteres lunares.
En 1609, Galileo, que acababa de inventar el telescopio, lo dirigió a la luna. Los paisajes de la Luna resultaron ser diferentes a los terrenales: estaba cubierto de depresiones en forma de copa de varios tamaños, rodeado de cadenas montañosas de anillos. Galileo no pudo explicar la naturaleza de estas formaciones, pero les dio un nombre, eligiendo el nombre del cuenco de vino griego como suyo. Desde entonces, los conocemos como
cráteres .
A finales del siglo XVIII, Johann Schröter sugirió que los cráteres en la Luna son el resultado de potentes erupciones explosivas que tuvieron lugar allí. Tal erupción explosiva no conduciría a la formación de una estructura volcánica: un cono regular, sino, por el contrario, un embudo rodeado por un eje. Muchos de estos volcanes son conocidos en la Tierra: se llaman calderas y en realidad se parecen un poco a los cráteres lunares.
En contraste con esta hipótesis, que rápidamente ganó un estatus generalmente reconocido en la ciencia, Franz von Gruytuisen en 1824 asumió el origen del meteorito de los cráteres. El punto débil de esta teoría era que no podía explicar el hecho de que casi todos los cráteres tienen la forma de un círculo regular, mientras que con una caída oblicua el cráter debería haber resultado ser ovalado y tales cráteres ovales deberían haber prevalecido. Debido a esto, durante mucho tiempo, esta teoría no fue popular.
Solo en la primera mitad del siglo XX, en relación con el desarrollo de ideas sobre los fenómenos que ocurren durante los impactos de alta velocidad (que eran extremadamente importantes en la esfera militar), quedó claro que este punto débil de la teoría de los meteoritos es imaginario. Una colisión a velocidades espaciales conduce a una explosión durante la cual el meteoroide y las rocas de la superficie del planeta en el sitio del impacto se evaporan instantáneamente y el sistema "olvida" la dirección de llegada del meteoroide. La expansión adicional de gases y vapores y la propagación de ondas de choque ocurren en todas las direcciones de la misma manera, lo que forma un cráter redondo independientemente de la dirección de la trayectoria del cuerpo. En 1924, este proceso fue descrito primero cualitativamente por el astrónomo neozelandés A. Gifford, y luego la teoría fue desarrollada por el científico soviético K.P. Stanyukovich, quien en el momento de la primera publicación en 1937 todavía era un estudiante.
Y los vuelos espaciales interplanetarios dieron en el último clavo en la hipótesis del origen volcánico de los cráteres lunares: resultó que tanto Mercurio como las secciones antiguas de las superficies de las lunas de Júpiter y Saturno, e incluso los pequeños satélites marcianos Phobos y Deimos, que habrían sido difíciles incluso Sugerir actividad volcánica. La intensidad y la naturaleza de este último deberían depender sustancialmente de la estructura del interior del cuerpo cósmico, su masa y tamaño, pero no afectaron la densidad de los cráteres. Resultó que la razón de su aparición no estaba dentro, sino fuera de los planetas. Y esta razón es un bombardeo de meteoritos.
Cráteres de meteoritos en la tierra
Además, se encontraron cráteres de meteoritos no solo en otros planetas. Las estructuras de anillo similares a las lunares también se conocían en la Tierra, y con el desarrollo de la fotografía aérea y luego cósmica, comenzaron a descubrirse en docenas. Hasta la fecha, se conocen más de 160 de ellos.
Entonces, el cráter en Arizona se conoce desde hace mucho tiempo. Por primera vez, su descripción geológica fue hecha por A.E. Pie en 1891. Descubrió una formación inusual, que es una depresión con un diámetro de 1200 metros con pendientes muy empinadas, rodeada por un pozo de 30-65 m de altura. Al mismo tiempo, la profundidad del cráter es de 180 my su fondo es mucho más bajo que la llanura circundante. Pero la rareza principal era que no había signos de actividad volcánica en el cráter, ni lava ni toba. Una piedra caliza, cuyas capas se voltearon y voltearon en el orden inverso en el eje, y dentro del cráter se retuercen, se trituran o incluso se convierten en harina. Los indios llamaron a este embudo el Cañón del Diablo y encontraron hierro nativo en él, que utilizaron para sus propios fines, lo que llevó a sugerir el origen del meteorito del embudo. A.E. Pie durante su expedición encontró a tres kilómetros del cráter un bloque de meteorito de hierro que pesaba 91 kg. En estudios posteriores, se encontró una gran cantidad de material de meteorito en el cráter, desde pequeñas partículas formadas durante la condensación de vapor hasta grandes piezas de hierro. Los globos de una bala de cañón del tamaño de un proyectil fuertemente oxidado son característicos del cráter de Arizona. Se formaron durante la fusión, la evaporación y la condensación del meteoroide en el momento del impacto. La masa total de metal ubicada en el cráter, como resultado de estudios geofísicos, se estimó en decenas de miles de toneladas. Este (con la excepción de una serie de fragmentos de meteoritos prácticamente sin cambios) es un metal profundamente fundido que ha perdido la estructura característica original del meteorito de hierro. Además de eso, se encontró un material vítreo hinchado y espumado que se asemeja a piedra pómez: este vidrio se formó como resultado de la fusión del suelo al impacto (posteriormente se encontró un vidrio similar en lugares de explosiones nucleares). Las rocas en el cráter, excepto las que surgieron después de su formación (en el fondo del Pleistoceno había un lago del que había una capa de sedimento, y la edad del cráter se determinó a partir de estos sedimentos), se modificaron en gran medida como resultado del
metamorfismo de
choque bajo la influencia de las ondas de choque, temperaturas y presiones ultra altas. Todos estos hallazgos sin duda demostraron el origen del meteorito del cráter.
Arizona Crater no es el único y no el cráter de meteorito más grande en tamaño. Pero pertenece a las estructuras de impacto mejor conservadas de la Tierra. A diferencia de los cráteres en la Luna en la Tierra, son destruidos despiadadamente por la erosión, por lo que muchos
astroblemas antiguos no parecen embudos con un eje durante mucho tiempo. Solo la presencia de sistemas de fallas característicos, rocas brechas fragmentarias características con signos de fusión (hasta la fusión completa y posterior formación de una roca ígnea peculiar -
tagamita ), signos de metamorfismo de choque, como fases de alta presión: stishovita, coesita, diamante y También específicamente deformado y agrietado cristales de cuarzo y otros minerales. Los llamados conos de fractura también son signos de un evento de impacto: un sistema de grietas en las rocas, que le da a los fragmentos de roca la apariencia de conos dirigidos por el ápice al centro del cráter.
Entre otros cráteres de meteoritos bien conservados, mencionaría el cráter Sobolevsky con un diámetro de 50 m en Primorye, en las proximidades de la Olimpiada del Cabo en las estribaciones orientales de Sikhote-Alin. El geólogo V.A. descubrió este cráter. Yarmolyuk en el proceso de búsqueda de fragmentos del meteorito Sikhote-Alin inmediatamente después de su caída. El cráter fue investigado mediante exploración sísmica y resultó que con su pequeño tamaño, su estructura es sorprendentemente similar a los cráteres más grandes. Lo más interesante es que este cráter se formó hace menos de 1000 años (probablemente hace no más de 250-300 años), y además de las rocas metamorfoseadas por la onda de choque, se encontraron numerosos restos orgánicos en él: hojas de hierba, astillas de madera convertidas por un pulso de alta temperatura y presión en un carbono vidrioso - fusen (es interesante encontrar una astilla de cedro, que se ha convertido parcialmente en carbón suave ordinario, y su otra parte en fusen). La presencia de condiciones explosivas en el cráter Sobolevsky se evidencia por numerosos hallazgos de vidrios de silicato, cuyas gotas alcanzan un milímetro. También se encontraron numerosas bolas de hierro y níquel: los restos de una sustancia de meteorito se evaporaron al impactar.
Actualmente, el cráter Sobolevsky, desafortunadamente, está siendo destruido gradualmente por los mineros, en contraste con objetos tan conocidos que se consideran monumentos naturales únicos y cuidadosamente preservados de la destrucción, los cráteres Ries (Alemania), Wolf Creek (Australia), el Arizona descrito anteriormente y muchos otros.
De los cráteres formados durante el frenado explosivo de cuerpos de alta velocidad (incluso los más pequeños como Sobolevsky), se deben distinguir los embudos formados durante la incidencia a baja velocidad de meteoritos grandes y sus fragmentos que han perdido velocidad cósmica en la atmósfera. La explosión, la evaporación del meteorito y las rocas objetivo no se observan en tales casos, y estos cráteres a menudo adquieren una forma ovalada o incluso alargada debido a una caída incesante. En tales cráteres, prácticamente no hay signos de metamorfismo de impacto: solo ocasionalmente se observan conos de fractura y fractura características, la formación de brechas de impacto alogénicas (formadas por escombros expulsados de su lugar por el impacto) y autógenas (que permanecen en el lugar del impacto). Esos cráteres se encontraron en el sitio de la caída de grandes fragmentos del meteorito Sikhote-Alin. Sus dimensiones son siempre pequeñas y no superan las primeras decenas de metros. A pesar del hecho de que no se produce una explosión durante la formación de tales cráteres, a veces se pueden detectar signos microscópicos de fusión de las rocas objetivo, en forma de pequeñas bolas de vidrio de silicato, que, en particular, se encuentran en los cráteres más grandes del campo de cráteres Sikhote-Alin.
En grandes estructuras de impacto, cuyas dimensiones se miden en decenas y cientos de kilómetros, los signos característicos del origen del meteorito se vuelven especialmente llamativos. Las rocas derretidas al impactar forman lagos de lava; después de enfriarse, forman cuerpos estratiformes de
tagamita; los sistemas de fallas formados al impactar
penetran profundamente en la litosfera y generan procesos hidrotérmicos secundarios. Existen dos diferencias importantes entre las estructuras de impacto y las volcánicas: el carácter de la superficie y las temperaturas muy altas logradas en los fundidos de impacto en comparación con el magma de origen terrestre. Esto se manifiesta en la amplia distribución de cristobalita, cristalizando a partir de 1700 ° C y tridimita con una temperatura de cristalización de 1450 ° C, que son raras en las rocas ígneas.
Las grandes estructuras de choque se caracterizan por la formación de un levantamiento central ("colina central") debido a la liberación de tensiones derivadas de la deformación del choque, y algunas estructuras de cientos de kilómetros se caracterizan por una estructura de anillos múltiples. Dichas estructuras de anillos múltiples son bien conocidas en la Luna y su existencia se consideró un argumento contra el origen de los cráteres de los meteoritos; se creía que para esto tendrían que caer varios meteoritos, lo que es poco probable. Sin embargo, un examen más exhaustivo de los procesos de propagación de las ondas de choque y la posterior descarga de deformaciones mostró que la formación de estructuras de anillos múltiples está asociada con este proceso. La formación de tales estructuras a pequeña escala se observó en cráteres artificiales después de explosiones nucleares.
Las estructuras de impacto más grandes que se encuentran en la Tierra tienen cientos de kilómetros de tamaño. Entonces, el famoso cráter Chiksulub en la península de Yucatán, formado justo en el límite del Cretáceo y el Paleógeno (cuando los dinosaurios se extinguieron), tiene un diámetro de 180 km. No hay signos visuales de este cráter en el suelo: fue descubierto por anomalías geofísicas arqueadas, y su origen en meteoritos fue probado por el descubrimiento de impactitas: brechas parcialmente fundidas (
zuvitas ). Una anomalía geoquímica global, el pico de iridio, también está asociada con este cráter. El contenido de iridio en la capa correspondiente al límite entre el Cretáceo y el Paleógeno, en todo el mundo, es diez veces mayor que lo habitual, debido a la evaporación de una gran cantidad de material de meteorito, en el que el contenido de iridio es mucho mayor que su contenido en la corteza terrestre. La caída del asteroide, que causó la formación de este cráter, indudablemente causó un impacto global en todo el globo. Poder de explosión alcanzado
Mt y una gran cantidad de polvo se liberaron a la atmósfera, formada durante la condensación del asteroide vaporizado y las rocas objetivo, que, junto con el hollín de los bosques, encendidos por una onda de choque en casi todo el mundo y los escombros que caen del espacio cercano, cerraron la Tierra de la luz solar durante varios años, lo que probablemente causó la extinción del Cretáceo - Paleógeno.
A diferencia de Chiksulub, el cráter Wredefort, cuyo diámetro alcanza los 300 km, es claramente visible en las imágenes espaciales y es la única estructura de anillos múltiples bien conservada en la Tierra. Lo sorprendente de su seguridad es la edad de este cráter: 2 mil millones de años.
Con un aumento en el diámetro del cráter, su morfología cambia significativamente. Además de la formación de una colina central y luego estructuras de múltiples anillos, que mencioné anteriormente, el cráter se aplana con un diámetro creciente, y su eje se forma no a partir de un montón de escombros, como en pequeños cráteres, sino a partir de grandes bloques empujados. Los cráteres de escala planetaria en la Tierra no pudieron sobrevivir debido a la tectónica de placas. Sin embargo, existe una hipótesis marginal de que el Océano Pacífico es un cráter tan gigantesco (en una versión menos audaz) que la primera corteza oceánica y las placas litosféricas en movimiento se formaron durante la destrucción de la corteza continental primaria por los impactos de grandes planetasisimales.
Otros planetas
Al igual que la Tierra, también se encontraron cráteres de origen claramente meteorítico durante el radar de Venus, lo que permitió obtener mapas detallados de relieve de su superficie. Debido a la atmósfera muy densa, solo los cuerpos muy grandes pueden superarla, mientras mantienen la velocidad cósmica. Por lo tanto, el diámetro mínimo de los cráteres de Venus no es inferior a decenas de kilómetros. Los cráteres de Venus, como la Tierra, están sujetos a la erosión y a los procesos tectónicos que los destruyen, por lo que no hay muchos.
También se conocen muchos cráteres en Marte. La atmósfera de Marte prácticamente no es un obstáculo para el bombardeo espacial, a excepción de los micrometeoritos. Sin embargo, la mayoría de los pequeños cráteres de Marte se cubren rápidamente con arena, y por esta razón la superficie de Marte en imágenes a gran escala se ve mucho menos llena de cráteres que la superficie de la Luna. Sin embargo, la densidad de los grandes cráteres, que no están sujetos a la erosión del viento y se quedan dormidos por la arena, es aproximadamente la misma en la Luna y Marte. Al mismo tiempo, como los mares lunares, en Marte, se destacan los territorios casi desprovistos de cráteres. La explicación de esto es que su superficie es mucho más joven; se sometió a procesos en el pasado relativamente reciente que destruyeron el antiguo relieve, incluidos sus elementos de origen de impacto.
Por lo tanto, la densidad de los cráteres es una característica que le permite establecer la edad aproximada de la superficie de un planeta en particular y distinguir sitios antiguos y jóvenes. Esto es claramente visible en la Luna, donde hay continentes antiguos con fuertes cráteres y mares con una menor densidad de cráteres, cuya edad es aproximadamente mil millones de años más joven que el resto de la superficie; en Ganímedes, cuyas franjas de la corteza joven también están casi desprovistas de cráteres (en comparación con los antiguos "continentes", cuya densidad de cráteres es similar a la lunar).
Si para los planetas con atmósfera hay un límite en el tamaño de los cráteres, entonces para los sin atmósfera no existe dicho límite. Una sola dependencia continua de la frecuencia de los cráteres en su tamaño se extiende desde los cráteres más grandes a escala planetaria hasta los microcraters que tienen dimensiones microscópicas, lo que indica la unidad de los mecanismos de su ocurrencia.
Las superficies de los planetas desprovistos de una atmósfera densa siempre se procesan, en un grado u otro, mediante el bombardeo de meteoritos. En ausencia de atmósfera y procesos tectónicos y volcánicos apreciables, es la única fuerza que cambia la superficie. Durante miles de millones de años de bombardeo de meteoritos, el planeta está cubierto con una capa de
regolito . Regolith no es solo roca triturada y triturada: está sujeta a golpes y metamorfismo, fusión y endurecimiento, evaporación y condensación en un vacío profundo, fraccionamiento, etc., lo que ha llevado a la formación de nuevos minerales, incluidos los completamente únicos.
Riqueza del cráter
La mayoría de los datos sobre la estructura geológica del cráter del meteorito de Arizona se obtuvieron en el contexto de una especie de "fiebre del oro de hierro". El cráter fue redimido por Daniel Barringer (Barringer), quien esperaba extraer un meteorito del mismo, cuyo tamaño, según sus ideas, alcanzó los 120 metros, y la masa, una docena y media de toneladas de hierro puro, que no necesitaba ser fundido a partir de mineral. Era una riqueza fabulosa y solo podía aprovecharla.
Pero todo resultó no tan color de rosa. En lugar de un bloque gigante de hierro, una masa de pequeños fragmentos y gotas de metal fuertemente oxidado resultó estar en el cráter, cuyo número no permitió hablar de ningún tipo de producción industrial. , , , , , . , — 200 , .
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