حفر النيزك على الأرض وفي الفضاء

قليل من الناس يعرفون أن القمر مغطى بالحفر. ولكن لا يعلم الجميع حقيقة أن الأرض مغطاة أيضًا بحفر من آثار النيزك. في هذه المقالة سأتحدث عن الحفر النيزكية بشكل عام وعلى الأرض - على وجه الخصوص.

على KDPV - فوبوس.

فرضيتين عن الحفر القمرية

في عام 1609 ، وجهه غاليليو ، الذي اخترع للتو التلسكوب ، إلى القمر. تبين أن المناظر الطبيعية للقمر تختلف عن تلك الأرضية ، حيث كانت مغطاة بانخفاضات على شكل كوب من مختلف الأحجام ، وتحيط بها سلاسل الجبال الدائرية. لم يستطع جاليليو شرح طبيعة هذه التكوينات ، ولكنه أعطاهم اسمًا ، واختار اسم وعاء النبيذ اليوناني باسمه. منذ ذلك الحين ، فهي معروفة لنا باسم الحفر .

في نهاية القرن الثامن عشر ، اقترح يوهان شروتر أن الحفر على سطح القمر هي نتيجة الانفجارات المتفجرة القوية التي حدثت هناك. مثل هذا الانفجار المتفجر لن يؤدي إلى تكوين هيكل بركاني - مخروط منتظم ، ولكن على العكس من ذلك ، قمع محاط بعمود. العديد من هذه البراكين معروفة على الأرض - يطلق عليها كالديرا وفي الواقع تشبه إلى حد ما الحفر القمرية.

على النقيض من هذه الفرضية ، التي اكتسبت بسرعة مكانة معترف بها عمومًا في العلوم ، قام فرانز فون جرويتويسن في عام 1824 بافتراض حول أصل النيازك للحفر. كانت النقطة الضعيفة في هذه النظرية هي أنه لا يمكن أن يفسر حقيقة أن جميع الحفر تقريبًا لها شكل دائرة منتظمة ، في حين كان من المفترض أن تكون الحفرة مع السقوط المائل قد تكون بيضاوية وكانت هذه الحفر البيضاوية سائدة. وبسبب هذا ، لفترة طويلة ، لم تكن هذه النظرية شعبية.

فقط في النصف الأول من القرن العشرين ، فيما يتعلق بتطور الأفكار حول الظواهر التي تحدث أثناء التأثيرات عالية السرعة (والتي كانت مهمة للغاية في المجال العسكري) ، أصبح من الواضح أن هذه النقطة الضعيفة من نظرية النيازك هي وهمية. يؤدي التصادم في سرعات الفضاء إلى انفجار يتبخر على الفور النيزك والصخور الموجودة على سطح الكوكب في موقع التصادم ، وينسى النظام "اتجاه" وصول النيزك. يحدث المزيد من التوسع في الغازات والأبخرة وانتشار موجات الصدمة في جميع الاتجاهات بالطريقة نفسها ، مما يشكل حفرة مستديرة بغض النظر عن اتجاه مسار الجسم. في عام 1924 ، تم وصف هذه العملية لأول مرة من قبل عالم الفلك النيوزيلندي أ. جيفورد ، ثم تم تطوير النظرية من قبل العالم السوفيتي ك. ستانيوكوفيتش ، الذي كان في وقت النشر الأول في عام 1937 لا يزال طالبًا.


(من الكتاب: فوهات كرياناينا ل. ب. نيزك على الأرض. م.: نادرة ، 1987. س. 16.)

وضربت الرحلات الفضائية بين الكواكب آخر مسمار في فرضية الأصل البركاني للحفر القمرية - اتضح أن كلاً من عطارد والمقاطع القديمة من أسطح أقمار كوكب المشتري وزحل ، وحتى أقمار المريخ الصغيرة فوبوس وديموس ، والتي كان من الصعب حتى أقترح النشاط البركاني. يجب أن تعتمد شدة وطبيعة هذا الأخير بشكل كبير على بنية الجزء الداخلي للجسم الكوني وكتلته وحجمه ، لكنها لم تؤثر على كثافة الحفر. اتضح أن سبب ظهورهم لم يكن في الداخل ، ولكن خارج الكواكب. وهذا السبب هو قصف نيزك.

نيزك الحفر على الأرض

علاوة على ذلك ، تم العثور على الحفر النيزك ليس فقط على الكواكب الأخرى. كانت الهياكل الحلقية المشابهة لتلك القمرية معروفة أيضًا على الأرض ، ومع تطور التصوير الجوي ثم التصوير الفوتوغرافي الكوني ، بدأ اكتشافها في العشرات. حتى الآن ، فهي معروفة لأكثر من 160 قطعة.



لذلك ، الحفرة في ولاية اريزونا معروفة منذ فترة طويلة. لأول مرة ، تم تقديم وصفه الجيولوجي بواسطة A.E. قدم في عام 1891. اكتشف تكوينًا غير عادي ، وهو اكتئاب يبلغ قطره 1200 متر مع منحدرات شديدة الانحدار ، محاطة بعمود يصل ارتفاعه إلى 30-65 مترًا ، وفي الوقت نفسه ، يبلغ عمق الحفرة 180 مترًا وأسفل قاع الحفرة أقل بكثير من السهل المحيط. لكن الغريب الرئيسي هو أنه لم تكن هناك علامات على وجود نشاط بركاني في الحفرة - لا الحمم البركانية ولا الطفرة. حجر جيري واحد ، تم قلب طبقاته وتحويلها بالترتيب العكسي على العمود ، وداخل الحفرة هي ملتوية أو مهروسة أو حتى مطحونة إلى دقيق. أطلق الهنود على هذا القمع Devil's Canyon ووجدوا فيه حديدًا محليًا ، والذي استخدموه لأغراضهم الخاصة ، مما أدى إلى اقتراح أصل نيزك من القمع. AE عثر القدم أثناء بعثته على بعد ثلاثة كيلومترات من الحفرة كتلة من الحديد نيزك تزن 91 كجم. في الدراسات اللاحقة ، تم العثور على كمية كبيرة من مادة النيزك في الحفرة - من جزيئات صغيرة تشكلت أثناء تكثيف البخار إلى قطع كبيرة من الحديد. تعتبر بالونات كرة المدفع المؤكسدة بشدة بحجم قذيفة من سمات حفرة أريزونا. لقد تشكلت أثناء ذوبان النيزك وتبخره وتكثيفه في وقت التصادم. تقدر الكتلة الكلية للمعادن الموجودة في الحفرة ، نتيجة الدراسات الجيوفيزيائية ، بعشرات الآلاف من الأطنان. هذا (باستثناء عدد من شظايا نيزك لم يتغير عمليا) هو المعدن المنصهر بعمق الذي فقد الهيكل المميز الأصلي للحديد النيزك. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على مادة زجاجية منتفخة ومشوهة تشبه الخفاف - تم تشكيل هذا الزجاج نتيجة ذوبان التربة عند الاصطدام (تم العثور على زجاج مشابه لاحقًا في أماكن الانفجارات النووية). الصخور الموجودة في الحفرة ، باستثناء تلك التي نشأت بعد تكوينها (في أسفلها في البليستوسين كانت هناك بحيرة كانت منها طبقة من الرواسب ، وتم تحديد عمر الحفرة من هذه الرواسب) ، وقد تم تغييرها إلى حد كبير نتيجة لتحول الصدمة تحت تأثير موجات الصدمة ، درجات حرارة عالية جدا والضغوط. كل هذه النتائج أثبتت بلا شك أصل النيزك من الحفرة.

أريزونا كريتر ليست هي الحفرة الوحيدة في الحفرة النيزكية وليس أكبرها. لكنه ينتمي إلى أكثر الهياكل تأثيرًا المحفوظة جيدًا على الأرض. على عكس الحفر الموجودة على القمر على الأرض ، يتم تدميرها بلا رحمة بسبب التآكل ، لذلك لا تبدو العديد من النجوم الفلكية القديمة مثل قمع ذو عمود طويل. فقط وجود أنظمة الصدع المميزة ، صخور بريشيا المجزأة المميزة مع وجود علامات ذوبان (حتى الانصهار الكامل والتشكيل اللاحق لصخر تاجي غريب خاص) ، علامات على تحول الصدمات ، مثل أطوار الضغط العالي - أطوار الضغط العالي - ستيتشوفيت ، كويسيت ، الماس ، و أيضا على وجه التحديد بلورات مشوهة ومتشققة من الكوارتز والمعادن الأخرى. إن ما يسمى بالمخاريط المكسورة هي أيضًا علامات على حدث الصدمة - نظام من الشقوق الموجودة في الصخور ، مما يعطي شظايا الصخور مظهرًا للأقماع التي توجهها القمة إلى مركز الحفرة.



من بين الحفر النيزكية الأخرى المحفوظة جيدًا ، أود أن أشير إلى حفرة سوبوليفسكي التي يبلغ قطرها 50 مترًا في بريموري ، بالقرب من كيب أوليمبياد في سبيرز الشرقية في سيكوت ألين. اكتشف جيولوجي ف. Yarmolyuk في عملية البحث عن شظايا نيزك Sikhote-Alin مباشرة بعد سقوطه. تم التحقيق في الحفرة باستخدام استكشاف الزلازل واتضح أنه مع صغر حجمها ، فإن هيكلها يشبه بشكل مدهش الحفر الكبيرة. والأكثر إثارة للاهتمام هو أن هذه الحفرة تشكلت قبل أقل من 1000 عام (ربما قبل ما لا يزيد عن 250-300 عام) ، بالإضافة إلى الصخور المتحولة بواسطة موجة الصدمة ، تم العثور على بقايا عضوية عديدة فيها - شفرات من العشب ، وشظايا من الخشب تم تحويلها بواسطة نبض عالي الحرارة و الضغط إلى كربون زجاجي منصهر (من المثير للاهتمام العثور على قطعة من الأرز ، والتي تحولت جزئياً إلى الفحم الطري العادي ، وجزءها الآخر إلى الصهر). يتجلى وجود حالات متفجرة في فوهة سوبولفسكي في العديد من الاكتشافات لنظارات السيليكات ، التي تصل قطراتها إلى ملليمتر. تم العثور على العديد من كرات الحديد النيكل - بقايا مادة نيزك تبخرت عند الاصطدام.

في الوقت الحالي ، تشهد حفرة سوبوليفسكي ، لسوء الحظ ، تدميرًا تدريجيًا بواسطة عمال المناجم - على عكس الأشياء المعروفة التي تعتبر آثارًا طبيعية فريدة ومحمية بعناية من التدمير - حفر الريس (ألمانيا) ، وولف كريك (أستراليا) ، وأريزونا الموصوفة أعلاه والكثير غيرها.

من الحفر التي تشكلت أثناء الكبح المتفجر للأجسام عالية السرعة (حتى تلك الصغيرة مثل Sobolevsky) ، ينبغي للمرء أن يميز الممرات المتكونة خلال حالات السرعة المنخفضة للنيازك الكبيرة وشظاياها التي فقدت السرعة الكونية في الغلاف الجوي. لا يتم ملاحظة الانفجار ، وتبخر النيزك والصخور المستهدفة في مثل هذه الحالات ، وغالبًا ما تكتسب هذه الحفر شكلًا بيضاويًا أو مستطيلًا بسبب السقوط المستمر. في مثل هذه الحفر ، لا توجد أي علامات على تحول الشكل - في بعض الأحيان يتم ملاحظة التكسير المميز والكسر المخروطي ، وتشكيل الخيفي (الذي تشكله الحطام الناتج من مكانه بالتأثير) والتأثير الذاتي المنشأ (الباقي في مكان التصادم) ودقيق البريكياس والطحين الجبلي. إنه الحفر التي وجدت في موقع سقوط شظايا كبيرة من نيزك Sikhote-Alin. أبعادها صغيرة دائمًا ولا تتجاوز العشرات من الأمتار الأولى. على الرغم من عدم حدوث أي انفجار أثناء تكوين هذه الحفر ، يمكن في بعض الأحيان اكتشاف علامات مجهرية لذوبان الصخور المستهدفة - في شكل كرات زجاجية سيليكات صغيرة للغاية ، والتي توجد ، على وجه الخصوص ، في أكبر الحفر في حقل فوهة سيكوت-ألين.

في الهياكل ذات التأثير الكبير ، التي يتم قياس أبعادها بعشرات ومئات الكيلومترات ، تصبح العلامات المميزة لأصل النيزك ملفتة للنظر بشكل خاص. الصخور الذائبة على شكل البحيرات البركانية الصخرية ؛ وبعد التبريد ، تشكل الأجسام الطبقية للتاجاميت ؛ وتندمج أنظمة الصدع عند الصدم في عمق الغلاف الصخري وتولد عمليات حرارية مائية ثانوية. هناك اختلافان مهمان بين هياكل الصدمات والبنى البركانية: الطابع السطحي ودرجات الحرارة المرتفعة جدًا التي تتحقق في ذوبان الصدم مقارنةً بالصهارة ذات الأصل الأرضي. يتجلى ذلك في التوزيع الواسع للكريستوباليت ، وتبلور من 1700 درجة مئوية وتريديميت مع درجة حرارة التبلور من 1450 درجة مئوية ، والتي نادرة في الصخور البركانية.

تتميز هياكل الصدمات الكبيرة بتكوين رفع مركزي ("التل المركزي") بسبب إطلاق الضغوط الناتجة عن تشوه الصدمات ، وتتميز بعض الهياكل التي يبلغ طولها مئات الكيلومترات بهيكل متعدد الحلقات. مثل هذه الهياكل متعددة الحلقات معروفة جيدًا على سطح القمر وكان وجودها يعتبر حجة ضد أصل النيازك في الحفر - كان يُعتقد أن هذا النيازك يجب أن يسقط ، وهو أمر غير مرجح. ومع ذلك ، أظهر فحص أكثر شمولية لعمليات انتشار موجات الصدمة والتفريغ اللاحق للتشوهات أن تكوين الهياكل متعددة الحلقات يرتبط بهذه العملية. وقد لوحظ تشكيل مثل هذه الهياكل على نطاق صغير في الحفر الاصطناعية بعد التفجيرات النووية.

أكبر هياكل التصادم الموجودة على الأرض هي مئات الكيلومترات في الحجم. لذا ، فإن فوهة Chiksulub الشهيرة في شبه جزيرة يوكاتان ، التي تشكلت فقط عند حدود الطباشيري و Paleogene (عندما انقرضت الديناصورات) ، يبلغ قطرها 180 كم. لا توجد أي علامات بصرية لهذه الحفرة على الأرض - تم اكتشافها من قبل الشذوذ الجيوفيزيائي المقوس ، وقد ثبت أصلها من النيزك من خلال اكتشاف الصدمات - صدمة breccias المنصهرة ( zuvites ). وترتبط الشذوذ الجيوكيميائي العالمي ، ذروة الإيريديوم ، أيضًا بهذه الحفرة. محتوى الإيريديوم في الطبقة المقابلة للحدود بين العصر الطباشيري و Paleogene ، في جميع أنحاء العالم هو أعلى بعشر مرات من المعتاد ، بسبب تبخر كمية ضخمة من مادة النيزك ، حيث يكون محتوى الإيريديوم أعلى بكثير من محتواه في قشرة الأرض. سقوط الكويكب ، الذي تسبب في تشكيل هذه الحفرة ، مما تسبب بلا شك تأثير عالمي على العالم بأسره. وصلت قوة الانفجار $$$10 ^ 8$تم إنشاء جبل وكمية هائلة من الغبار في الغلاف الجوي ، والتي تشكلت أثناء تكثيف الكويكب والصخور المستهدفة ، والتي ، مع السخام من الغابات التي أشعلت فيها النيران في جميع أنحاء العالم تقريبًا بسبب موجة الصدمة والحطام المتساقط من الفضاء القريب ، أغلقت الأرض من أشعة الشمس لعدة سنوات ، والتي ربما تسبب في انقراض العصر الطباشيري - الباليوجين.



على عكس Chiksulub ، فإن فوهة Wredefort التي يبلغ قطرها 300 كيلومتر ، تظهر بوضوح في الصور الفضائية وهي الهيكل الوحيد متعدد الحلقات المحفوظ جيدًا على الأرض. ما يثير الدهشة لسلامتها هو عصر هذه الحفرة - 2 مليار سنة.

مع زيادة في قطر الحفرة ، يتغير شكلها بشكل كبير. بالإضافة إلى تشكيل تلة مركزية ثم هياكل متعددة الحلقات ، والتي ذكرتها أعلاه ، تتسطح الحفرة بقطر متزايد ، ولا يتشكل عمودها من كومة من الحطام ، كما هو الحال في الحفر الصغيرة ، ولكن من كتل دفع كبيرة. لا يمكن للحفر على نطاق الكواكب على الأرض البقاء على قيد الحياة بسبب الصفائح التكتونية. ومع ذلك ، هناك فرضية هامشية مفادها أن المحيط الهادئ يمثل حفرة عملاقة (بنسق أقل جرأة) ، بحيث تشكلت أول قشرة محيطية وألواح الغلاف الصخري المتحرك أثناء تدمير القشرة القارية الرئيسية بتأثيرات الكواكب الكبيرة.

الكواكب الأخرى

مثل الأرض ، تم العثور على الحفر من أصل نيزك واضح أيضا خلال رادار فينوس ، والتي جعلت من الممكن الحصول على خرائط الإغاثة مفصلة من سطحه. بسبب الأجواء الكثيفة للغاية ، فإن الأجسام الكبيرة جدًا فقط هي التي يمكنها التغلب عليها ، مع الحفاظ على السرعة الكونية. لذلك ، لا يقل قطر الحفرة في كوكب الزهرة عن عشرات الكيلومترات. إن حفر كوكب الزهرة ، مثل الأرض ، عرضة للتآكل والعمليات التكتونية التي تدمرها ، لذلك لا يوجد الكثير منها.



ومن المعروف أيضا العديد من الحفر على سطح المريخ. جو المريخ ليس عمليا عقبة أمام القصف الفضائي ، باستثناء الميكروميتوريت. ومع ذلك ، فإن معظم فوهات كوكب المريخ الصغيرة مغطاة بسرعة بالرمل ، ولهذا السبب يبدو سطح كوكب المريخ في الصور الكبيرة أقل فوهة من سطح القمر. ومع ذلك ، فإن كثافة الحفر الكبيرة ، التي لا تتعرض لتآكل الرياح والنوم على الرمال ، هي نفسها تقريباً على سطح القمر والمريخ. في الوقت نفسه ، مثل البحار القمرية ، على سطح المريخ ، تبرز المناطق الخالية من الحفر. التفسير لذلك هو أن سطحها أصغر كثيرًا ؛ فقد خضع لعمليات في الماضي القريب نسبيًا والتي دمرت مواد الإغاثة السابقة ، بما في ذلك عناصر تأثير الأصل.



وبالتالي ، فإن كثافة الحفر هي إحدى الخصائص التي تسمح لك بتحديد العمر التقريبي لسطح كوكب معين وتمييز المواقع القديمة والشابة. هذا واضح للعيان على سطح القمر ، حيث توجد قارات قديمة محفورة بقوة ، والبحار ذات كثافة أقل من الحفر ، التي يبلغ عمرها أقل من مليار سنة تقريبًا ؛ في Ganymede ، خطوط القشرة الفتية التي تخلو من الفوهات تقريبًا (مقارنة بـ "القارات" القديمة ، وكثافة الحفر التي تشبه تلك الموجودة في القمر).

إذا كان هناك حد لحجم الحفر بالنسبة للكواكب ذات الغلاف الجوي ، فإنه لا يوجد حد من هذا القبيل بالنسبة للغلاف الجوي. يمتد الاعتماد الفردي المستمر لتكرار الحفر على حجمها من أكبر الحفر على نطاق الكواكب إلى microcraters ذات أبعاد مجهرية ، مما يدل على وحدة آليات حدوثها.
تتم معالجة أسطح الكواكب الخالية من الأجواء الكثيفة دائمًا ، بدرجة أو بأخرى ، من خلال قصف النيازك. في ظل غياب الغلاف الجوي والعمليات التكتونية والبركانية الملموسة ، فهي القوة الوحيدة التي تغير السطح. لمليارات السنين من القصف النيزك ، الكوكب مغطى بطبقة من regolith . Regolith ليس مجرد صخور مجزأة وأرضية - إنه يتعرض لصدمة وتحول ، وذوبان وتصلب ، والتبخر والتكثيف في فراغ عميق ، وتكسير ، وما إلى ذلك ، مما أدى إلى تكوين معادن جديدة ، بما في ذلك المعادن الفريدة تمامًا.

ثروة الحفرة

تم الحصول على معظم البيانات حول التركيب الجيولوجي لحفرة نيزك أريزونا على خلفية نوع من "الاندفاع بالذهب الحديدي". تم شراء الحفرة بواسطة دانييل بارينجر (Barringer) ، الذي كان يخطط لاستخراج نيزك منه ، وحجمه ، وفقًا لأفكاره ، بلغ 120 مترًا ، والكتلة - عشرات وعشرات الملايين من أطنان الحديد النقي ، والتي لم تكن بحاجة إلى صهرها من الركاز. كان ثروة رائعة ويمكن أن تأخذ فقط.

ولكن تحول كل شيء ليس وردية جدا. بدلاً من كتلة عملاقة من الحديد ، تبين أن كتلة من الشظايا الصغيرة وقطرات من المعدن المؤكسد بقوة في الحفرة ، ولم يسمح عددها بالحديث عن أي نوع من الإنتاج الصناعي. , , , , , . , — 200 , .

, , . , . — , , . : , , .
لذلك ، تقتصر واحدة من أكبر رواسب النحاس والنيكل في العالم على أعطال حلقة نجمية Södbury astrobleme في كندا. تم العثور على علامات تحول الصدمة في صخور رواسب النحاس أكتوجاي وكونراد ورواسب الذهب والفضة في المالي في كازاخستان. وقد لوحظت تمعدن الكبريتيد الناجم عن تعبئة المحاليل المائية الحرارية في فوهة شوناك القريبة. هذا التمعدن يتميز عمومًا بحفر النيازك ، بما في ذلك الحفر بأحجام الكيلومترات.

في بعض الحالات ، تساهم الهياكل الفردية لحفر النيزك ، بسبب هندستها ، في تكوين رواسب معدنية. لذلك ، فإن الهياكل القبلية للارتفاعات المركزية للأشجار النجمية الكبيرة غالبًا ما تكون خزان حقول النفط (حقول النفط في سييرا نيفادا ، ريد وينج ، الولايات المتحدة الأمريكية). أصبح جوفاء فوهة بولتيش مكانًا لتكوين رواسب من صخر الزيتي.

الحفر غير نيزك

, , «» . , .

«» . — . — , . — , (, ), . , , .


لم يتم العثور على أي علامات على أصل النيزك في بنية حلقة أخرى ، والتي غالباً ما يتم الاستشهاد بها كمثال على النجوم النجمية - هيكل Rishat في الصحراء. لم يتم توضيح طبيعة "عين الصحراء" هذه بشكل موثوق ، لكن حقيقة أنها ليست فوهة البركان راسخة إلى حد ما.

— . . , , , , . , — - , (, , ), . . , ( .. . // - . 2009. .7. . 2. .3-11 ) .

, , , . , , , : , , ( ), . — .

* * *

— , , , , . , !.. , . , , , , , , — , . ? , — .

— . , — , .