Hanya sedikit orang yang tahu bahwa bulan ditutupi dengan kawah. Tetapi tidak semua orang tahu tentang fakta bahwa Bumi juga ditutupi oleh kawah dari dampak meteorit. Dalam artikel ini saya akan berbicara tentang kawah meteorit secara umum dan di Bumi - khususnya.
Di KDPV - Phobos.
Dua hipotesis tentang kawah bulan
Pada 1609, Galileo, yang baru saja menemukan teleskop, mengarahkannya ke bulan. Lanskap Bulan ternyata tidak seperti yang di bumi: itu ditutupi dengan depresi berbentuk cangkir berbagai ukuran, dikelilingi oleh pegunungan cincin. Galileo tidak dapat menjelaskan sifat formasi ini, tetapi memberi mereka nama, memilih nama mangkuk anggur Yunani sebagai miliknya. Sejak itu, mereka dikenal sebagai
kawah .
Pada akhir abad ke-18, Johann Schröter menyarankan bahwa kawah di Bulan adalah hasil dari letusan kuat yang terjadi di sana. Letusan eksplosif seperti itu tidak akan mengarah pada pembentukan struktur vulkanik - kerucut biasa, tetapi, sebaliknya, corong yang dikelilingi oleh poros. Banyak gunung berapi seperti itu diketahui di Bumi - mereka disebut calderas dan sebenarnya agak menyerupai kawah bulan.
Berbeda dengan hipotesis ini, yang dengan cepat memperoleh status yang diakui secara umum dalam sains, Franz von Gruytuisen pada 1824 membuat asumsi tentang asal-usul meteorit kawah. Kelemahan teori ini adalah tidak dapat menjelaskan fakta bahwa hampir semua kawah memiliki bentuk lingkaran biasa, sedangkan dengan jatuhan miring kawah seharusnya menjadi oval dan kawah oval seperti itu yang akan menang. Karena itu, untuk waktu yang lama, teori ini tidak populer.
Hanya pada paruh pertama abad ke-20, sehubungan dengan pengembangan gagasan tentang fenomena yang terjadi selama dampak kecepatan tinggi (yang sangat penting di bidang militer), menjadi jelas bahwa titik lemah teori meteorit ini adalah khayalan. Tabrakan pada kecepatan ruang angkasa mengarah ke ledakan di mana meteoroid dan bebatuan permukaan planet di lokasi tumbukan langsung menguap dan sistem "lupa" arah kedatangan meteoroid tersebut. Ekspansi gas dan uap lebih lanjut dan penyebaran gelombang kejut terjadi di semua arah dengan cara yang sama, yang membentuk kawah bulat terlepas dari arah lintasan tubuh. Pada tahun 1924, proses ini pertama kali dijelaskan secara kualitatif oleh astronom Selandia Baru A. Gifford, dan kemudian teori tersebut dikembangkan oleh ilmuwan Soviet K.P. Stanyukovich, yang pada saat publikasi pertama tahun 1937 masih mahasiswa.
(dari buku: Kawah meteorit Khryanina L.P. di Bumi. M.: Nedra, 1987. C. 16.)
Dan penerbangan antariksa antar planet mencapai titik terakhir dalam hipotesis asal usul vulkanik kawah bulan - ternyata Merkurius dan bagian kuno dari permukaan bulan-bulan Yupiter dan Saturnus, dan bahkan satelit Mars kecil Phobos dan Deimos, yang bahkan akan sulit bahkan menyarankan aktivitas gunung berapi. Intensitas dan sifat yang terakhir harus secara substansial tergantung pada struktur interior tubuh kosmis, massa dan ukurannya, tetapi mereka tidak mempengaruhi kepadatan kawah. Ternyata alasan penampilan mereka bukan di dalam, tetapi di luar planet. Dan alasan ini adalah pemboman meteorit.
Kawah Meteor di Bumi
Selain itu, kawah meteorit ditemukan tidak hanya di planet lain. Struktur cincin yang mirip dengan bulan juga dikenal di Bumi, dan dengan perkembangan fotografi udara dan kosmik, mereka mulai ditemukan dalam lusinan. Sampai saat ini, mereka dikenal lebih dari 160 buah.
Jadi, kawah di Arizona sudah lama dikenal. Untuk pertama kalinya, deskripsi geologisnya dibuat oleh A.E. Kaki tahun 1891. Dia menemukan formasi yang tidak biasa, yaitu depresi dengan diameter 1.200 meter dengan kemiringan yang sangat curam, dikelilingi oleh poros setinggi 30-65 m.Pada saat yang sama, kedalaman kawah adalah 180 m dan dasarnya jauh lebih rendah daripada dataran sekitarnya. Tetapi keanehan utama adalah bahwa tidak ada tanda-tanda aktivitas gunung berapi di kawah - baik lava, maupun tufa. Satu batu kapur, yang lapisan-lapisannya dibalikkan dan dibalikkan dengan urutan terbalik pada poros, dan di dalam kawah dipelintir, dihancurkan, atau bahkan dihancurkan menjadi tepung. Orang India menyebut corong Iblis Canyon ini dan menemukan besi asli di dalamnya, yang mereka gunakan untuk keperluan mereka sendiri, yang menyebabkan menyarankan asal meteorit corong tersebut. A.E. Kaki selama ekspedisinya menemukan tiga kilometer dari kawah sebuah blok besi meteorit seberat 91 kg. Dalam studi berikutnya, sejumlah besar bahan meteorit ditemukan di kawah - dari partikel kecil yang terbentuk selama kondensasi uap hingga potongan besar besi. Balon-peluru dari bola meriam berukuran sangat teroksidasi adalah karakteristik dari kawah Arizona. Mereka terbentuk selama pencairan, penguapan dan kondensasi meteoroid pada saat terjadi benturan. Total massa logam yang terletak di kawah, sebagai hasil dari studi geofisika, diperkirakan mencapai puluhan ribu ton. Ini (dengan pengecualian sejumlah fragmen meteorit yang praktis tidak berubah) adalah logam yang sangat cair yang telah kehilangan struktur karakteristik asli besi meteorit. Selain itu, ditemukan bahan kaca yang bengkak dan berbusa menyerupai batu apung - gelas ini dibentuk sebagai hasil dari pelelehan tanah pada tumbukan (kaca serupa kemudian ditemukan di tempat-tempat ledakan nuklir). Batu-batu di dalam kawah, kecuali yang muncul setelah pembentukannya (di bagian bawahnya di Pleistocene terdapat sebuah danau dari mana ada lapisan sedimen, dan usia kawah ditentukan dari sedimen-sedimen ini), sangat berubah akibat
metamorfisme goncangan di bawah pengaruh gelombang kejut di bawah pengaruh gelombang kejut. suhu dan tekanan ultra tinggi. Semua temuan ini tidak diragukan lagi membuktikan asal meteorit dari kawah.
Kawah Arizona bukan satu-satunya dan bukan kawah meteorit terbesar dalam ukuran. Tapi itu termasuk struktur dampak paling terpelihara di Bumi. Tidak seperti kawah di Bulan di Bumi, mereka dihancurkan dengan kejam oleh erosi, begitu banyak
astroblem kuno yang tidak terlihat seperti corong dengan poros untuk waktu yang lama. Hanya dengan adanya sistem patahan yang khas, bebatuan breksi fragmen yang khas dengan tanda-tanda leleh (hingga peleburan sempurna dan pembentukan selanjutnya dari batuan beku-
tagamit ), tanda-tanda metamorfisme kejutan, seperti fase tekanan tinggi - stishovite, coesite, berlian, dan juga secara khusus merusak kristal kuarsa dan mineral lainnya. Kerucut fraktur yang disebut juga merupakan tanda-tanda peristiwa dampak - sistem retakan pada batuan, memberikan fragmen batuan penampilan kerucut diarahkan oleh puncak ke pusat kawah.
Di antara kawah meteorit yang terawat baik, saya akan menyebutkan kawah Sobolevsky dengan diameter 50 m di Primorye, dekat Olimpiade Cape di taji timur Sikhote-Alin. Geologist V.A. menemukan kawah ini. Yarmolyuk dalam proses mencari pecahan meteorit Sikhote-Alin segera setelah kejatuhannya. Kawah diselidiki menggunakan eksplorasi seismik dan ternyata dengan ukurannya yang kecil, strukturnya secara mengejutkan mirip dengan kawah yang lebih besar. Yang paling menarik adalah bahwa kawah ini terbentuk kurang dari 1000 tahun yang lalu (mungkin tidak lebih dari 250-300 tahun yang lalu), dan di samping batuan yang bermetamorfosis oleh gelombang kejut, banyak sisa-sisa organik ditemukan di dalamnya - bilah rumput, serpihan kayu yang dikonversi oleh pulsa suhu tinggi dan Tekanan menjadi karbon - fusen kaca (menarik untuk menemukan sepotong cedar, yang sebagian telah berubah menjadi arang lunak biasa, dan bagian lainnya menjadi fusen). Kehadiran kondisi ledakan di kawah Sobolevsky dibuktikan dengan banyak ditemukannya gelas silikat, yang tetesannya mencapai satu milimeter. Banyak bola besi-nikel juga ditemukan - sisa-sisa zat meteorit menguap saat tumbukan.
Saat ini, kawah Sobolevsky, sayangnya, sedang mengalami kehancuran bertahap oleh penambang - berbeda dengan objek terkenal yang dianggap monumen alam yang unik dan dengan hati-hati dijaga dari kehancuran - kawah Ries (Jerman), Wolf Creek (Australia), Arizona yang dijelaskan di atas dan banyak lainnya.
Dari kawah yang terbentuk selama pengereman bahan peledak berkecepatan tinggi (bahkan yang kecil seperti Sobolevsky), orang harus membedakan corong yang terbentuk selama insiden kecepatan rendah meteorit besar dan fragmennya yang telah kehilangan kecepatan kosmik di atmosfer. Ledakan, penguapan meteorit dan batuan target tidak diamati dalam kasus seperti itu, dan kawah seperti itu sering mendapatkan bentuk oval atau bahkan memanjang karena jatuh tanpa henti. Dalam kawah seperti itu, praktis tidak ada tanda-tanda metamorfisme tumbukan - hanya kadang-kadang karakteristik kerucut dan kerucut fraktur diamati, pembentukan alogenik (dibentuk oleh puing-puing terlontar dari tempatnya oleh benturan) dan authigenic (tersisa di tempat benturan) breksi dampak dan tepung gunung. Ini adalah kawah yang ditemukan di lokasi jatuhnya pecahan besar meteorit Sikhote-Alin. Dimensinya selalu kecil dan tidak melebihi puluhan meter pertama. Terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada ledakan yang terjadi selama pembentukan kawah tersebut, tanda-tanda mikroskopis dari pelelehan batuan target kadang-kadang dapat dideteksi - dalam bentuk bola kaca silikat kecil, yang, khususnya, ditemukan di kawah terbesar di bidang kawah Sikhote-Alin.
Dalam struktur tumbukan besar, dimensi yang diukur dalam puluhan dan ratusan kilometer, tanda-tanda karakteristik asal meteorit menjadi sangat mencolok. Batuan meleleh pada dampak bentuk danau lava, setelah pendinginan, mereka membentuk tubuh stratiform
tagamite, sistem kesalahan terbentuk pada dampak masuk jauh ke dalam litosfer dan menghasilkan proses hidrotermal sekunder. Ada dua perbedaan penting antara struktur tumbukan dan yang vulkanik: karakter permukaan dan suhu yang sangat tinggi yang dicapai dalam leleh dampak dibandingkan dengan magma yang berasal dari daratan. Ini dimanifestasikan dalam distribusi kristobalit yang luas, mengkristal dari 1700 ° C dan tridim dengan suhu kristalisasi 1450 ° C, yang jarang terjadi pada batuan beku.
Struktur goncangan besar ditandai oleh pembentukan pengangkatan pusat ("bukit pusat") karena pelepasan tekanan yang timbul dari deformasi goncangan, dan beberapa struktur ratusan kilometer ditandai oleh struktur multi-cincin. Struktur multi-cincin seperti itu terkenal di Bulan dan keberadaannya dianggap sebagai argumen terhadap asal meteorit kawah - diyakini bahwa untuk beberapa meteorit ini harus jatuh, yang tidak mungkin. Namun, pemeriksaan yang lebih menyeluruh dari proses propagasi gelombang kejut dan pelepasan deformasi selanjutnya menunjukkan bahwa pembentukan struktur multi-cincin terkait dengan proses ini. Pembentukan struktur seperti itu dalam skala kecil diamati di kawah buatan setelah ledakan nuklir.
Struktur tumbukan terbesar yang ditemukan di Bumi berukuran ratusan kilometer. Jadi, kawah Chiksulub yang terkenal di Semenanjung Yucatan, terbentuk tepat di perbatasan Cretaceous dan Paleogene (ketika dinosaurus punah), memiliki diameter 180 km. Tidak ada tanda-tanda visual dari kawah ini di daerah tersebut - ia ditemukan oleh anomali geofisika melengkung, dan asal meteoritnya dibuktikan oleh penemuan benturan - guncangan sebagian breksi cair (
zuvites ). Anomali geokimia global, puncak iridium, juga terkait dengan kawah ini. Kandungan iridium di lapisan yang sesuai dengan batas antara Cretaceous dan Paleogene, di seluruh dunia sepuluh kali lebih tinggi dari biasanya, karena penguapan sejumlah besar bahan meteorit, di mana kandungan iridium jauh lebih tinggi dari kandungannya di kerak bumi. Jatuhnya asteroid, yang menyebabkan pembentukan kawah ini, tidak diragukan lagi menyebabkan dampak global pada seluruh dunia. Kekuatan ledakan mencapai
Mt dan sejumlah besar debu dilepaskan ke atmosfer, terbentuk selama kondensasi asteroid menguap dan batu target, yang, bersama dengan jelaga dari hutan, tersulut oleh gelombang kejut hampir di seluruh dunia dan puing-puing jatuh dari ruang dekat, menutup Bumi dari sinar matahari selama beberapa tahun, yang mungkin menyebabkan kepunahan Cretaceous - Paleogene.
Tidak seperti Chiksulub, kawah Wredefort, yang diameternya mencapai 300 km, terlihat jelas dalam gambar ruang angkasa dan merupakan satu-satunya struktur multi-cincin yang terpelihara dengan baik di Bumi. Apa yang mengejutkan untuk keamanannya adalah usia kawah ini - 2 miliar tahun.
Dengan peningkatan diameter kawah, morfologinya berubah secara signifikan. Selain pembentukan bukit pusat dan kemudian struktur multi-cincin, yang saya sebutkan di atas, kawah rata dengan diameter yang semakin besar, dan porosnya terbentuk bukan dari gundukan puing-puing, seperti pada kawah kecil, tetapi dari blok dorong besar. Kawah berskala planet di Bumi tidak dapat bertahan hidup karena lempeng tektonik. Namun demikian, ada hipotesis marjinal bahwa Samudra Pasifik adalah kawah raksasa (dalam versi yang kurang berani - bahwa kerak samudera pertama dan lempeng-lempeng litosfer yang terbentuk selama penghancuran kerak benua primer oleh dampak dari planetisimal besar.
Planet lain
Seperti halnya Bumi, kawah-kawah yang berasal dari meteorit juga ditemukan selama radar Venus, yang memungkinkan untuk memperoleh peta-peta bantuan terperinci dari permukaannya. Karena atmosfernya yang sangat padat, hanya benda yang sangat besar yang dapat mengatasinya, dengan tetap mempertahankan kecepatan kosmik. Karena itu, diameter minimum kawah Venus tidak kurang dari puluhan kilometer. Kawah Venus, seperti Bumi, mengalami erosi dan proses tektonik yang menghancurkannya, jadi tidak banyak dari mereka.
Banyak kawah juga dikenal di Mars. Atmosfer Mars praktis bukan halangan bagi pemboman ruang, kecuali mikrometeorit. Namun, sebagian besar kawah kecil Mars dengan cepat ditutupi dengan pasir, dan untuk alasan ini permukaan Mars dalam gambar skala besar terlihat jauh lebih sedikit kawah dibandingkan permukaan Bulan. Namun demikian, kepadatan kawah besar, yang tidak terkena erosi angin dan tertidur di pasir, kira-kira sama di Bulan dan Mars. Pada saat yang sama, seperti lautan bulan, di Mars, wilayah yang hampir tidak memiliki kawah menonjol. Penjelasan untuk ini adalah bahwa permukaan mereka jauh lebih muda, itu mengalami proses di masa lalu yang relatif baru yang menghancurkan bantuan sebelumnya, termasuk unsur-unsur asal dampaknya.
Dengan demikian, kepadatan kawah adalah karakteristik yang memungkinkan Anda untuk menentukan perkiraan usia permukaan planet tertentu dan membedakan situs kuno dan muda. Ini terlihat jelas di Bulan, di mana ada benua purba yang sangat kawah, dan lautan dengan kepadatan kawah yang lebih rendah, yang usianya sekitar satu miliar tahun lebih muda daripada bagian permukaan lainnya; di Ganymede, garis-garis kerak muda yang juga hampir tidak memiliki kawah (dibandingkan dengan "benua" kuno, kepadatan kawah yang mirip dengan yang di bulan).
Jika untuk planet dengan atmosfer ada batas ukuran kawah, maka untuk atmosfer tidak ada batas seperti itu. Ketergantungan tunggal terus menerus dari frekuensi kawah pada ukurannya meluas dari kawah terbesar pada skala planet ke mikrokrat yang memiliki dimensi mikroskopis, yang menunjukkan kesatuan mekanisme terjadinya mereka.
Permukaan planet-planet yang tidak memiliki atmosfer padat, pada tingkat tertentu, selalu diproses melalui pengeboman meteorit. Dengan tidak adanya atmosfer dan proses tektonik dan vulkanik yang cukup besar, itu adalah satu-satunya kekuatan yang mengubah permukaan. Selama miliaran tahun pengeboman meteorit, planet ini ditutupi oleh lapisan
regolith . Regolith tidak hanya dihancurkan dan digiling menjadi batuan dasar - ia mengalami goncangan dan metamorfisme, peleburan dan pendinginan, penguapan dan kondensasi dalam ruang hampa udara yang dalam, fraksinasi, dll., Yang telah mengarah pada pembentukan mineral baru, termasuk yang benar-benar unik.
Kekayaan kawah
Sebagian besar data tentang struktur geologi kawah meteorit Arizona diperoleh dengan latar belakang semacam “demam emas besi”. Kawah itu ditebus oleh Daniel Barringer (Barringer), yang diperkirakan akan mengambil meteorit darinya, yang ukurannya, menurut idenya, mencapai 120 meter, dan massa - satu setengah lusin juta besi murni, yang tidak perlu dilebur dari bijih. Itu kekayaan luar biasa dan hanya bisa menerimanya.
Tapi semuanya ternyata tidak begitu cerah. Alih-alih blok besi raksasa, massa fragmen kecil dan tetes logam yang sangat teroksidasi ternyata berada di kawah, yang jumlahnya tidak memungkinkan untuk membicarakan segala jenis produksi industri.
Barringer tidak menyadari bahwa ketika dampak itu terjadi, itu bukan hanya pembentukan corong, tetapi sebuah ledakan dengan penguapan tubuh kosmik yang hampir lengkap, dan tampaknya sudah semakin dalam, tetapi pencariannya pasti gagal. Menurut perkiraan modern, ternyata Barringer juga keliru dalam hal ukuran asteroid besi - massanya 200 kali lebih kecil dari yang ia harapkan.Jadi ide untuk mengembangkan kawah meteorit untuk mengekstraksi besi dari sana gagal. Tetapi ini tidak berarti bahwa struktur kejutnya mandul. Deposit mineral sering terbentuk di dalamnya - tetapi mereka, sebagai suatu peraturan, sama sekali tidak terkait dengan materi meteorit. Formasi mereka dikaitkan dengan dua hal: residu panas, menyebabkan pengembangan proses hidrotermal, dan pembentukan kesalahan dan pengembangan mineralisasi di sepanjang mereka.Jadi, salah satu endapan nikel-tembaga terbesar di dunia terbatas pada patahan cincin astrobleme Södbury di Kanada. Tanda-tanda shock metamorfisme ditemukan di bebatuan deposit tembaga Aktogay dan Kounrad dan deposit emas-perak Almaly di Kazakhstan. Mineralisasi sulfida yang disebabkan oleh mobilisasi larutan hidrotermal tercatat di Kawah Shunak terdekat. Mineralisasi semacam itu umumnya merupakan karakteristik kawah meteorit, termasuk kawah berukuran kilometer.Dalam beberapa kasus, struktur individu kawah meteorit, karena geometri mereka, berkontribusi pada pembentukan deposit mineral. Jadi, struktur berbentuk kubah dari pusat pengangkatan astroblem besar sering kali merupakan reservoir ladang minyak (ladang minyak Sierra Nevada, Red Wing, USA). Lengkungan kawah Boltysh telah menjadi tempat pembentukan endapan serpih minyak sapropel.Kawah non-meteorit
, , «» . , .
«» . — . — , . — , (, ), . , , .
Tidak ada tanda-tanda asal meteorit yang ditemukan di struktur cincin lain, yang sering disebut sebagai contoh astroblem - struktur Rishat di Sahara. Sifat "mata Sahara" ini belum dapat dijelaskan dengan andal, tetapi fakta bahwa itu bukan kawah sudah cukup mapan.Contoh lain dari kawah pseudo-kemungkinan adalah Danau Smerdyachye di Distrik Shatursky Wilayah Moskow. Dalam banyak publikasi di Internet dalam asal meteorit itu bahkan tidak diragukan. Pada saat yang sama, versi asal meteorit Smerdyachy dipertimbangkan, tetapi sejauh ini terlalu sedikit data untuk mengonfirmasi hal ini. Ada temuan terisolasi dari bahan yang mirip dengan impactite - fragmen batu merah-coklat, terdiri dari butiran yang menyatu dari berbagai mineral (kuarsa, feldspar, zirkon), disemen oleh gelembung kaca. Masih ada kesamaan parameter geometris dari depresi dengan kawah meteorit dengan ukuran yang sama. Dan tidak ada yang lebih dari keinginan yang sangat besar dari penulis artikel (Engalychev S.Yu. Kawah meteor di sebelah timur wilayah Moskow. // Buletin Universitas St. Petersburg. 2009. Ser. 7. Vol. 2. P.3-11 ) untuk melihat kawah meteorit di danau ini.Tetapi jika Danau Smerdyachye memiliki ciri-ciri tertentu yang menunjukkan asal meteorit, maka banyak danau bundar dan elemen lansekap lainnya dinyatakan oleh para pencari kawah meteor yang tidak diketahui sepenuhnya secara sewenang-wenang, hanya berdasarkan bentuk lingkarannya. Meskipun demikian, berbagai proses dapat membentuk struktur yang mirip dengan kawah meteorit: karst dips, pekerjaan air, manifestasi dari ledakan vulkanisme (Maars dan calderas), dan bahkan kegiatan nenek moyang kita. Jadi tidak semuanya bulat - kawah meteorit.* * *
Proses transformasi permukaan dampak adalah mekanisme tunggal yang mengubah permukaan padat semua planet yang memilikinya, serta satelit, planet kecil, dan asteroid hingga permukaan partikel debu kosmik. Dan meteoroid yang meninggalkan kawah di Bulan atau Bumi juga memiliki kawah! .. Tidak ada yang hanya memiliki permukaan padat. Tetapi bahkan di sana, di Yupiter atau Saturnus, ketika asteroid atau komet terbang ke lapisan atmosfer yang padat dan di sana, ketika mereka meledak, tidak ada lagi, sesuatu terbentuk di lapisan awan yang sangat mengingatkan pada semua kawah meteorit yang sama - meskipun tidak ada lama. Lalu apa yang harus dibicarakan tentang planet dan satelitnya dengan permukaan yang kokoh? Tidak adanya kawah di atasnya biasanya tidak berarti bahwa mereka tidak terbentuk - hanya erosi aktif atau tektonik yang menghapusnya dari muka tubuh kosmik.Pembentukan kawah bukanlah perubahan sederhana dalam topografi permukaan. Ini adalah pemrosesan fisik dan kimia mendalam dari material permukaan, di mana batuan jenis baru terbentuk - impactite, mineral baru terbentuk di bawah kondisi suhu dan tekanan yang sangat tinggi.