Come determinare l'origine dei crateri meteoritici. Astroblemi e crateri meteoritici

Dall'inizio delle osservazioni telescopiche della Luna, una delle caratteristiche più caratteristiche del nostro satellite naturale è stata considerata l'abbondanza di montagne ad anello: crateri. Queste formazioni ad anello coprono una parte significativa del lato visibile della palla lunare, alcune raggiungono un diametro di duecento e persino trecento chilometri.

Per quanto riguarda l'origine dei crateri lunari, sono stati a lungo combattuti due punti di vista: meteoritico e vulcanico. Tuttavia, per rispondere alla domanda su cosa siano effettivamente le montagne ad anello sulla Luna: crateri di vulcani estinti o crateri formati a seguito della caduta di corpi meteoritici cosmici, i ricercatori lunari non disponevano di dati sufficienti. Tali dati sono apparsi solo come risultato dello studio del nostro satellite naturale tramite veicolo spaziale. E questi dati forniscono prove convincenti a favore dell’origine dell’impatto della stragrande maggioranza dei crateri lunari (anche se non di tutti).

In particolare, si è scoperto che, secondo le stime moderne, il numero di corpi meteoritici che vagavano per lo spazio del sistema solare in epoche diverse è appena sufficiente per spiegare esattamente il numero di crateri effettivamente esistenti su diverse parti della superficie lunare. Ad esempio, i calcoli del numero dei crateri hanno dimostrato che la Luna è stata sottoposta al più intenso bombardamento di meteoriti durante il primo miliardo di anni della sua esistenza. Successivamente, con l’esaurimento del materiale meteoritico nello spazio del Sistema Solare, il numero di impatti di meteoriti sulla superficie lunare diminuì drasticamente. Ciò spiega il fatto che nei mari lunari, formatisi un po' più tardi rispetto alle regioni continentali, il numero di crateri è circa trenta volte inferiore.

È interessante notare che attualmente l'intensità del bombardamento meteoritico della Luna è molto bassa. Secondo i dati a disposizione degli scienziati, su un'area con un raggio di circa duecento chilometri, un meteorite con una massa di circa un chilogrammo cade, in media, circa una volta al mese.

Nei tempi moderni, sulla superficie lunare cadono relativamente piccoli micrometeoriti. Tuttavia, l'impatto dei corpi di micrometeoriti sulla superficie del nostro satellite naturale sulla scala dell'intera Luna in periodi di tempo astronomici è evidente anche nell'era moderna. Ciò è evidenziato dai microcrateri: crateri microscopici derivanti dall'impatto di minuscole particelle di materia cosmica, trovati sui granelli del suolo lunare nei campioni consegnati sulla Terra. Una miscela di materiale meteoritico è stata trovata nello strato superficiale del suolo lunare ovunque siano stati prelevati i campioni corrispondenti.

Un argomento convincente a favore dell'origine meteoritica delle montagne dell'anello lunare è fornito, stranamente, dallo studio del già noto satellite di Marte, Phobos.

Emerse una circostanza curiosa. Come già accennato, la superficie di Phobos è completamente costellata di crateri. E sono ovviamente di origine da impatto: dopo tutto, il satellite di Marte è di piccole dimensioni - solo circa 27 km di lunghezza, ed è chiaro che non si può parlare di processi vulcanici nelle sue profondità. E questo, a sua volta, significa che crateri simili sulla Luna, molto probabilmente, dovrebbero anche essere di origine meteoritica, soprattutto perché crateri simili a quelli lunari sono stati scoperti negli ultimi anni non solo su Phobos, ma anche su altri corpi solari. sistemi, in particolare, sullo stesso Marte. Come ha dimostrato la fotografia spaziale, molte aree della superficie di questo pianeta sono punteggiate da crateri che ricordano quelli lunari. La maggior parte di questi crateri si sono formati intorno alla stessa epoca dei crateri dei continenti lunari, cioè 3,5-4 miliardi di anni fa. Alcuni di essi sono abbastanza ben conservati, altri sono gravemente distrutti e di altri rimangono solo tracce appena percettibili.

Numerosi crateri meteoritici sono stati scoperti anche da veicoli spaziali sul pianeta più vicino al Sole nel sistema solare, Mercurio. Coprono quasi tutta la superficie di questo corpo celeste. I più grandi misurano diverse decine di chilometri, i più piccoli (visibili nelle immagini televisive trasmesse dallo spazio) sono circa cinquanta metri. In media, quindi, i crateri di Mercurio sono di dimensioni più piccole di quelli della Luna.

Su molti grandi crateri di Mercurio si possono trovare piccole formazioni di anelli, apparentemente di origine più recente. Ciò suggerisce che nella fase iniziale dell’esistenza di Mercurio, blocchi cosmici di varie dimensioni, compresi quelli molto grandi, caddero sulla sua superficie e, nel tempo, il materiale meteoritico nello spazio divenne sempre più piccolo. La validità di questa conclusione è confermata anche dal fatto che i crateri dei mari lunari, di origine più recente, sono di dimensioni molto più piccole dei più antichi crateri continentali. Allo stesso tempo, vale la pena notare che la superficie di Mercurio si è formata all'incirca nella stessa epoca dei continenti lunari, cioè circa 4-4,5 miliardi di anni fa.

Utilizzando misurazioni radar, sono state scoperte formazioni di crateri anche sul pianeta Venere. Come sapete, la superficie di questo pianeta non può essere vista attraverso i telescopi a causa di uno strato opaco e continuo di nuvole. Ma le onde radio attraversano lo strato nuvoloso e, riflesse dalla superficie del pianeta, portano informazioni sulla natura del suo rilievo. Come risultato delle osservazioni radio, in una delle aree della regione equatoriale di Venere sono stati registrati più di dieci crateri ad anello con un diametro compreso tra 35 e 150 km. È stato scoperto anche un cratere del diametro di circa 300 km e della profondità di 1 km. Prende il nome dalla famosa fisica, una delle pioniere della ricerca sulla radioattività, Lise Meitner.

A differenza dei crateri lunari, così come dei crateri su Mercurio, i crateri venusiani sono piuttosto levigati.

Inoltre, su Venere è stata scoperta una struttura ad anello simile a un cratere di forma abbastanza regolare, circondata da un doppio pozzo pesantemente distrutto con un diametro di circa 2600 km. Tuttavia, ci sono diversi punti di vista riguardo alla natura di questa formazione.

Come sapete, Giove e Saturno sono pianeti idrogeno-elio. Tuttavia, i loro numerosi satelliti sono corpi terrestri. E come hanno dimostrato le ricerche spaziali degli ultimi anni, anch'essi un tempo furono sottoposti a intensi bombardamenti di meteoriti. Ad esempio, tracce di numerosi impatti di meteoriti sono visibili sulla superficie delle cosiddette lune galileiane di Giove Ganimede e soprattutto Callisto. Entrambe queste lune sono ricoperte da spessi gusci di ghiaccio, quindi le formazioni di crateri su di esse sono di colore molto più chiaro rispetto alle strutture ad anello sulla Luna. Anche l'immagine di Ganimede mostra chiaramente un grande bacino scuro con un diametro di oltre 3000 km. È possibile che questa sia una “traccia” della collisione di Ganimede con un corpo molto grande come un asteroide.

Crateri meteoritici distinti possono essere visti anche sulla superficie di alcuni satelliti del pianeta Saturno.

Così, ad esempio, su Mimas, sul lato costantemente rivolto a Saturno, è chiaramente visibile un enorme cratere meteoritico, il cui diametro - 130 km - è pari a un terzo del diametro di Mimas stessa. I calcoli mostrano che se l'impatto che ha causato la formazione di questo cratere fosse stato un po' più forte, Mimas sarebbe crollato. I crateri ricoprono il resto della superficie di Mimas, facendola sembrare la Luna. Sono di dimensioni più piccole, ma piuttosto profonde.

Ci sono grandi crateri meteoritici sulla superficie di un altro satellite di Saturno: Dione. Il diametro del più grande è di circa 100 km. Da alcuni di essi emanano raggi luminosi, apparentemente formatisi a seguito dell'espulsione di materiale durante l'impatto di grandi corpi meteoritici. È possibile però che i raggi in questione rappresentino depositi di brina sulla superficie di Dione.

I crateri più grandi sono stati scoperti sulla luna di Saturno, Rea. Raggiungono i 300 km di diametro. Molti di loro hanno picchi centrali. In generale, l’aspetto di Rea somiglia molto anche alla Luna o a Mercurio.

Con l'aiuto della stazione interplanetaria automatica Voyager 2, che visitò la regione di Saturno alla fine di agosto 1981, sul satellite di questo pianeta Teti fu registrato un cratere con un diametro di circa 400-500 km. Gli esperti ritengono che questo cratere si sia formato molto probabilmente a seguito della collisione di Teti con un corpo massiccio.

Sulla superficie di Hyperion, luna di Saturno, è stato scoperto anche un cratere con un diametro di circa 100 km. Si è scoperto anche che questo satellite ha una forma irregolare, simile a una patata. Secondo gli scienziati, Hyperion potrebbe aver acquisito una forma così insolita a seguito di una collisione cosmica.

Pertanto, la formazione di crateri a seguito della caduta di corpi meteoritici è un fenomeno caratteristico sia dei pianeti terrestri che dei satelliti dei pianeti giganti. Ma in questo caso sorge una domanda del tutto naturale: perché non ci sono tali formazioni di anelli sul nostro pianeta Terra?

È vero, esistono crateri a forma di anello apparsi nel luogo dell'impatto dei meteoriti sulla Terra. Uno di questi crateri si trova nello stato americano dell'Arizona. Il suo diametro è di circa 1200 me la sua profondità raggiunge i 174 M. Un intero gruppo di crateri meteoritici è stato scoperto sull'isola di Saaremaa in Estonia. Il più grande misura circa 10 metri di diametro ed è pieno d'acqua.

Tuttavia, tutti questi crateri e quelli simili in termini di dimensioni non possono essere paragonati alle più grandi formazioni di anelli simili, ad esempio sulla Luna. E fino a poco tempo fa si credeva che crateri di tale scala non esistessero affatto sulla Terra.
Questa circostanza sembrava a dir poco strana, poiché la Terra si è formata nella stessa epoca dei corpi celesti vicini. Pertanto, in un lontano passato, sulla sua superficie devono essere caduti anche grandi meteoriti. Una possibile spiegazione era che nel corso di milioni e miliardi di anni i giganteschi crateri formatisi nei luoghi in cui caddero furono esposti a una serie di fattori naturali, la cui totalità è caratteristica della Terra: pioggia, vento, sbalzi termici stagionali, varie movimenti della crosta terrestre... Inoltre, sulla Terra c'è una biosfera, che ha un effetto trasformativo molto significativo sulla struttura degli strati superficiali del nostro pianeta.

Allo stesso tempo, strutture geologiche come giganteschi crateri meteoritici ad anello potrebbero formarsi con mezzi puramente terrestri che non hanno nulla a che fare con la caduta di corpi cosmici. Tali fenomeni che possono causare la formazione di ampie depressioni circolari comprendono, ad esempio, il cedimento degli strati superficiali nelle aree carsiche, il galleggiamento delle masse di ghiaccio nelle aree di permafrost e, in particolare, i processi vulcanici.

È possibile distinguere gli antichi crateri meteoritici giganti - chiamati astroblemi - da, ad esempio, formazioni vulcaniche? In linea di principio, tale possibilità esiste. Il fatto è che i processi vulcanici sono strettamente correlati alla natura specifica della struttura della crosta terrestre in una determinata area, sono preparati dall'intera storia precedente dello sviluppo di questa o quella sezione. La posizione dei crateri dei meteoriti è del tutto casuale, poiché i meteoriti potrebbero cadere con lo stesso grado di probabilità ovunque sul nostro pianeta. In altre parole, i crateri meteoritici si trovano indipendentemente dalle strutture geologiche.

Poiché le cadute di grandi corpi meteoritici sono accompagnate dal rilascio di una quantità significativa di energia al momento dell'impatto con la superficie terrestre, nei crateri meteoritici, di regola, si possono rilevare spostamenti delle rocce in direzioni radiali. Inoltre, a causa della frantumazione delle rocce nell'area dei grandi crateri meteoritici, la disposizione delle linee del campo magnetico caratteristiche di quest'area viene interrotta.

Infine, nei luoghi in cui cadono meteoriti giganti, si trovano specifiche formazioni a forma di cono di dimensioni variabili da diversi centimetri a diversi metri, la cui formazione richiede pressioni elevatissime. Se colpito con grande forza, si formano anche speciali modifiche del quarzo che hanno proprietà fisiche insolite.

Per apprezzare la natura grandiosa dei fenomeni che si verificano durante la caduta di meteoriti giganti, è sufficiente confrontarli con un processo naturale così potente come le eruzioni vulcaniche. Durante la gigantesca esplosione che accompagnò l'eruzione del vulcano Bezymianny in Kamchatka diversi anni fa, la pressione nell'onda d'urto era di circa 3-5 kilobar. Questa è la pressione massima che generalmente si può sviluppare durante i processi geologici. E quando cadono meteoriti giganti, la pressione raggiunge i 250 kilobar o più.

Pertanto, in linea di principio, è possibile distinguere gli antichi astroblemi dalle formazioni geologiche di forma simile. E questo è molto importante: identificare la natura meteoritica delle strutture ad anello gigante è di grande interesse non solo teorico, ma anche pratico. Se questa o quella struttura non è di origine vulcanica, ma di meteorite, la possibilità dell'esistenza di minerali in una determinata area verrà valutata diversamente.

Nel 1970, uno degli astroblemi più interessanti del mondo, Popigaiskaya, fu scoperto nel nord del territorio di Krasnoyarsk. Il suo diametro raggiunge i 100 km e la sua profondità è di 200-250 M. I calcoli mostrano che il meteorite che ha dato vita a un simile astroblema avrebbe dovuto avere un diametro di diversi chilometri. La caduta di questo corpo cosmico avvenne circa 40 milioni di anni fa. È interessante notare che nell'astroblema Popigai la natura della vegetazione corrisponde alla zona foresta-tundra, in particolare cresce abbondantemente il larice. Nelle vicinanze dell'astroblema non c'è praticamente vegetazione; anche molto più a sud si estende la tundra. Forse questo fenomeno si spiega con il fatto che l'astroblema forma un bacino che si trova molto al di sotto del livello dell'area circostante. O forse c’è un intenso flusso di calore dall’interno della terra nell’astroblema. Solo una ricerca speciale può dare una risposta definitiva a questa domanda intrigante.

Pertanto, sia la Terra che altri corpi celesti di tipo planetario che fanno parte del sistema solare sono stati sottoposti ad un intenso bombardamento di meteoriti in una certa fase della loro esistenza. Questa è un’ulteriore prova che i pianeti si sono formati in un unico processo. E un'altra conclusione, che non è di poca importanza per chiarire i modelli di formazione ed evoluzione del Sistema Solare: nella sua storia c'è stato un periodo in cui un gran numero di grandi corpi meteoritici si muovevano nello spazio circumsolare.

Ulteriori studi sui crateri meteoritici forniranno uno sguardo più approfondito sulla storia della Terra e del Sistema Solare.

Il quale è tutto disseminato di crateri di diverso diametro. Tuttavia, ci sono anche abbastanza crateri di meteoriti sulla Terra, poiché il nostro pianeta ha una lunga storia e migliaia di meteoriti, compresi quelli molto grandi, si sono scontrati con esso. Tuttavia, individuare i crateri meteoritici non è così facile, perché con il tempo la maggior parte di essi viene nascosta dalla vegetazione e è soggetta ad erosione, per non parlare dei crateri sott'acqua. Tuttavia, sulla superficie terrestre sono già stati scoperti molti crateri meteorici notevoli.

Meteorite o vulcano: questa è la domanda

Nel frattempo, la questione se sulla superficie terrestre esistano crateri meteoritici o crateri da impatto (cioè crateri derivanti da collisioni di oggetti di origine cosmica con la superficie terrestre) è stata discussa fino a tempi relativamente recenti, fino agli anni ’60. Già dall'inizio del XX secolo iniziarono ad esprimersi le idee secondo cui la Terra entrò in collisione con corpi cosmici: ad esempio, un attivo sostenitore e uno dei primi difensori di questa tesi fu l'americano Daniel Barringer, che studiò per quasi trent'anni nel tentativo di dimostrare la sua origine da impatto. A poco a poco sono comparsi dei sostenitori, ma non avevano prove concrete.

Inoltre, i crateri meteoritici sono spesso sorprendentemente simili nell'aspetto e nella struttura ai frutti dell'attività vulcanica. Caldere vulcaniche, che hanno dato argomenti anche agli scettici. Con lo sviluppo dell'astronautica e l'ingresso dell'uomo nello spazio apparvero tali prove: in primo luogo furono individuati fenomeni residui che dimostravano la natura meteoritica di molti crateri; in secondo luogo, la capacità di ottenere fotografie spaziali della Terra ha permesso di identificare crateri meteoritici precedentemente non rilevati e di confrontarli con crateri simili su altri pianeti. Poiché i crateri meteoritici si conservano piuttosto male nelle condizioni terrestri, circa centomila volte peggiori che sulla stessa Luna, sul satellite terrestre non vi è erosione dell'aria, esposizione all'umidità, vegetazione o organismi viventi.

Crateri così diversi

Anche crateri meteoritici, cioè depressioni sulla superficie terrestre a seguito della caduta di un oggetto spaziale , sono chiamati astroblemi (tradotti dal greco antico - "ferite di stelle"). Ad oggi nel mondo sono stati scoperti circa 150 grandi crateri meteoritici. Inoltre, vari crateri hanno caratteristiche originali della loro struttura, determinate da vari fattori, che vanno dalla natura delle rocce in una determinata area della superficie, alla densità del meteorite stesso e alla velocità di movimento del meteorite. Tuttavia, il fattore più importante e determinante per la struttura dei crateri è la traiettoria del meteorite.

I crateri meteorici meno durevoli sono quelli che si sono formati durante un impatto tangenziale quando il meteorite si è scontrato con la superficie con un angolo che si discostava significativamente dalla linea retta. In questo caso, i crateri sono solchi di profondità relativamente piccola, che, inoltre, a causa della loro forma, sono soggetti ad una maggiore erosione e collassano rapidamente. I crateri che si sono formati durante la caduta di meteoriti, la cui traiettoria era il più vicino possibile alla verticale, “vivono” più a lungo: è in questi casi che compaiono i classici crateri meteoritici di forma rotonda. Piccoli crateri, fino a quattro chilometri di diametro, hanno una semplice forma a scodella, il loro imbuto è circondato dal cosiddetto pozzo basale. Con grandi diametri nei crateri, sopra il punto di impatto, cioè nel luogo di massima compressione delle rocce, appare una collina centrale. Quando parliamo di crateri molto grandi, il cui diametro supera i 15 chilometri, al loro interno si formano sollevamenti a forma di anello, associati ad effetti ondosi.

Dalla Siberia all'Australia

Ecco solo alcuni dei famosi grandi crateri meteoritici scoperti sulla Terra:

• Cratere Popigai - situato in Siberia, Yakutia; il più grande cratere meteoritico della Russia (pari al quarto posto nel mondo), ha un diametro di 100 chilometri, è stato scoperto nel 1946;
• Cratere Pichezh-Katunsky - situato contemporaneamente nelle regioni di Nizhny Novgorod e Ivanovo, il secondo cratere più grande della Russia, ha un diametro di 80 chilometri, l'evento dell'impatto è avvenuto circa 167 milioni di anni fa;
• Cratere Boltyshsky - situato sul territorio dell'Ucraina, diametro 25 chilometri; Esistono diverse versioni riguardo all'epoca di origine: da 55 a 170 milioni di anni fa;
• Il cratere Mahunka è un cratere sottomarino sulla piattaforma continentale della Nuova Zelanda; ha un diametro di circa 20 chilometri ed è uno dei crateri meteorici più giovani - secondo i calcoli, la collisione di un meteorite con la Terra avvenne nel 1443;
• Cratere Akraman - situato in Australia, ha un diametro di 90 chilometri, formatosi circa 590 milioni di anni fa;
• il cratere Chicxulub è uno dei crateri più famosi, poiché secondo una teoria comune si ritiene che sia stata la collisione della Terra con il meteorite che formò questo cratere a portare all'estinzione dei dinosauri; situato nella penisola dello Yucatan, ha un diametro di 180 chilometri e si è formato presumibilmente 65 milioni di anni fa.

Aleksandr Babitskij

Grandi corpi, di dimensioni superiori a 100 m, perforano facilmente l'atmosfera e raggiungono la superficie del nostro pianeta. A una velocità di diverse decine di chilometri al secondo, l'energia rilasciata durante una collisione supera significativamente l'energia dell'esplosione di una carica di TNT di pari massa ed è più paragonabile alle armi nucleari. Durante tali collisioni (gli scienziati li chiamano eventi di impatto), si forma un cratere da impatto, o astroblema.

Cicatrici di battaglia

Attualmente sulla Terra sono stati trovati più di un centinaio e mezzo di grandi astroblemi. Tuttavia, quasi fino alla metà del 20 ° secolo, una ragione così ovvia per la comparsa di crateri come l'impatto di meteoriti era considerata un'ipotesi molto dubbia. Le persone hanno iniziato a cercare consapevolmente grandi crateri di origine meteoritica a partire dagli anni '70, e continuano a essere trovati oggi, da uno a tre all'anno. Inoltre, tali crateri si formano ancora oggi, sebbene la probabilità che si verifichino dipenda dalle dimensioni (inversamente proporzionali al quadrato del diametro del cratere). Gli asteroidi con un diametro di circa un chilometro, che all'impatto formano crateri di 15 chilometri, cadono abbastanza spesso (secondo gli standard geologici) - circa una volta ogni quarto di milione di anni. Ma eventi di impatto veramente gravi, capaci di formare un cratere con un diametro di 200-300 km, si verificano molto meno frequentemente, circa una volta ogni 150 milioni di anni.

Il più grande è il cratere Vredefort (Sudafrica). d = 300 km, età - 2023 ± 4 milioni di anni. Il più grande cratere da impatto del mondo, Vredefort, si trova in Sud Africa, a 120 km da Johannesburg. Il suo diametro raggiunge i 300 km, e quindi il cratere può essere osservato solo su immagini satellitari (a differenza dei piccoli crateri che si possono “coprire” con uno sguardo). Vredefort è stato creato a seguito della collisione della Terra con un meteorite con un diametro di circa 10 chilometri, e ciò è avvenuto 2023 ± 4 milioni di anni fa - quindi è il secondo cratere più antico conosciuto. È interessante notare che un certo numero di "concorrenti" non confermati rivendicano il titolo di "più grande". In particolare, si tratta del cratere Wilkes Land, una formazione geologica di 500 chilometri in Antartide, nonché del cratere Shiva di 600 chilometri al largo delle coste dell'India. Negli ultimi anni, gli scienziati sono stati propensi a credere che si tratti di crateri da impatto, sebbene non vi siano prove dirette (ad esempio geologiche). Un altro “contendente” è il Golfo del Messico. Esiste una versione speculativa secondo cui si tratta di un cratere gigante con un diametro di 2500 km.

Geochimica popolare

Come distinguere un cratere da impatto da altre caratteristiche di rilievo? "Il segno più importante dell'origine dei meteoriti è che il cratere si sovrappone in modo casuale al terreno geologico", spiega "PM" capo del laboratorio meteoritico dell'Istituto di geochimica e chimica analitica. IN E. Vernadsky (GEOKHI) RAS Mikhail Nazarov. "L'origine vulcanica del cratere deve corrispondere a determinate strutture geologiche, e se non ci sono, ma il cratere c'è, questo è un motivo serio per considerare l'opzione dell'origine da impatto."

Il più abitato è il cratere Ries (Germania). d = 24 km, età - 14,5 milioni di anni. Il riso di Nördlingen è una regione della Baviera occidentale formatasi più di 14 milioni di anni fa a causa dell'impatto di un meteorite. Sorprendentemente, il cratere è perfettamente conservato e può essere visto dallo spazio - ed è chiaramente visibile che un po' a lato del suo centro, nella depressione dell'impatto, c'è... una città. Questa è Nördlingen, una cittadina storica circondata da una cinta muraria a forma di cerchio perfetto - ciò è dovuto proprio alla forma del cratere da impatto. Nördlingen è interessante da studiare con le fotografie satellitari. A proposito, Kaluga, anch'essa situata in un cratere da impatto formatosi 380 milioni di anni fa, può competere con Nördlingen in termini di abitabilità. Il suo centro si trova sotto il ponte sul fiume Oka nel centro della città.

Un'altra conferma dell'origine del meteorite potrebbe essere la presenza di frammenti di meteorite (impattatori) nel cratere. Questa funzione funziona per piccoli crateri (centinaia di metri - chilometri di diametro) formati dall'impatto di meteoriti di ferro-nichel (piccoli meteoriti pietrosi di solito si sbriciolano quando attraversano l'atmosfera). Gli impattatori che formano crateri grandi (decine di chilometri o più), di regola, evaporano completamente al momento dell'impatto, quindi trovare i loro frammenti è problematico. Ma restano comunque delle tracce: ad esempio, l'analisi chimica può rilevare un aumento del contenuto di metalli del gruppo del platino nelle rocce sul fondo del cratere. Le rocce stesse cambiano anche sotto l'influenza delle alte temperature e del passaggio dell'onda d'urto dell'esplosione: i minerali si sciolgono, entrano in reazioni chimiche, riorganizzano il reticolo cristallino - in generale, si verifica un fenomeno chiamato metamorfismo d'urto. La presenza delle rocce risultanti - impattiti - serve anche come prova dell'origine dell'impatto del cratere. Le tipiche impattiti sono vetri di dialetto formati ad alte pressioni da quarzo e feldspato. Ci sono anche cose esotiche: ad esempio, nel cratere Popigai sono stati recentemente scoperti dei diamanti formatisi dalla grafite contenuta nelle rocce ad alta pressione creata da un'onda d'urto.

Il più evidente è il Barringer Crater (USA). d = 1,2 km, età - 50.000 anni. Il cratere Barringer vicino alla città di Winslow (Arizona) è apparentemente il cratere più spettacolare, poiché si è formato in un'area desertica e praticamente non è stato distorto da rilievi, vegetazione, acqua o processi geologici. Il diametro del cratere è piccolo (1,2 km) e la formazione stessa è relativamente giovane, ha solo 50mila anni, quindi la sua conservazione è eccellente. Il cratere prende il nome da Daniel Barringer, un geologo che per primo suggerì che si trattasse di un cratere da impatto nel 1902 e trascorse i successivi 27 anni della sua vita perforando e cercando il meteorite stesso. Non trovò nulla, andò in rovina e morì in povertà, ma la terra con il cratere rimase alla sua famiglia, che ancora oggi trae profitto da numerosi turisti.

Il più antico è il cratere Suavjärvi (Russia). d = 16 km, età - 2,4 miliardi di anni. Il cratere più antico del mondo, Suavyarvi, si trova in Carelia, non lontano da Medvezhyegorsk. Il diametro del cratere è di 16 km, ma la sua rilevazione anche sulle mappe satellitari è estremamente difficile a causa delle deformazioni geologiche. Non è uno scherzo: il meteorite che ha creato Suavjärvi ha colpito la Terra 2,4 miliardi di anni fa! Alcuni però non sono d’accordo con la versione di Suavjärvi. Si ritiene che le rocce da impatto trovate lì si siano formate a seguito di una serie di piccole collisioni molto più tardi. Inoltre, il cratere australiano Yarrabubba, che potrebbe essersi formato 2,65 miliardi di anni fa, afferma di essere “antichissimo”. O forse più tardi.

Il più bello è il cratere Kaali (Estonia). d = 110 m, età - 4000 anni. La bellezza è un concetto relativo, ma uno dei crateri più attraenti per turisti e romantici è il Kaali estone sull'isola di Saaremaa. Come la maggior parte dei crateri da impatto di medie e piccole dimensioni, Kaali è un lago e, data la sua relativa giovinezza (ha solo 4000 anni), ha mantenuto una forma rotonda perfettamente regolare. Il lago è circondato da un bastione di terra alto 16 metri, sempre di forma regolare; nelle vicinanze si trovano diversi crateri più piccoli, “travolti” dai frammenti satellitari del meteorite principale (la sua massa variava dalle 20 alle 80 tonnellate).

Progettazione del paesaggio

Quando un grande meteorite si scontra con la Terra, nelle rocce che circondano il luogo dell'esplosione rimangono inevitabilmente tracce di carichi d'urto: coni tremanti, tracce di fusione, crepe. Un'esplosione produce solitamente brecce (frammenti di roccia) - autigeniche (semplicemente frantumate) o allogeniche (frantumate, spostate e mescolate) - che costituiscono anche uno dei segni dell'origine dell'impatto. È vero, il segno non è molto preciso, poiché le brecce possono avere origini diverse. Ad esempio, le brecce della struttura di Kara sono state a lungo considerate depositi di ghiacciai, anche se in seguito questa idea dovette essere abbandonata: per quelle glaciali avevano angoli troppo acuti.

Un altro segno esterno di un cratere meteoritico sono gli strati di rocce sottostanti spremuti dall'esplosione (pozzo seminterrato) o le rocce frantumate espulse (pozzo di riempimento). Inoltre, in quest'ultimo caso, l'ordine di comparsa delle rocce non corrisponde a quello “naturale”. Quando grandi meteoriti cadono al centro del cratere, a causa di processi idrodinamici, si forma uno scivolo o addirittura un sollevamento anulare - più o meno come sull'acqua se qualcuno lancia lì un sasso.

La sabbia del tempo

Non tutti i crateri meteoritici si trovano sulla superficie terrestre. L'erosione compie il suo lavoro distruttivo e i crateri sono ricoperti di sabbia e terra. "A volte vengono trovati durante la perforazione, come è successo con il cratere sepolto di Kaluga, una struttura lunga 15 km e risalente a circa 380 milioni di anni fa", dice Mikhail Nazarov. "E a volte anche dalla loro assenza si possono trarre conclusioni interessanti. Se non accade nulla alla superficie, il numero delle strutture d'impatto dovrebbe corrispondere approssimativamente alle stime della densità media dei crateri. E se vediamo deviazioni dal valore medio, ciò indica che l'area è stata soggetta ad alcuni processi geologici. Inoltre, questo vale non solo per la Terra, ma anche per altri corpi del Sistema Solare. Ad esempio, i mari lunari recano molte meno tracce di crateri rispetto ad altre aree della Luna. Ciò potrebbe indicare un ringiovanimento della superficie, ad esempio attraverso il vulcanismo”.

La superficie terrestre è sotto il bombardamento di meteoriti, quando quando colpiscono piccoli meteoriti compaiono crateri di tipo impatto e quando colpi più rari da grandi meteoriti e asteroidi (centinaia di metri di diametro - i primi chilometri), si formano crateri esplosivi con un diametro di chilometri, anche nelle prime centinaia di chilometri. Nel processo di successive trasformazioni della superficie terrestre, queste strutture ad anello cosmogenico perdono la forma del cratere. Nella maggior parte dei casi, nel recente passato, i geologi li hanno scambiati per strutture vulcano-tettoniche, ma ora per la maggior parte di essi sono stati accertati chiari segni di formazione a seguito dell'impatto e dell'esplosione di un corpo celeste. Per tali strutture è stato proposto il termine "astroblemi" (tradotto dal greco come "ferite stellari"), che si è saldamente affermato nella letteratura scientifica.

Ora ci sono circa duecento astroblemi sulla Terra, circa 1/10 di essi sono stati identificati in Russia. La maggior parte di essi sono stati scoperti in aree con un alto livello di conoscenza geologica, per cui sono possibili molte più nuove scoperte su vaste aree della Russia. Gli astroblemi prendono il nome dalla zona in cui si trovano.

L'interesse per loro è aumentato soprattutto dopo aver stabilito la natura meteoritica dei crateri lunari e di formazioni simili su altri pianeti e sui loro satelliti. Si presume che nello sviluppo della Terra nella fase iniziale ci sia stata una “fase lunare”, quando l'intera superficie era bersaglio di un intenso bombardamento di meteoriti e aveva l'aspetto della moderna Luna con i suoi crateri. Alcuni ricercatori considerano le grandi formazioni rotondeggianti sulla Terra (migliaia di chilometri di diametro) come reliquie di questo stadio, chiamandole nuclei.

Secondo la loro dimensione, gli astroblemi sono divisi in tre gruppi.

Il più grande in Russia è l'astroblema Popigai nel nord del massiccio dell'Anabar: il suo diametro è di 100 km. L'astroblema Kara negli Urali polari e l'astroblema Puchezh-Katunka nel Medio Volga sono solo leggermente inferiori ad esso. Le dimensioni dei restanti astroblemi sono chilometri: le prime decine di chilometri.

L'età degli astroblemi è distribuita in un ampio intervallo dal Precambriano (astroblema Yanisjärvi - 725 milioni di anni) al Pliocene (astroblema Elgygytgyn - 3,5 milioni di anni).
Esistono astroblemi superficiali esposti direttamente sulla superficie terrestre, sia dal momento della formazione, sia quelli esposti a causa di processi di erosione. Questi includono la maggior parte degli astroblemi identificati in Russia.

Un altro gruppo è costituito da astroblemi profondi, ricoperti dopo la loro formazione da depositi sedimentari più giovani. Ad esempio, l'astroblema di Kaluga sorse nel Devoniano e fu ricoperto da depositi Carboniferi.
L'identificazione degli astroblemi localizzati in profondità è possibile solo sulla base di metodi geofisici seguiti dalla perforazione di pozzi. Nel cratere dei giovani astroblemi, è spesso conservato un lago di forma rotonda (Lago Elgygytgyn, o Yamozero nel presunto astroblema su Timan).

Quando un asteroide esplode, si forma un cratere, spesso con una collina centrale sul fondo, con un pozzo ed emissioni dal cratere, a volte con campi di dispersione di piccoli pezzi di materiale fuso - tectiti. A causa dell'esplosione si formano rocce speciali chiamate impattiti; si tratta di brecce di vario tipo, tagamiti sorti dalla fusione, somiglianti a lave, e suviti con materiale clastico, simili nell'aspetto ai tufi.

Appaiono anche strutture speciali, chiamate “coni d’urto”. A causa delle alte pressioni durante l'esplosione, compaiono modificazioni ad alta pressione della silice: coesite e stishovite, speciali strutture planari nei minerali.

I crateri da impatto di meteoriti di piccole dimensioni hanno la forma di fori con un diametro di decine di metri e una profondità di diversi metri. Un piccolo numero di tali crateri è stato identificato sul territorio della Russia, anche a seguito della caduta di meteoriti osservata dall'uomo. Nel tempo, tali crateri perdono la loro forma sotto l'influenza di processi geologici esogeni, il che rende impossibile la loro identificazione.

A causa delle loro piccole dimensioni e vaghezza, i crateri da impatto non differiscono nella struttura delle formazioni geologiche. Sul territorio della Russia, il gruppo più famoso di crateri Sikhote-Alin è quello sorto a seguito di una sorta di "pioggia di meteoriti". Durante il loro studio sono stati raccolti un gran numero di frammenti di meteoriti.

Particolare attenzione è rivolta alle tracce del disastro di Tunguska: l'esplosione di un corpo celeste, molto probabilmente, nel nucleo di una cometa, che ha portato alla caduta radiale degli alberi. Questo luogo straordinario è stato oggetto di ricerca da parte di numerose spedizioni. Furono avanzate varie ipotesi, a volte fantastiche, e furono scritti molti articoli scientifici e saggi di divulgazione scientifica. L’unico evento simile si verificò, quasi due decenni dopo, in quello che può essere chiamato, continuando la tradizione, il disastro amazzonico.

Lo studio degli astroblemi e delle tracce delle catastrofi di Tunguska e dell'Amazzonia suggerisce un pericolo di comete-asteroidi associato a possibili impatti di grandi corpi celesti in aree popolate. È difficile persino immaginare le conseguenze di una grandiosa esplosione, quando le rocce in un raggio di decine di chilometri si scioglieranno e le emissioni del cratere ingombrano l'ambiente circostante. Pertanto, si propone di stabilire in anticipo il monitoraggio internazionale del movimento di asteroidi e comete e di preparare sistemi di difesa antimissile nucleare.

Si presume che le catastrofi cosmiche nel passato geologico abbiano portato anche a un cambiamento nel mondo animale e. È stato stabilito che 65 milioni di anni fa, durante la formazione dell'astroblema di Chicxulub, nella penisola dello Yucatan nel 3, localmente con microtektiti.

Quasi contemporaneamente al cratere Chicxulub si formarono l'astroblema Silverpit nel Mare del Nord, gli astroblemi Kamenskaya e Gusevskaya in Russia, nel corso inferiore del Don, e un po' più tardi l'astroblema Kara negli Urali polari. Probabilmente, nelle acque potrebbero trovarsi ancora più asteroidi. In questo caso possiamo parlare di “pioggia di asteroidi”.

Di conseguenza, i dinosauri e altri gruppi di organismi viventi del Mesozoico scomparvero, lasciando il posto alla vita cenozoica, con il dominio e l'aspetto dell'uomo.
Oltre al significato scientifico, lo studio degli astroblemi è di interesse pratico. L'astroblema di Popigai contiene un giacimento unico di diamanti industriali, sotto forma di minuscoli cristalli di forma speciale, chiamati lonsdaleiti. Nel deposito sono stati effettuati lavori di esplorazione geologica, ma i problemi relativi all'estrazione dei diamanti e alla tecnologia del loro utilizzo come materiale macinante non sono stati ancora completamente risolti.

Le tectiti-moldaviti, arrivate nel territorio dal cratere Ris, vengono utilizzate per realizzare gioielli. Piccole pieghe anticlinali sopra il rigonfiamento fossile dell'astroblema di Kaluga sono state studiate con l'obiettivo di creare strutture di stoccaggio sotterraneo del gas. Nell'astroblema siliano, invece, sono state effettuate perforazioni per trovare un giacimento di gas.
In generale, gli astroblemi e i crateri meteoritici, in quanto oggetti naturali unici, meritano la formazione di riserve naturali, parchi nazionali o monumenti naturali, come è già stato fatto nell’area del disastro di Tunguska.

Negli anni '50 del secolo scorso, l'attenzione di alcuni geologi fu attratta dalle strutture sorte durante gli impatti dei meteoriti: crateri meteoritici. Nelle vicinanze dell'importante Cratere dell'Arizona fu scoperta la coesite (un tipo di quarzo formatosi ad alta pressione) e si accumularono informazioni sulla formazione di crepe e fenomeni metamorfici in rocce che si pensava fossero formatesi solo dall'impatto di meteoriti. Successivamente, non solo i crateri meteoritici chiaramente evidenziati nel rilievo, ma anche le strutture che si pensava fossero sorte durante gli impatti dei meteoriti nei tempi antichi, iniziarono ad essere scoperte una dopo l'altra. R. Dietz (1960) definì tali antiche cicatrici derivanti dall'impatto di meteoriti “ astroblemi"(astroblemi) – ferite stellari (dalle parole greche che significano “stella” e “ferita”). E ora è consuetudine chiamare astroblemi tali forme strutturali che hanno perso le caratteristiche morfologiche dei crateri

La distribuzione dei crateri da impatto moderni o fossili trovati sulla Terra è molto disomogenea. Ciò è dovuto al fatto che la conservazione dei crateri dipende in gran parte dall'intensità dei successivi movimenti della crosta terrestre. Nei crateri meteoritici giovani, ancora chiaramente visibili nel rilievo, sono state conservate molte più prove dell'origine dell'impatto rispetto a quelli antichi.

Attualmente, crateri meteoritici e astroblemi sono conosciuti in tutti i continenti. In totale ce ne sono più di 150 (al 1990). Sono più di 40 le strutture situate in Canada e circa 20 nel territorio dell'ex Unione Sovietica. Le dimensioni dei crateri meteoritici variano da 15 ma 100 km o più. Si conoscono circa 20 grandi strutture con un diametro superiore a 20 km (7 di esse si trovano sul territorio dell'ex Unione Sovietica, compresi i più grandi crateri conosciuti: Labynkarsky, Puchezh-Katunsky e Popigaisky (Fig. 7.3), con diametri da 60-70 km).

L'età dei crateri meteoritici va dal tardo Proterozoico al Cenozoico. Ad esempio, il cratere Arizona (Fig. 7.4) si è formato nel Pliocene circa 9 milioni di anni fa, l'astroblema Yanisvar ha circa 700 milioni di anni e l'astroblema Sudbury (?) in Canada ha circa 1700 milioni di anni. ( Nei crateri meteoritici lunari sono presenti segni di effusioni di lava e R. Dietz ha cercato di dimostrare che il cosiddetto “Sudbury Lopolith” in Canada è un antico cratere da impatto, e le rocce intrusive che lo compongono sono, infatti, prodotti di post-impatto magmatismo e vulcanismo provocati dalla caduta di un enorme meteorite.)

Non meno misteriosa è un'altra struttura ad anello: il Fredefort Dome in Sud Africa, con un'età delle rocce di circa 3,54 miliardi di anni.

Struttura e composizione delle rocce nei crateri meteoritici e negli astroblemi

Tipicamente, i crateri meteoritici formano una struttura arrotondata circondata da una cresta rialzata e talvolta da una “sinclinale” esterna ribaltata dal centro. I crateri sono pieni di breccia da impatto sovrastante rocce fratturate e fratturate. Nel mezzo dei crateri c'è spesso un sollevamento centrale composto da brecce caotiche, costituite da rocce trasportate verso l'alto dal fondo del cratere. A causa di successive distruzioni, frane ed erosioni, alcuni elementi strutturali dei crateri potrebbero essere poco definiti o del tutto assenti.

Quando un meteorite colpisce la Terra, nel punto di impatto (nel cratere del meteorite) si creano enormi pressioni (fino a 100 MPa) e temperature (fino a 2000°C) che possono portare alla formazione di:

● rocce di composizione particolare (brecce autoctone e alloctone, impattiti) e strutture.

● fasi ad alta pressione di silice (coesite, stishovite), minerali ad alta pressione del gruppo pirosseno (giadeite) e del gruppo spinello (ringwoodite), lechatelierite (vetro di quarzo), meskelinite (bytownite fusa in vetro), diamante e altri minerali ;

Inoltre, le rocce che compongono il cratere del meteorite contengono vetro, ferro-nichel e sfere di ferro appena formati, e potrebbe anche esserci un aumento del contenuto di platino, nichel, iridio e altri elementi.

Breccia autoctona (autigena).– breccia da impatto situata nella base schiacciata ma non espulsa del cratere. Caratterizzato dallo sviluppo di intense fratturazioni ed altre manifestazioni di impatto, è raramente esposto e quasi sempre coperto da un mantello di altre formazioni di origine da impatto.

Breccia alloctona (allogene).è costituito da detriti ricaduta nel cratere, formando cumuli di vario genere di frammenti e blocchi, cementati da materiale clastico sciolto, a cui si mescolano quantità variabili di vetro. È distribuito molto ampiamente in tutti i crateri e spesso al di là di essi. Lo spessore della breccia alloctona può essere di 100 m o più.

Impatti sono brecce da impatto, uno dei cui componenti principali è il vetro o prodotti della sua alterazione, formatisi durante la fusione di rocce che hanno subito urti, e frammenti di cementazione. Esistono due tipi principali di impattiti: sopravvissuti(vitreo clastico) e tagamiti(massiccio).

Suviti Sono un ammasso tufaceo di frammenti “sinterizzati” di vetro e rocce o sabbia sciolta. Si trovano nelle brecce alloctone, insieme ad altre rocce riempiono le parti interne dei crateri e si estendono oltre i loro confini sotto forma di lingue separate.

Tagamiti sono rappresentati da rocce maculate uniformi con consistenza porosa, talvolta simile a pomice, costituite da frammenti di vetro grigio scuro o colorato, che ha una struttura afanitica ed è saturo di frammenti di rocce e minerali. I tagamiti si trovano all'interno di doline, spesso formando affioramenti rocciosi con separazione colonnare. Costituiscono corpi irregolari lamellari e bracciaformi che giacciono sulla superficie di brecce autoctone alla base di crateri o sopra brecce e suviti alloctoni, nonché dicchi, bocche di brecce autoctone e pseudo-falde.

Nei crateri meteoritici sono presenti anche specifiche formazioni chiamate coni di distruzione. Sono frammenti o blocchi di rocce con una superficie scanalata sotto forma di coni affilati, orientati verso l'alto, di dimensioni variabili da 1 cm a 10 m Inoltre, sotto l'influenza di un'onda d'urto, si verificano cambiamenti nei minerali delle rocce : l'indice di rifrazione e la birifrangenza diminuiscono, si verifica un gemellaggio d'urto e una scissione da impatto.

Segni di strutture d'impatto

Per identificare un cratere meteoritico, è necessario identificare le seguenti caratteristiche chiave.

1. Struttura ad anello in superficie (tuttavia, successivi movimenti della crosta terrestre potrebbero portare alla deformazione di queste strutture).

2. Al centro del cratere è presente una struttura a forma di cupola e depositi brecciati.

3. Una struttura in cui gli strati circostanti il ​​cratere sono stati ribaltati.

4. Brecciazione nelle rocce circostanti.

5. La presenza di materiale meteoritico (frammenti di meteorite, moissanite, ferro-nichel e sfere di ferro, alto contenuto di platino, nichel, iridio e altri elementi). A meno che il cratere non sia di origine antica, è possibile che non sia possibile trovare materiale meteoritico.

6. Cambiamenti nelle rocce associati al metamorfismo da shock, ad es. sviluppo di coni di collasso, presenza di minerali ad alta densità, sviluppo di strutture planari nei minerali, vetrificazione del vetro. Queste caratteristiche possono scomparire a seguito del successivo metamorfismo.

7. Anomalie delle proprietà geofisiche all'interno dell'area di studio: gravità, proprietà magnetiche, velocità delle onde sismiche, ecc.

Il primo e il secondo segno vengono rivelati decifrando fotografie aeree e satellitari, analizzando mappe topografiche e morfologie, il settimo - analizzando mappe geofisiche. Questi tre segni vengono identificati nella fase preparatoria e tutto il resto durante il lavoro sul campo sulle strutture identificate.

I segni più affidabili sono il quarto, il quinto e il sesto. Sulla base dell'affidabilità dei dati Dence M.R. disponibili, i crateri da impatto dovrebbero essere suddivisi in tre categorie:

1) crateri da impatto identificati con precisione in cui è stato scoperto materiale meteoritico;

2) probabili crateri da impatto in cui si possono osservare strutture sorte durante il metamorfismo dell'urto;

3) presunti crateri da impatto, identificati dalla forma anulare della struttura, ecc.

Secondo i dati del 1990 sono state identificate 63 strutture del primo gruppo, 42 del secondo, 39 del terzo.