Тайна кратера дьявола: почему ученые так долго искали происхождение гигантской ямы в Аризоне?
Еще в 19 веке американский президент Томас Джефферсон прокомментировал наблюдение падающих метеоритов следующим образом: «Я скорее поверю, что два профессора из Йеля лгут, чем в то, что камни могут падать с неба. Однако вскоре сложилась гораздо более благоприятная ситуация для признания метеоритов космическими телами, сталкивающимися с поверхностью земли. В 1813 году французский астроном, физик и математик Пьер-Симон Лаплас написал, что гигантский космический объект при столкновении с нашей планетой вызовет катаклизм, который уничтожит целые виды. Какая дальновидная идея, опередившая свое время более чем на полтора столетия! В то время никто не мог предположить, что удар астероида Чиксулуб в конце мелового периода 66 миллионов лет назад направил развитие жизни в современный мир, и человек никогда не появился бы на голубой планете без него.
Фото: https://masterok.livejournal.com/
Если сейчас немного подскочить во времени, то можно сделать вывод, что метеориты постепенно сдавались на милость, а их поиск даже стал прибыльным бизнесом. Только между 1740 и 1990 годами им удалось обнаружить около 4 660 метеоритов общим весом почти в полмиллиона тонн, что означает в среднем 106 кг на одного. Земля обетованная представлена в этом направлении Антарктидой, где к 2000 году было найдено более 30 тысяч осколков метеоритов.
Тем не менее, даже в течение 19 столетия преобладало мнение, что падение метеорита было одним из незначительных событий, которое, по сути, не могло повлиять на долгосрочные события на земле. Геологи обычно отвергали такие идеи: никакие катастрофы в виде ударов гигантских тел из космоса просто не были нужны, и никто в то время даже не искал их следов.
Однако доказательства все еще предлагались, и их больше нельзя было игнорировать. В 1950-х годах ученые впервые начали изучать круглую яму диаметром 1,2 км, получившую тогда название Каньон-кратер Диабло, или «кратер в каньоне Диабло», расположенный в Аризоне. Кольцевая насыпь изверженной земли имеет высоту около 40 м, а глубина ямы превышает 170 м. Поскольку вулканические породы в изобилии встречаются в окрестностях Сан-Франциско, исследователи с самого начала предполагали, что упомянутое образование также имеет вулканическое происхождение. Гроув Карл Гилберт, один из основателей Геологической службы США, в 1891 году ошибочно назвал его результатом подземного вулканического взрыва. Именно он, как это ни парадоксально, одним из первых доказал ударное происхождение кратеров на Луне.
В 1903 году кратер Каньон Диабло был достигнут горным инженером, геологом и бизнесменом Даниэлем Моро Баррингером-младшим. И вскоре он определил, что это ударная структура, остаток удара железного метеорита. Кто из упомянутых джентльменов был прав, подсказывает сегодня название кратера: ученые назвали его Баррингеровским в честь «первооткрывателя».
Воздействие подтверждено
Барринджер, сам опытный автор книги по горному праву в Соединенных Штатах, был уверен во влиянии происхождения образования около 1906 года, но его мнение не было воспринято слишком серьезно. Кроме того, торговец попытался найти остатки метеорита под дном кратера, что ему так и не удалось, потому что тело в подавляющем большинстве испарилось во время ударного взрыва, а остальное было разбросано вокруг. Барринджер потратил 27 лет на поиски предполагаемого «сокровища» в виде запасов метеоритного железа, в течение которых он сделал 28 грузовых скважин и пробурил две шахты на дне пласта на глубину 55 м.
Окончательное подтверждение ударного происхождения аризонской структуры пришло только полвека спустя, когда геолог и планетолог Юджин Мерл Шумейкер обратил на нее свое внимание. Проворный ученый защитил докторскую диссертацию по механике метеоритного удара, а после 1960 года начал посвящать себя астрогеологии и изучению кратеров на Луне и на земле. В Аризоне он обнаружил явные признаки воздействия в виде стишовита и коэзита, а также ударно-трансформированных кварцитов-минералов, чья преломляющая сила, или кристаллическая структура, была изменена резким ударом и нагревом после удара. Он также сравнил внешний вид и конструкцию кратера с результатами подземных взрывов ядерных зарядов в пустыне Невада (например, искусственный кратер диаметром 390 м), а также обнаружил некоторые идентичные особенности, например, перевернутые слоистые последовательности горных пород в краевых валах. Начиная с его исследований в 60-х годах, в последние годы практически никто не сомневается в ударном происхождении кратера Барринджера или многих других подобных сооружений.
Таким образом, вулканизм может быть исключен как источник возникновения кратера. Аризонская формация – и некоторые другие, уже известные в то время – имели явно впечатляющие «корни». Благодаря Шумейкеру и его коллегам наука о столкновениях астероидов и ядер комет стала настоящей наукой, а столкновения больших и гигантских космических тел, то есть не только маленьких метеоритов, стали окончательно доказанным и неоспоримым фактом.
Однако интересная история кратера Барринджера была написана и в последующие десятилетия. С 1960 года американские астронавты тренировались в нем для будущих лунных миссий, а восемь лет спустя этот район был объявлен охраняемым природным творением. Медаль Барринджера также регулярно присуждается успешным исследователям с 1982 года. В непосредственной близости от образования сегодня находится образовательный центр и музей, и там организуются экскурсии для посетителей со всего мира.
В то же время космический век и изучение поверхности Луны, скалистых планет и их спутников с помощью зондов также внесли значительный вклад в распознавание крупных ударов. Исследования показали, что образование кратеров на объектах с твердой поверхностью является скорее правилом, чем исключением в Солнечной системе, и на земле в прошлом не могло быть иначе. Сегодня мы также знаем погребенные кратеры под поверхностью Земли возрастом более трех миллиардов лет, предполагаемые первоначальные размеры которых превышают 400 км.
И как на самом деле произошла катастрофа, о которой до сих пор вспоминает аризонский кратер? Благодаря детальным исследованиям мы знаем, что около 49 тысяч лет назад в этот регион упал 50-метровый железоникелевый метеорит, а затем оставил на местности «след» шириной примерно 1,2 км и глубиной 200 м, видимый даже с орбиты.
Местные последствия удара были ошеломляющими: тело столкнулось с землей со скоростью около 13-18 км/сек, и поэтому двигалось гораздо быстрее, чем пуля. Однако по сравнению с небольшим зарядом, выпущенным из пушки, его объем составлял около 62 300 м3, а учитывая среднюю плотность металлического материала около 8 000 кг/м3, его масса составляет около 500 000 тонн, что соответствует пяти авианосцам класса «Нимиц». Результирующая энергия удара тогда имела значение около 1,2 × 1017 Дж, то есть эквивалент 1930 атомных бомб Хиросимы или 29 мегатонн тротила.
Горячий супер торнадо
В дополнение к испарению большей части ударного элемента, вся жизнь на поверхности на расстоянии многих километров также погибла, в то время как животные получили серьезные травмы примерно в 20 км от места удара. Ударная волна образовала «горячий супер-торнадо», который двигался, по меньшей мере, на 5 км во всех направлениях с фантастической начальной скоростью. За ним последовали миллионы тонн выброса, которые поднялись высоко в атмосферу. Растительность на площади около 1 500 км2 исчезла, деревья оказались выкорчеванными в радиусе около 20 км. Восстановление разрушенного участка, например, возвращение сплошной растительности, продолжалось тогда целое столетие.
Если бы нечто подобное произошло сегодня, да еще в густонаселенном районе, это, несомненно, было бы величайшим стихийным бедствием, которое когда-либо переживало человечество. Число жертв может достигать миллионов. Однако в момент удара североамериканский континент, вероятно, еще не был заселен, и поэтому потенциальными жертвами были в основном мамонты и крупные ленивцы. Между тем, воздействие подобной силы происходит в среднем один раз в тысячелетие, что не является незначительной частотой. Небо действительно стоит того, чтобы на него посмотреть…
Обсудим?
Смотрите также:
