Станислав Зигуненко - Угроза из космоса. Метеориты в истории человечества

Ученые, к которым попали образцы «небесного железа», подтвердили первоначальную догадку: металл оказался метеоритного происхождения. Вскоре была обнаружена и достаточно обширная впадина, в окрестностях которой находили обломки метеорита. Она находилась неподалеку от ущелья с соответствующим названием – Каньон-Дьябло, или Каньон Дьявола.

В 1905 году кратером диаметром в 1200 м и глубиной в 180 м заинтересовался инженер и предприниматель Даниэль Барринджер. Он решил, что после удара гигантский метеорит зарылся в землю, да так там и лежит. Мысль о нескольких миллионах тонн чистого железа с включениями мелких алмазов и платины, выявленных при анализе осколков, не давала покоя инженеру-дельцу Наконец, он принял чисто американское решение: купил участок земли с кратером и организовал компанию по добыче из него полезных ископаемых.

Однако несмотря на многочисленные шурфы, скважины, даже шахты, никакого железа обнаружить не удалось. Вы, наверное, уже догадались почему. Аризонский астероид от удара о нашу твердую планету попросту испарился.

«Как показывают расчеты, – говорит сотрудник Института физики Земли Борис Иванов, – тело при ударе начинает испаряться, если его скорость достигает 5 километров в секунду. Наблюдения астрономов показывают, что скорости метеоритов в окрестностях Земли составляют от 10 до 70 километров в секунду. Мелкие метеориты, конечно, сгорают в атмосфере. Более крупные сгореть не успевают, но тормозятся о воздух, поэтому их находят на поверхности планеты. Только самые крупные небесные тела типа Аризонского астероида могут прорваться к поверхности, не потеряв своей космической скорости. И… испаряются, ударившись о нее».

Железа, таким образом, в метеоритном кратере не найдешь. Так, быть может, тогда и вообще не стоит искать метеоритные следы? Ведь произошедшие некогда катастрофы нам уже не страшны. Зачем же тогда ежегодно для поисков и обследования астроблем снаряжаются специальные экспедиции?

«Попробую ответить на этот вопрос на примере одной из экспедиций, в которой мне самому довелось принимать участие, – продолжал Иванов. – Янис Ярви – в переводе "Заячье озеро" расположено в Карелии, неподалеку от поселка Вяртсиля. По данным геологов, на месте этого озера примерно 700 миллионов лет назад упал гигантский метеорит, образовав кратер диаметром около 120 километров. Затем, 40 миллионов лет назад, ледник, двигавшийся из Скандинавии на юго-восток, прошел через кратер и, словно исполинский бульдозер, снял слой горных пород толщиной в полкилометра. Конечно, при этом был стерт и кратер. Теперь здесь только озеро с островами посредине.

Однако даже неискушенному взгляду очевидна разница между горными породами, слагающими берега озера, и его островами. На берегах – светло-серые сланцевые скалы, а на островах – темно-коричневая порода, будто обожженная в гигантской печи. Это тот же сланец, что и на берегу, только подвергшийся обработке мощной ударной волной, которая прокатилась по земной коре в момент соударения. Интересно, какое при этом развилось давление? Чтобы получить нужные сведения, я беру геологический молоток и откалываю кусок породы. Дома, в лаборатории института, мы воспроизведем в маленьком образце при помощи взрывчатки ударную волну заданной интенсивности и сравним полученные результаты…»

На сегодняшний день на Земле открыто порядка 150 ударных кратеров, причем каждый год к ним прибавляется несколько новых. Возраст ударных кратеров на Земле различен – от нескольких тысяч до почти двух миллиардов лет. Большинство ударных кратеров имеют возраст менее 200 млн лет, хотя, глядя на Луну, можно предположить, что на протяжении последних 3 млрд лет кратеры образуются примерно с одной и той же частотой.

Принято считать, что 70 % всех метеоритов падают в океан. Однако обнаружено их на морском дне пока что немного – все их, пожалуй, можно пересчитать по пальцам.

Поскольку крупные астероиды падают на Землю, к счастью, нечасто и ударяются они о земную поверхность со средней скоростью около 25 км/с (что вдвое больше, чем у современных ракет), то большое значение в изучении этого процесса имеет компьютерное моделирование.

Так вот оно показало, что тело массой более 1000 т проходит через атмосферу практически беспрепятственно. Если же масса тела меньше 100 т, то в атмосфере его скорость уменьшается примерно наполовину. Однако при столь высокой скорости даже небольшие метеориты еще имеют значительную кинетическую энергию, которая затем переходит в тепло и ударную волну деформаций. При этом давление, возникающее в момент удара метеорита о земную поверхность, может достигать 100 ГПа (в миллион раз больше атмосферного), а температура – нескольких тысяч градусов.

Эти характеристики зависят от скорости метеорита в момент удара, а также от состава метеорита и поверхности Земли в месте его падения. Самые маленькие, медленно летящие метеориты при ударе о земную поверхность просто разлетаются на куски. При ударе более крупных метеоритов могут развиться такие давление и температура, что небесное тело и часть пород на поверхности плавятся и даже испаряются. Поэтому, если крупный метеорит не разрушился на более мелкие обломки при прохождении через атмосферу, его фрагменты вблизи ударного кратера чаще всего отыскать не удается. Что мы и имеем на практике в случае того же кратера Барринджера.

Кстати, известны две формы ударных кратеров – простая и сложная. Так вот кратер Барринджера являет собой классический пример простой формы. Подобно другим простым кратерам, он выглядит как чаша с приподнятыми краями. Его поперечник – 1200 м, глубина 170 м.

Ниже его видимого дна находится линза брекчированных, т. е. разломанных и перемешанных пород. Брекчиевая линза содержит часть пород, преобразованных под воздействием высокого давления и высокой температуры, т. е. в результате ударного метаморфизма.

Дно линзы находится на 380 м ниже вершины вала кратера (вдвое глубже, чем видимое дно). Породы, окружающие линзу, также раздроблены и обнаруживают последствия ударного метаморфизма, но они сдвинуты незначительно и мало изменили ориентацию. Эти породы образуют истинные борта кратера.

Телом, создавшим кратер Барринджера, как уже говорилось, был железный метеорит, диаметр которого оценивается в 60 м, а масса в 1 000 000 т. Метеорит имел скорость около 15 км/с.

Передача огромного количества энергии породам мишени и приводит к образованию кратера. Большая часть энергии уходит на возбуждение полусферических ударных волн, которые распространяются через породы. Ударная волна сжимает и сдвигает их вниз, а также в стороны от места удара со скоростью порядка нескольких километров в секунду.