Аризонский кратер: удар с небес

Тысячи лет назад некое космическое тело упало на Землю, образовав зияющий кратер посреди безводной аризонской пустыни.
Примерно 30 000 - 50 000 лет назад, за много веков до появления человека, гигантская каменная глыба упала на Землю неподалеку от каньона Дьявола в Аризоне, между городами Флагстафф и Уинслоу, и на поверхности планеты образовалась чашеобразная воронка 1250 м диаметром и 174 м глубиной.

Аризонский кратер - самый легкодоступный из крупных метеоритных кратеров мира. Там проводятся научные исследования, хотя им могут любоваться и посетители, спускаясь на дно по крутой тропе, на что у них уходит почти час.

С плоской поверхности пустыни внешние склоны кратера высотой 45 м кажутся небольшой холмистой грядой, поэтому скрытая за ними зияющая впадина была обнаружена европейцами лишь в 1871 году.

 

 

Вначале полагали, что кратер вулканического происхождения.

Но в 1890 году среди обломков были обнаружены фрагменты железа, и хотя находке в тот момент особого значения не придали, некоторые ученые стали склоняться к мысли, что подобная внушительная отметина на лице Земли могла быть только результатом падения внеземного тела.

Изучив этот район в 1902 году, Дэниэль Бэрринджер, горный инженер из Филадельфии, настолько уверовал в существование железосодержащего метеорита, что купил в 1906 году этот участок и приступил к бурению. Поначалу он предполагал, что, поскольку кратер имеет почти правильную округлую форму, создавшее его тело должно быть погребено в центре. Позже он обнаружил, что, если выпустить пулю в мягкую почву даже под острым углом к поверхности, отверстие тоже получается круглым.

Это наблюдение, а также то, что юго-восточная стена кратера более чем на 30 м превышает высоту остальных его краев, натолкнуло его на мысль, что метеорит падал с севера под острым углом и, следовательно, должен находиться с юго-восточной стороны кратера. На этом-то участке и началось бурение. На глубине 305 м было обнаружено все возрастающее число железных и железоникелевых фрагментов. На глубине 420 м продвижение бура полностью прекратилось - очевидно, бур достиг поверхности твердого метеоритного вещества. В 1929 году из-за финансовых трудностей бурение было прекращено, но к тому времени уже было ясно, что кратер действительно образован падением метеорита.

Размеры этого космического тела стали предметом домыслов. В 30-х годах ученые оценивали его тяжесть в 14 миллионов т, а диаметр - в 122 м. По современным оценкам, его вес достигал 70 000 т, а диаметр - 25-30 м.

Но даже если предположить, что размеры этого космического пришельца не были столь уж велики, столкновение его с нашей планетой должно было носить характер катаклизма.

Чтобы образовать столь огромный кратер, метеорит летел сквозь атмосферу со скоростью 69 000 км/ч или около того. Сила его удара о Землю равнялась силе взрыва в 500 000 т. взрывчатого вещества (почти в 40 раз мощнее взрыва атомной бомбы, уничтожившей Хиросиму). В атмосферу было выброшено 100 миллионов т. раздробленных в пыль пород. Образовались наносы, составляющие теперь склоны кратера.

Капли расплавленного металла от метеорита разлетелись по площади 260 км2. Фрагменты были размером не больше гальки, хотя отдельные достигали 630 кг. Выброшенные из кратера породы представляли собой смесь песчаника и известняка - остатки богатых окаменелостями пород дна доисторического озера, некогда существовавшего в этом регионе. Толстый слой тех же пород в форме линзы, именуемый брекчией, теперь покрывает дно кратера.

В 30-х годах на бурение сквозь брекчию до дна кратера были выделены средства. На глубине до 260 м показались следы никеля и железа, ниже этого уровня породы остались нетронутыми. Можно предположить, что остатки метеорита залегают под южной кромкой кратеpa, но составляют не более 10% основных пород. Главная же масса метеорита была при столкновении распылена, превратившись в железоникелевые фрагменты.

В 1960 году в чаше кратера обнаружили следы двух редких форм кремнезема - коэзита и стишовита, которые получают также искусственным путем в условиях высоких давлений и температур. (Хотя стишовит может формироваться под высоким давлением в глубинах земной коры, но, выходя на поверхность, он вновь превращается в кварц.)

Присутствие этих минералов в естественной форме в районе кратера служит неоспоримым свидетельством мощного столкновения. Все сомнения о природе происхождения кратера были развеяны, и предположения Бэрринджера о метеоритной природе кратера, носящего теперь его имя, полностью подтвердились.


СТОЛКНОВЕНИЕ

Метеоритные кратеры образуются, когда метеорит сталкивается с поверхностью Земли на скорости 15 км/с. Капля воды падающая в водоем, производит такой же эффект, только в миниатюре: вода вытесняется вверх в месте их соприкосновения и вокруг образуются круги и брызги. В отличие от падения капли воды на поверхность водоема, который тут же восстанавливает свое спокойствие, расплавленная соприкосновением с метеоритом почва застывает, образуя новую форму поверхности.



1. Метеорит менее 200 м в поперечнике падает на Землю, вызывая ударную волну, которая сжимает и плавит почву.





2. Ударная волна распространяется вглубь и в стороны от эпицентра, выбрасывая наверх части породы.






3. Сила ударной волны расширяет отверстие кратера. Раздробленные породы образуют его склоны.






4. Окаймляющие кратер склоны обрушиваются, частично заполняя кратер острыми осколками и образуя линзу брекчии.