Звездные раны на лике Земли (часть2)

Звездные раны на лике Земли (часть1). Попигайский кратер находится на северном склоне выхода на земную поверхность участка древнего основания Сибирской платформы — Анабарского массива архейских кристаллических пород. Видимое дно кратера лежит на 200—250 м ниже окружающей местности. Вокруг кратера в виде кольцевых горных гряд сохранились остатки вала. Внутри котловины располагается кольцевое поднятие, сложенное подстилающими породами. Поднятие отделяет от внутренней части кратера примыкающую к валу периферическую его часть. Борта структуры расчленены радиальными желобами, приуроченными к разломам, которые рассекают скальное основание кратера на блоки.

На дне кратера породы раздроблены, перемешаны и образуют слой несортированных брекчий, в котором гигантские (поперечником в сотни метров) и крупные (десятки метров) глыбы, их небольшие обломки и измельченный до глины материал сочетаются в хаотическом беспорядке; среди этой массы встречаются отторженцы пород оснований размером до нескольких сотен метров. Скопление таких образований создает внутри кратера ослабленные гравитационное и магнитное поля. Мощность разрушенных пород, лежащих на плотном скальном основании, достигает 1,5— 2 км. Такими же брекчиями сложены и сохранившиеся участки вала. В бортовых частях кратера коренные породы деформированы, в них образованы мелкие складки, взбросы, надвиги с бороздами, штрихами и зеркалами скольжения, похожими на борозды и зеркала тектонических брекчий и грубообломочных ледниковых формаций. В ряде случаев наблюдаются разрывы с перемещением противолежащих блоков на несколько десятков метров.

Во многих местах внутрикратерные брекчии и подстилающие их коренные породы подвергнуты плавлению. При этом образовались шлакоподобные и стекловатые массы импактитов, размеры которых достигают сотен метров и нескольких километров в поперечнике. На периферии таких масс и внутри их в стекло впаян обломочный материал дробленых пород. В трещинах скального основания встречаются стекловидные жилы, состоящие из застывших расплавов. Любопытными образованиями являются рассеянные среди брекчий оплавленные куски стекла и шлака в форме вулканических бомб. Общее количество расплавленных пород в кратере оценивается примерно в 2 тыс. км3.

Минералы, слагающие дробленые и деформированные породы (кварц, полевые шпаты, пироксены), обладают специфическими особенностями, отсутствующими у минералов ненарушенных пород и связанными с воздействием ударной волны. В них развиты системы планарных трещин, пронизывающих агрегаты зерен, или сочетания извилистых трещин, которые охватывают отдельные зоны кристаллов; местами минеральные агрегаты превращены в диаплектовые стекла. Наблюдаются также пузырчатые текстуры, образовавшиеся при вскипании и испарении минеральных масс. В импактитах были обнаружены мельчайшие кристаллы лонсдейлита — алмаза гексагональной полиморфной модификации, находившегося в сростках с графитом. Считается, что лонсдейлит образовался за счет графита, входящего в состав коренных пород скального основания, которые подверглись ударно-взрывному метаморфизму. Кроме того, в импактитах содержится никель, принадлежащий распыленному метеоритному веществу.

Диаметр метеорита, сформировавшего кратер таких грандиозных размеров, мог достигать 8 км. По содержанию в импактитовых стеклах радиогенного аргона время падения метеорита 39 млн. лет назад. Количество энергии, выделившейся при кратерообразующем взрыве, оценили в 1030 эрг.

Попигайский кратер — первая в нашей стране космическая структура, для выяснения условий происхождения которой были проведены специальные, целенаправленные и разносторонние геологические исследования. С его изучения началось бурное развитие отечественной науки о геологических преобразованиях, которые производит на поверхности Земли падение небесных тел, науки, испытывающей за последние годы нарастающий подъем. Возглавляемые В. Л. Масайтисом ленинградские исследователи Попнгайского кратера являются пионерами этой науки. Вслед за ними в ее ряды влились ученые Москвы, Украины, Казахстана и других городов и республик.

Работами украинских исследователей изучена группа из нескольких «звездных ран» на выходах Украинского кристаллического щита. Наиболее интересная среди них Болтышская астроблема в Кировоградской области. Изометричная впадина диаметром 25 км в гранитах и гнейсах докембрия погребена под толщей (мощностью 400 м) меловых и палеогеновых мергелей, глин и горючих сланцев.

Болтышская астроблема

Это понижение фундамента было выявлено геофизической разведкой еще в 1930 году. Долгое время считалось, что здесь располагается грабен, принадлежащий системе Днепрово-Донецкого авлакогена. В основании осадочной толщи нашли породы вулканогенного облика, что дало основание предполагать возможную связь впадины с кальдерой раннемелового вулкана. Но в начале 1970-х годов бурение показало, что сланцевая толща подстилается брекчией кристаллических пород. В этой брекчии содержались конусовидные текстуры ударного разрушения, различные виды катаклазированных пород, вплоть до горной муки, высокотемпературные стекла импактного плавления и диаплектовые образования, которые формировались (без плавления) под воздействием колоссальных взрывных напряжений. Составляющие породы минеральные агрегаты разбиты сетью пересекающихся трещин, развивающихся в результате удара (пленарные элементы), среди минералов обнаружились специфические модификации кварца, обязанные своим происхождением ударному метаморфизму. В импактных стеклах была найдена примесь никеля, заимствованного из метеоритного тела.

Исходя из размеров взрывной воронки, диаметр кратерообразующего метеорита определили в 500 м, а массу в 30 млн. т. Возраст астроблемы, установленный радиоизотопными методами, 100 млн. лет. Неподалеку от Болтышской астроблемы находятся еще два ископаемых кратера меньшего размера — Ротмистровский и Зеленогайский; вместе с Болтышским они располагаются на одной линии и имеют такой же возраст. Некоторые исследователи допускают, что все эти структуры образованы фрагментами одного метеорита, расколовшегося во время падения под действием гравитационных сил. Кроме того, на Украинском щите известны еще три достоверных метеоритных кратера. Ожидается, что здесь может быть найдено не менее 25—30 космогенных структур.

Несколько погребенных структур космического происхождения обнаружено на территории Русской платформы. Любопытно, что одна из них — Калужская астроблема, древняя «звездная рана» на лике Земли,— вмещает в своих контурах г. Калуга — колыбель советской космонавтики — науки, открывшей человечеству дорогу к звездам.

Калужская астроблема диаметром 13—15 км была образована в породах фундамента Московской синеклизы 380 млн. лет назад. Она погребена под 800-метровой толщей отложений верхнего девона и карбона. Круглая впадина кратера окружена кольцевым валом и обрамлена концентрическими разломами. Вал состоит не только из материала осадочных парод, но содержит также крупные глыбы пород кристаллического основания, перемещенные из воронки по пологим плоскостям надвигов. Дно воронки устлано мощными брекчиями, в которых развиты импактиты и дяаплектовые стекла. Особенностью толщ брекчий являются многочисленные текстуры взмучивания и перемыва осадков, свидетельствующие о том, что метеорит упал в мелководный морской бассейн и формирование отложений кратерной брекчии происходило в неспокойной водной среде.

Наиболее древней из известных «звездных ран» на территории нашей страны является астроблема Янисъярви, расположенная в Карелии, в 25 км севернее Ладожского озера. Ее центральная часть заполнена озером 14 км в поперечнике, к которому приурочен гравитационный минимум. На берегах и островах озера обнажаются катаклазированные и брекчированные породы со следами высокотемпературного нагрева, черные массивные стекла плавления, минералы с сетью густых пересекающихся трещин. Возраст астроблемы не менее 730 млн. лет.

В ноябре 1970 года на заседании ученого совета ВСЕГЕИ профессор П. С. Воронов привлек внимание исследователей астроблем к обследованной им в 1947 году округлой депресекий близ побережья Карской губы на Югорском полуострове *. Находимые здесь в изобилии брекчии еще в 1904 году были описаны как древние ледниковые отложения — тиллиты. Позже среди брекчий были найдены похожие на лавы стекловатые породы, отчего депрессия стала считаться кратером древнего вулкана. После выступления П. С. Воронова на упомянутом выше ученом совете В. Л. Масайтис обнаружил в коллекционных образцах следы ударного метаморфизма; были поставлены специальные исследования, в результате которых была открыта погребенная метеоритная воронка с импактитовыми образованиями — Карская астроблема: ее диаметр 60 км, глубина 0,8 км, возраст 6,5 млн. лет. Неподалеку от нее расположена меньшая (25 км в поперечнике) Усть-Карская астроблема, возможно образованная в то- же время в результате падения сопутствующего метеорита.

Сравнительно недавно обратила на себя внимание обнаруженная на Чукотке молодая (3,5 млн. лет) метеоритная структура Эльгыгытгын. Кратер, имеющий форму правильного круга диаметром 18 км, занят озером, вокруг которого возвышается обрамляющий вал. Цокольные породы эффузивных формаций Охотско-Чукотского вулканогенного пояса содержат яркие проявления ударно-взрывного метаморфизма: импактные и диаплектовые стекла, вспененные от мгновенного вскипания кварцы и полевые шпаты, другие минеральные агрегаты, преобразованные формирующими кратер процессами. На склонах вала найдены лепешковидные, каплеобразные и скрученные в форме жгутов стеклянные бомбы, выброшенные взрывом из кратера.

Среди космических структур за рубежами СССР одной из наиболее изученных является астроблема Нордлингер Рис, расположенная в ФРГ в 110 км северо-западнее г. Мюнхен. До середины нашего века она считалась вулканическим образованием, хотя еще в 1904 году было высказано предположение о ее метеоритной природе.

Котловина Рис, имеющая в поперечнике 24 км, внутри осложнена двумя кольцевыми поднятиями, которые возникли в результате упругих колебаний основания после метеоритного удара. Почти на 1000 м в глубину прослеживаются дробленые породы, создающие пониженную аномалию силы тяжести. Кратер выполнен брекчиями и импактитами, в которых стекло часто смешано с мелкими нерасплавленными продуктами дробления (песком, щебнем); такие породы -получили название зювиты (от древнего наименования окружающей местности Швабия — Suevia). Иногда среди зювитов встречаются оплавленные бомбы со следами аэродинамической обработки от трения о воздух после выброса из центра кратера; они напоминают вулканические бомбы, выбрасываемые из кратеров вулканов во время извержений. В цокольной брекчии найдены металлические прожилки и включения, состоящие из железа с примесью хрома и никеля, магнитные железоникелевые шарики и зерна минерала камасита (кубическая форма никелистого железа), принадлежащие веществу распыленного метеорита. Встречены также мелкие зерна алмазов, сходных по кристаллической структуре с алмазами Аризонского метеорита; алмазы образовались при взрыве из графита горных пород, слагающих дно кратера. Дробленые породы в кратере перекрыты 300-метровой толщей озерных позднемиоценовых осадков.

В 40 км к западу от котловины Рис находится небольшая (3,5 км) астроблема Штейнхейм, возникшая, по-видимому, в то же время, что и котловина Рис. Возраст обеих структур около 15 млн. лет.

Большой интерес представляет астроблема Сьерра-де-Кангала в центре Бразилии, сфотографированная из космоса советско-американской экспедицией «Союз — Аполлон» в 1975 году. Кратер диаметром 12 км, окруженный насыпным валом, заключает кольцевое поднятие поперечником 3 км; оно сложено коренными породами, подстилающими астроблему. В брекчиях на дне кратера найдены конусы сотрясения и оплавленные стекловидные шарики. Возраст структуры 250 млн. лет. Астроблема имеет хорошую сохранность, не характерную для структур столь значительного возраста. Проведенные на местности геологические исследования установили, что кратер после возникновения был погребен под толщей осадочных пород, а затем вновь вскрыт эрозией и выведен на поверхность в результате восходящих движений земной коры.

Древнейшая структура метеоритного происхождения за пределами нашей страны — астроблема Вредефорт в Южной Африке. Ее диаметр 140 км, а возраст около 2 млрд. лет. Падение огромного кратерообразующего тела вызвало нарушение равновесия подкоровых масс, вследствие чего произошел подъем к поверхности глубинных магматических пород основного состава, создающих в центре кратера повышенную аномалию силы тяжести. В различных районах мира известны проблематические структуры круглой формы; предполагается, что некоторые из них имеют космическое происхождение, однако окончательные доказательства этого отсутствуют. К их числу относится, например, впадина Аральского моря. По находкам в ее контурах кристаллов метеоритного минерала когенита (карбида железа) ей приписывают космогенное образование; но присутствие этого минерала может быть связано с падением мелких метеоритов, не имеющих отношения к возникновению впадины.

На окраине Антарктиды, обращенной к Австралии, под ледяным покровом толщиной 3 км геофизическими исследованиями выявлена округлая депрессия скального основания глубиной около 1 км и поперечником около 250 км. По морфологическим признакам (наличие вала, центрального поднятия, возможно зоны трещиноватости фундамента) ее также относят к астроблемам, хотя непосредственных геологических доказательств этого нет.

К настоящему времени насчитывается несколько десятков подобных образований. Как мы видели, исследовательская практика уже выработала набор критериев, наличие которых позволяет однозначно решить, является подозреваемая структура космогенной или принадлежит другому генетическому типу. Нет сомнения, что по мере проведения надлежащих исследований природа большинства проблематичных структур будет расшифрована.

Назад к оглавлению.  Назад.  Дальше.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>