Взрывы, вызванные столкновением с космическим телом, ученые называют импактными событиями (на английском «impact» — «столкновение»). Часто и кратеры космического происхождения называют импактными, то есть образованными в результате удара.
Несколько крупных кратеров импактного происхождения, начиная с 1950-х гг., обнаружили на территории Канады. Одним из первых — относительно большой и хорошо сохранившийся кратер Нью-Квебек. Он представляет собой круглое озеро глубиной 250 м и поперечником около 3,5 км. Кольцевой вал кратера возвышается на 160 м над уровнем окружающих его сельскохозяйственных угодий. Раздробленные и выброшенные взрывом гнейсы находят на расстоянии до 2 км от краёв кратера. Несомненно, значительная их часть унесена водными потоками. Учёные полагают, что этот относительно молодой кратер образовался около полутора миллионов лет назад.
* * *
Астроблемы
Большой вклад в поиски метеоритных кратеров на территории Северной Америки внес геолог Р. Дитц. Он же в 1960 г. предложил для обозначения древних метеоритных кратеров, изменённых позднейшими геологическими воздействиями, термин «астроблемы». Это слово с греческого на русский можно перевести как «звёздные раны». Действительно, в далёком геологическом прошлом астероид взрывным ударом глубоко поранил тело Земли. В дальнейшем наша планета, подобно раненым деревьям или животным, постепенно «залечивала» раны, и повреждённое место сглаживалось. Термин «астроблемы» закрепился в научной литературе.
Обычно кратеры размером до сотен метров имеют возраст менее миллиона лет. И это вполне объяснимо — они, как и другие мелкие неровности земной поверхности, скорее разрушаются под действием ветра, воды и иных факторов. Напротив, возраст наиболее крупных астроблем поперечником в десятки и более километров измеряется десятками и сотнями миллионов лет. Поэтому астроблемы, родившиеся в фанерозое и имеющие поперечник более 10 км, можно уверенно опознать при космической съёмке и наземном геологическом обследовании. Особенно долго сохраняются следы древних ударов, если они пришлись на поверхность, сложенную твёрдыми кристаллическими породами. Именно такие породы характерны для Канадского щита. Здесь, на севере Канады в провинции Квебек расположен ударный кратер Маникуаган диаметром 100 км! На месте кратера, образовавшегося, вероятно, около 200 млн. лет назад, сформировался водный кольцевой бассейн поперечником 70 км. Твердые кристаллические породы на месте взрывного удара астероида сохранили сложную импактную структуру. Этот кратер оказался наиболее изученным. По расчётам российских учёных, его образование сопровождалось мгновенным высвобождением энергии, равной примерно 1023 Дж, что больше суммарной энергии всех землетрясений на Земле за 10 тыс. лет. Этой энергии достаточно, чтобы расплавить 103 кубокилометра земных пород. За пределами озера сохранились следы космического удара — оплавленные породы, «загрязнённые» метеоритным веществом, деформированные ударом кристаллы кварца и полевого шпата.
В наше время известны ещё две огромных астроблемы с точно установленным временем импактного события: стокилометровая Попигайская в России (возникла около 40 млн. лет тому назад) и Садбери в Канаде поперечником 140 км.
Садбери — один из древнейших и крупнейших ударных кратеров на Земле. Катастрофическое падение астероида, породившее кратер, случилось примерно 1850 млн. лет тому назад. Подтверждением ударно-взрывного происхождения Садбери являются сохранившиеся в астроблеме стеклянные расплавы и другие плавленые породы — импактиты.
Кольцевая структура на севере Среднесибирского плоскогорья в бассейне реки Попигай, притока Хатанги, известна давно. Советские геологи открыли её в 1946 г. Исследования, проведённые группой В.Л. Масайтиса, позволили установить истинную — космическую природу Попигайской котловины. По расчётам, при ударе астероида в кратере было расплавлено около 1750 кубокилометров горных пород. Он мог быть образован при ударе со скоростью около 25 км/с каменного астероида поперечником 5 км. Катастрофа произошла 38,9 миллиона лет назад.
К 2007 г. в нашей стране было обнаружено 15 крупных ударных кратеров, хотя, по расчётам учёных, за время фанерозоя в результате космических ударов их могло возникнуть от 100 до 200. Фотографируя земную поверхность с борта космических аппаратов, удалось обнаружить кратеры ещё больших размеров.
Дальнейшие исследования позволили установить, что два округлых озера гораздо большего размера в провинции Квебек также имеют ударное происхождение. Эти кольцевые структуры диаметром 20 и 32 км назвали по месту расположения Клиавотер, что значит «чистая вода». Кратеры образовались около 300 млн. лет назад в результате удара двух крупных космических тел. Такой двойной удар — явление чрезвычайно редкое. Кольцо островов в пределах большего западного кратера укрыто лавами ударного происхождения и имеет поперечник около 10 километров. Центральное поднятие меньшего кратера полностью оказалось под водой.
Природа кольцевой структуры Ришат в Африке пока неизвестна
Позднее были открыты кратеры Уэллс Крик в США и Босумтви в Гане по 10 км каждый, Нардлинген Рис в Германии (24 км) и другие.
Не всегда удаётся разгадать природу уже известных кольцевых структур. Например, кольцевая структура Ауронга в пустыне Сахара сначала была погребена под более молодыми отложениями, а затем частично вскрыта эрозией. Общий диаметр Ауронги примерно 13 км, а возраст около 350 млн. лет.
Структура Ауронги недостаточно изучена, о её происхождении учёные спорят до сих пор. Французские исследователи взяли там образцы пород, в которых отчетливо видны признаки изменения первоначального строения под действием сильного удара (специалисты это называют ударным метаморфизмом). Поэтому большинство исследователей теперь склоняются к мнению, что кольца имеют космическую природу. А вот кольцевую структуру Ришат, также расположенную в африканской Сахаре, долго считали ударным кратером. Радиолокационные исследования с орбиты помогли учёным увидеть подробности рельефа. Наземные исследования не подтвердили космическую природу Ришат. Никаких свидетельств внешнего удара обнаружить не удалось: поверхность внутри колец почти не заглублена, изменённые взрывом породы отсутствуют. Нет здесь и проявлений вулканизма. Скорее всего, на месте этих колец когда-то происходил процесс поднятия слоев осадочных пород, сопровождавшийся разрушительным действием эрозии. Но и в этом случае остается трудно объяснимой загадкой почти идеально круглая форма структуры Ришат.
К нашему времени на планете обнаружено более 230 кратеров ударно-взрывной космической природы. Из них в России — 35. Изученные земные астроблемы похожи на кратеры Луны, Марса, Меркурия. «Плотность» астроблем в разных частях света очень неравномерна и в большой мере зависит от степени изученности территорий. Поэтому в Европе и в Северной Америке число найденных астроблем значительно больше, чем в Африке. Многие учёные полагают, что предстоит открыть ещё не одну сотню «космических ран» на Земле.
Импактные события — грозные явления природы
Падение на Землю небесных тел в некоторых случаях может привести к катастрофическим последствиям. Их масштабы прежде всего зависят от скорости и массы падающего на Землю тела. Скорость встречи Земли с космическим объектом может быть от 1 1,2 до 72,8 км/с. 11,2 км/с — это II космическая скорость, которая необходима, чтобы преодолеть земное притяжение и улететь в межпланетное пространство. Такую же скорость под действием гравитации Земли разовьёт даже медленно подлетающий к ней метеороид. Максимальная скорость — 72,8 км/с — складывается из орбитальной скорости нашей планеты и скорости летящего навстречу ей метеороида.
