Луна покрыта кратерами – эту информацию мы узнаем едва ли не в детском саду, и с тех пор хорошо знаем, чем объясняется странный рельеф земного спутника. Аналогичные следы можно увидеть и на других космических объектах, но долгое время ученые не знали, что представляют собой и откуда берутся загадочные образования. Давайте проследим эволюцию знаний о кратерах, а также разберемся с тем, где их можно увидеть.
Открытие и гипотезы
Однажды теперь уже известный всему миру Галилей собрал телескоп и взглянул сквозь него на Луну. Когда глазам ученого открылся невероятны ландшафт спутника, удивлению его не было предела. Оказалось, что Луна совсем не гладкая, и представляет собой даже не плавные или резкие перепады высот, как это можно увидеть на Земле. Вся она испещрена разнокалиберными чашеобразными впадинами. У Галилея не было никакой информации, позволяющей хотя бы предположить, что он видит и откуда это взялось. Зато он в качестве первооткрывателя придумал объектам название. Из-за сходства с чашами они стали именоваться кратерами, как древнегреческие сосуды для вина. Происходило это в 1609 году.
Лишь в XVIII веке появились первые предположения о том, что представляет собой лунный ландшафт. Так, Иоганн Шретер высказал идею о том, что дело во внутренней активности спутника. На нем действуют вулканы, извержения которых носят взрывной характер. Эта гипотеза не выглядела абсурдной, ведь на Земле подобное явление хорошо известно. Заключается оно в том, что после взрыва вулкана на поверхности остается воронка, которую окружает кромка из камней. Внешне это действительно очень похоже на то, что мы видим на Луне. Кальдеры, так называются эти образования, бывают очень большими, многие сейчас входят в состав национальных парков и охраняются.
Теорию Шретера посчитали верной, и долгое время научное сообщество придерживалось именно ее. Тем не менее, еще в 1824 году другой ученый, Франц фон Груйтуйзен, предположил, что виновники появления кратеров – метеориты. Надо сказать, что его буквально осмеяли, несмотря на то что в целом идея выглядела вполне правдоподобной. Но ученых смутила практически правильная округлость углублений. Они посчитали, что метеорит должен падать под углом, соответственно, и след его обязан быть хотя бы вытянутым. Круг мог получиться только при отвесном падении. И совершенно невозможно даже предположить, что абсолютно все метеориты сталкивались с Луной лишь под углом в девяноста градусов.
В XX веке знания людей стали расширяться невероятными темпами. И большую роль здесь играло военное соперничество между странами. Так, ученые стали активно изучать явления, которые можно наблюдать при ударах на высоких скоростях. Конечно, делалось это совсем не для понимания космических процессов, но пролило свет на механизм образования кратеров. Оказалось, что при взрыве, который случается, когда метеорит на космической скорости сталкивается с землей, само тело мгновенно испаряется, как и значительный участок поверхности. Поэтому направление его движения не имеет никакого значения для дальнейших процессов: ударные волны распространяются равномерно во все стороны. Отсюда и форма кратеров. Так, оказалось, что главный аргумент «против» теории их метеоритного происхождения абсолютно несостоятелен.
Вскоре люди выбрались за пределы планеты, получили возможность рассмотреть в деталях многие космические тела. И оказалось, что аналогичные лунным кратеры присутствуют даже на таких небольших объектах, как, например, спутник Марса Фобос. Предположить, что виной тому вулканическая активность, уже было никак нельзя. Следы были точно такие же, как и на планетах. Но если виноваты вулканы, то они должны быть разными. Это сходство означало лишь одно – виновники появления кратеров приходят из вне.
Сегодня уже никто не сомневается, что имя им – метеориты.
А как же Земля
На Землю метеориты падают не реже, чем на Луну. И если кто-то скажет, что ничего подобного ни разу не видел, мы ему ответим – и радуйтесь! Большая часть метеоритов сгорает в атмосфере, не успевая никак навредить ни людям, ни планете. Однако по мере развития фотографирования земной поверхности, в том числе и из космоса, стало понятно, что метеоритных ран у нашей планеты предостаточно, в том числе и огромных по площади. Специалисты на сегодняшний день насчитывают больше полутора сотен штук, и это только те случаи, где космическое происхождение подтверждено однозначно.
Еще в 1891 году был впервые описан с точки зрения геологии так называемый Каньон Дьявола в Аризоне, получивший это имя от местных индейцев. Теперь мы знаем, что эта гигантская впадина диаметром в 12 километров представляет собой типичную астроблему, или ударный кратер. В конце же XIX века образование производило впечатление и изрядно озадачивало. Представьте себе воронку глубиной в 229 метров с крутыми склонами, по всем краям окруженную валом, вздымающимся на высоту до 46 метров. Нет ничего удивительного, что этому элементу рельефа индейцы приписывали некое сверхъестественное происхождение. Впрочем, это не мешало им тягать из него самородное железо и активно использовать в повседневной жизни.
Геологов же озадачило то, что в кратере не обнаружилось никаких признаков вулканической активности. Зато нашлось метеоритное вещество, в том числе и куски железа. Земные же породы, обнаруженные в кратере, претерпели сильнейшие изменения, обусловленные влиянием ударных волн, огромной температуры и силы давления. Разумеется, это не касается всего того, что образовалось в кратере за тысячи лет после его появления.
Аризонский кратер не является самым крупным на Земле. Пристальным вниманием к себе он обязан прекрасной сохранности. Согласно исследованиям ученых, он образовался 50 тысяч лет назад. Тогда на поверхность планеты упал метеорит диаметром в 50 метров и весом примерно в 300.000 тонн. Его скорость была около 60 тысяч километров в час, а взрыв по мощности получился равным 8 тысячам атомных бомб, аналогичных той, что уничтожила Хиросиму. Представить такую катастрофу практически невозможно, но, повторимся, она не была самой страшной в истории планеты. Тем не менее, следы падения метеоритов постепенно стираются. Помогают в этом самая обычная эрозия и геологическая активность. В результате кратеры можно обнаружить по характерным структурам и породам. На той же Луне кратеры не уничтожает ничто, поэтому спутник ими буквально усеян.
Хорошо сохранился и Соболевский кратер, расположенный в Приморье. По размерам он значительно уступает предыдущему – всего 50 метров в диаметре. Однако структура его практически идентична. Интересно, что в нем были обнаружены органические остатки, претерпевшие изменения под воздействием ударной волны и превратившиеся в фюзен.
Грустно то, что уникальный кратер очень быстро уничтожается старателями, хотя его стоило бы охранять на государственном уровне, как это делается с большинством подобных мест в мире. Соболевскому «всего» менее тысячи лет, но скоро его, по сути, не станет.
Есть на Земле и кратеры, образованные при падении крупных метеоритов, летящих с небольшими скоростями. Они отличаются от своих собратьев и по практически полному отсутствию следов ударного морфизма, и по внешнему виду. Поскольку взрыва не происходит, а приземляются метеориты и их обломки не отвесно, а под углом, кратеры получаются вытянутыми или овальными. У крупных структур в центре образуется поднятие, вокруг которого могут формироваться кольца. Обычно это касается очень больших кратеров, простирающихся на десятки километров. Кстати, подобные объекты присутствуют на Луне, и их наличие было одним из аргументов против теории метеоритного происхождения. Дело в том, что ученые полагали, кольца могли формироваться только при ударах нескольких космических тел. А все мы знаем, что в одну воронку несколько метеоритов могут упасть только в очень притянутой за уши ситуации. Кстати, нечто подобное образуется в результате ядерных взрывов.
На полуострове Юкатан расположен кратер Чиксулуб, диаметр которого превышает 180 километров. Это один из крупнейших объектов ударного происхождения. Ему около 65 миллионов лет, и сегодня увидеть его невозможно – о присутствии свидетельствуют только характерные геофизические аномалии дугообразной формы. Энергия удара астероида, чей диаметр составлял примерно 10 километров, была просто невообразимой – 100 тератонн в тротиловом эквиваленте. Визит этого космического странника вызвал глобальную катастрофу, в результате которой, по мнению большинства ученых, вымерли динозавры. Это был настоящий апокалипсис: триллионы тонн пыли и сажи, поднявшись в воздух, перекрыли солнечным лучам доступ к земной поверхности, резко и сильно упала температура, замедлился фотосинтез. Солнце появилось только спустя годы.
Еще один интересный многокольцевой кратер – Вредефорт, расположенный в ЮАР, недалеко от Йоханнесбурга. Его диаметр и вовсе трудно представим – около 300 километров! Внутри него даже расположился одноименный город. Этому кратеру уже не менее 2 миллиардов лет, тем не менее, он отлично виден из космоса.
Интересно, что на Землю наверняка падали и более крупные метеориты, образующие кратеры планетарного масштаба. Однако такие образования не могли сохраниться, тектоника плит уничтожила даже следы их пребывания. Впрочем, существует теория, что весь Тихий океан представляет собой ни много ни мало, а подобный кратер.
Что на других планетах?
Разумеется, и на другие планеты тоже падают метеориты. Например, не так давно их следы ученые смогли обнаружить на Венере. На планете кратеры отличаются большими размерами. Это обусловлено наличием очень плотной атмосферы, преодолеть которую способны лишь крупные объекты. Небольшое количество подобных отметин объясняется эрозией и тектоникой, как и на Земле.
На Марсе атмосфера разрежена, поэтому на него падает все, что хочет. Однако на снимках красной планеты видно не особенно много кратеров. Дело в том, что мелкие быстро скрываются под песком. А концентрация крупных, если учитывать объем Марса, примерно такая же, как и на нашем спутнике. Некоторые области планеты вообще не тронуты космическими пришельцами. Это объясняется тем, что они гораздо моложе остальной территории и просто не успели подвергнуться «бомбардировке».
Кстати, по плотности кратеров ученые судят о возрасте космического тела и его отдельных участков. На той же Луне тоже есть менее «поврежденные» куски.
Что ищут в кратерах
На заре изучения метеоритных кратеров в курьезную историю попал англичанин, желающий добывать из них чистое железо. Он выкупил целый Аризонский кратер, рассчитывая найти в нем тонны ценнейшего материла. Однако он не знал (да и никто тогда), что космическое тело полностью испарилось при взрыве. Кстати, подсчеты показывают, что и в ожиданиях по поводу размеров метеорита предприниматель тоже ошибся – он был в несколько сотен раз меньше. Зато в ходе долгих раскопок ученые хорошо изучили кратер и его строение.
Полезные ископаемые в кратерах все-таки есть. Их образование происходит под воздействием остаточных температур, также сказывается нарушение геологических структур, например, образование разломов. Может способствовать процессам и форма самих кратеров. Однако они гораздо более ценны как уникальные природные объекты, поэтому их разрушение не оправдывает себя.
Не кратеры
Поскольку сейчас любителям доступны многочисленные снимки земной поверхности, энтузиасты регулярно обнаруживают на них «новые» кратеры. Обычно это либо давно известные ученым объекты, либо образования, имеющие земное происхождение.
Природа не любит строгие геометрические формы, но иногда они у нее все же получаются. Например, горный массив Кондер в России. Внешне он реально похож на кратер, но по составу – ничего общего.
Больше вопросов возникает по поводу объекта с не очень эстетичным названием – озера Смердячего. Здесь ученые пока не могут дать однозначного ответа о метеоритном или нет происхождении, поскольку некоторые черты первого у этого круглого объекта все-таки есть. Однако в природе есть очень много аналогичных озер, поэтому не стоит приписывать рождение каждого из них космическим визитерам.
Интересно, что образование кратеров – процесс, характерный для всех космических тел. Даже на том метеорите, что, предположительно, убил динозавров, они тоже были. Ученые замечают следы от метеоритов даже в плотных слоях атмосферы газовых гигантов. Они быстро исчезают, но внешне очень похожи на то, что мы видим, например, на Луне.
