Геологи различают два вида кратеров, отличающихся причиной своего образования: вулканические и ударные (говоря по-научному, - импактные). Пока знакомимся с ударными, образовавшимися в результате ударов падающими астероидами. Если и наземные кратеры ещё не все обнаружены, и их продолжают находить, то что уж говорить про кратеры, образовавшиеся на дне морском. Хотя, ежу понятно, что на территории, покрытой водой, метеоритов "приземлялось" ни сколечко не меньше, чем на суше.
Кратеры на Луне
Конечно, условия приводнения отличаются от условий приземления, и толща воды участвует в "приёме гостя" и где-то замывает следы с высокой скоростью, а где-то, из за малых размеров метеорита, всё заканчивается громким пшиком: изпарением какого-то объёма воды и образованием цунами. Но всё-таки следы космической бомбардировки на дне морей и океанов имеются.
Предлагаю ознакомиться с работой Е. П. Гурова
"Импактные структуры в морях и океанах"
" На поверхности Земли к настоящему времени диагностировано 188 импактных структур, число которых ежегодно увеличивается. Из них шесть кратеров образованы в морских условиях и полностью или частично находятся под поверхностью моря. Кроме того, из общего числа расположенных на континентах импактных структур для 21 установлено образование в морских условиях и последующее выведение на сушу в результате тектонических процессов. Хотя океаны и моря занимают 71 % поверхности Земли, только для 14 % импактных структур доказано образование в морских условиях. Это объясняется молодым возрастом океанического дна, поглощением кинетической энергии ударников толщей воды, а также трудностями поисков и открытия подводных импактных структур"
Распространение ударной волны и ветра
Подводные импактные структуры
На поверхности Земли диагностированы шесть кратеров, образованных в подводных условиях и полностью или частично находящихся под поверхностью моря (рис. 1, таблица).
Кратер Чиксулуб в Мексике представляет наибольший интерес как импактная структура, вызвавшая катастрофические события в конце мелового периода и определившая радикальные изменения органического мира на рубеже мезозойской и кайнозойской эр . Основой для этих представлений послужило открытие Л. Альваресом и его сотрудниками в осадочных породах на границе верхнемеловых и нижнепалеогеновых отложений пограничного слоя глины с аномально высоким содержанием иридия и некоторых других элементов платиновой группы. Так как их содержание в метеоритах в тысячи — сотни тысяч раз больше, чем в породах земной коры, было высказано предположение об образовании «иридиевого слоя» в результате столкновения с Землей крупного астероида.
Дальнейшее изучение пограничного мело-палеогенового слоя, установление его глобального распространения и особенностей геохимического и минерального состава подтвердили его связь с образованием гигантской импактной структуры.
Открытие в Карибском бассейне толщ грубообломочных пород на границе верхнемеловых и нижнепалеогеновых отложений позволило ограничить территорию поисков кратера центральноамериканским регионом. Диагностика структуры была выполнена при повторном изучении керна восьми нефтепоисковых скважин, пробуренных в северной части полуострова Юкатан в пределах сложной гравитационной аномалии неизвестного происхождения. Были получены доказательства расположения в этом районе гигантской погребенной импактной структуры, получившей наименование Чиксулуб по названию поселка в ее центральной части. В результате геофизических исследований и изучения материалов бурения получены данные о главных параметрах кратера, его внутреннем строении, составе комплекса импактитов и их возрасте.
Индонезийцы объявили всенародный поиск импактных структур
На основании состава пород позднемелового возраста установлено, что в месте падения астероида существовал мелководный морской бассейн.
Кратер Чиксулуб диаметром около 180 км расположен в северной части полуострова Юкатан и на прилегающей территории Мексиканского залива, причем северный берег полуострова разделяет его в субширотном направлении на две приблизительно равные части. Кратер не выражен в рельефе и не диагностируется на космических снимках. Единственное отражение на поверхности его сложного кольцевого строения — система заполненных водой карстовых провалов — сенот — диаметром от 30 до 300 м каждая, сгруппированных в виде обращенной к югу дуги диаметром около 160 км (рис. 2).
По данным геофизических исследований, кратеру соответствует отрицательная гравитационная аномалия интенсивностью до –30 мГал, в строении которой выделяется до четырех концентрических знакопеременных кольцевых зон вокруг находящегося в центре относительного гравитационного максимума [46].
Рис. 2. Кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан и в Мексиканском заливе: _ _ _ — границы кратера при диаметре 250 км по [38]; ••• — положение карстовых провалов — сенот — в виде дуги диаметром 160 км по [26]
Мишень импактной структуры — комплекс кристаллических пород фундамента возрастом около 545 млн лет, на поверхности которого залегают осадочные отложения мелового возраста мощностью 1,6—2,0 км, представленные доломитами, ангидритами и известняками. В пределах Юкатанской платформы разрез этих отложений завершается осадками маастрихта, образовавшимися в условиях морского бассейна глубиной около 50 м к моменту удара.
В центральной части кратера скважинами, которые не достигли его основания, вскрыт сложный комплекс импактитов, представленных зювитами и ударнорасплавленными породами общей мощностью более 1700 м. Импактные породы содержат отчетливые проявления ударного метаморфизма. Расплавные импактиты образуют неоднородную по строению толщу еще не установленной мощности, состав которой колеблется от андезитового до дацитового и близок к составу подвергшихся ударному плавлению пород кристаллического основания. В краевых частях структуры и за ее пределами на расстоянии до 200 км от центра вскрыта толща аллогенных брекчий и зювитов мощностью от 200 до 600 м, залегающих на поверхности дислоцированных верхнемеловых пород основания кратера. Распространение мощной толщи брекчий и зювитов за пределами структуры затрудняет определение параметров кратера, в результате чего его диаметр оценивается от 180 км [26], до 250—270 км по краям внешнего кольцевого поднятия.
В настоящее время кратер Чиксулуб перекрыт толщей осадочных отложений палеогена мощностью около 0,8 км в его периферических частях и до 1,5 км в центральной области структуры.
Абсолютный возраст ударнорасплавленных пород из кратера и окружающих его выбросов по последним данным равен 66,07±0,37 млн лет и принимается как возраст мело-палеогенового рубежа.
Образование кратера Чиксулуб сопровождалось сложным комплексом катастрофических событий. В то время как выброс гигантского газопылевого плума, отложение баллистических выбросов и землетрясения произошли в течение минут — часов после удара, некоторые последствия в виде осаждения пылевого материала, выпадения кислотных дождей и ряда других явлений длились в течение месяцев — лет — десятилетий.
Отложения ближних баллистических выбросов в виде толщ брекчий из обломков и глыб кристаллических и осадочных пород мишени распространены на полуострове Юкатан и в Мексиканском заливе на расстоянии сотен километров от центра структуры.
Расплавленные от удара шарики (сферулы) и осадок обратной промывки цунами на границе мелового и третичного периодов. Вывод скалы в Арройо-эль-Мимбрал, Тамаулипас, Мексика, являются хорошим примером сложных месторождений ударопрочного мусора и других осадков, созданных в результате падения Чиксулуба. Нижняя часть последовательности (нижняя панель) состоит из измененных сферических расплавов с прослоенным песчаным известняком и перекрывается ламинированным песчаником. Основание ламинированного песчаника содержит растительные остатки, хотя эти отложения осаждались на морском дне под ~ 500 метров воды. Верхняя часть последовательности (верхняя панель) состоит из слоев песчаника, алевролита и аргиллита. Верхняя часть последовательности, где находится молоток, содержит аномально высокие концентрации элемента иридия, который был получен из испаренного метеорита, образовавшего кратер Chicxulub. Фото: Дэвид А. Кринг
Одним из важнейших последствий ударного события была генерация землетрясения, амплитуда которого оценивается 12,8 баллов вблизи краев кратера; площадь территории вокруг структуры, подверженная землетрясению с магнитудой от 9 баллов и выше, составила по расчетам около 3—4 млн км2. Важнейшим следствием землетрясения стало нарушение сплошности слабо консолидированных осадков верхнемеловых отложений не только на Юкатанской платформе, но и в пределах Карибского бассейна и Западной Атлантики, что сопровождалось сползанием под действием силы тяжести толщ осадков по континентальному склону. К востоку от побережья Флориды и Джорджии на глубине от 1300 до 2670 м слабо консолидированные к моменту удара отложения маастрихта сползали по континентальному склону по сохранившей устойчивость поверхности сеноманских отложений с образованием брекчированных и смятых в крутые и опрокинутые складки толщ пород с размером блоков до 1 км2.
Образование суспензионных потоков происходило при обрушении и оползании под действием силы тяжести нарушенных землетрясением пород при их отрыве от субстрата и перемещении в водной среде на значительные расстояния в более глубоководные участки с осаждением в виде толщ брекчий. В отличие от описанных выше гравитационных оползневых образований, отложения суспензионных потоков характеризуются грубой градационной слоистостью. Один из районов распространения отложений суспензионных потоков — залив Кампече в юго-западной части Мексиканского залива...
Отложения цунами, возникшего при образовании кратера, распространены в бассейне Карибского моря, в США от Алабамы до Техаса, в прибрежных районах Мексики, а также в Венесуэле и на севере Бразилии. Глубина морского бассейна к северу от кратера к моменту удара составляла 100—500 м. По расчетам, при глубине морского бассейна около 200 м высота цунами на юге США достигала 115 м на расстоянии 1500 км от центра удара. Отложения цунами представлены толщами песчаников мощностью от 1 до 5 м, накопившихся в отрицательных формах рельефа. Наблюдается градационная слоистость от грубозернистых песчаников с обломками в основании до тонкозернистых в верхней части.
Растительный мусор в осадке на основе цунами на границе мелового и третичного периодов (К-Т) Растительные осадки обнаруживаются посреди сложного отложения послеударного мусора на границе K-T в Арройо-эль-Мимбрале, Тамаулипас, Мексика. Основание месторождения состоит из ударных расплавных шариков из ударного кратера Chicxulub, а верхняя часть месторождения состоит из иридия из испаренного импактора. Весь этот материал был осажден в море на морском дне под ~ 500 метров воды. Похоже, что цунами, пролетела от кратера Чиксулуб на востоке до береговой линии залива на западе. Как только это цунами врезалось в берег, при обратной промывке остатки мангровой экосистемы были вынесены в море, где она была захоронена дополнительными обломками. Фото: Дэвида А. Кринга
Кратко охарактеризованные типы отложений распространены вокруг импактной структуры на расстоянии порядка 1500—2500 км от ее центра. В то же время дальние выбросы кратера Чиксулуб в виде пограничного мелпалеогенового слоя глины имеют глобальное распространение. Они установлены более чем в 300 пунктах по всей поверхности Земли, в том числе по данным глубоководного бурения — в 38 точках в океанах. Детальные характеристики пограничного слоя, включая минералогические, геохимические и палеонтологические данные, имеются для многих точек Северной Америки, Европы, Северной Африки, Северной Атлантики. Ближайшие к территории Украины обнажения пограничного слоя описаны в Болгарии на побережье Черного моря в районе г. Бяла.
Приграничная область K-T в Эль-Пеньоне, Нуэво-Леон, Мексика, ряды рябин можно увидеть вдоль плоскостей осадков, отложенных до того, как широко разбросанные и мелкозернистые иридий-богатые обломки улеглись на морском дне. Глубина воды на этом участке во время удара составляла от 100 до 500 метров. Энергичное волновое действие, тем не менее, и на этой глубине перемешивало потоки на морском дне. Фото: Дэвида А. Кринга
Рис. 3. Пограничный мело-палеогеновый слой глины на границе верхнемаастрихтских и нижнепалеогеновых известняков в карьере Куаглиотти в районе Губбио, Восточная Италия. Стрелками показаны остатки глины после извлечения образцов слоя на анализы. Цена деления на линейке — 1 см. Фото автора
Дальние выбросы кратера Чиксулуб представлены пограничным слоем глины мощностью около 1 см. Впервые пограничный слой на границе с маастрихтскими и датскими отложениями выявлен и детально изучен Л. Альваресом и его сотрудниками в Губбио в Италии и Стевенс Клинт в Дании. В Губбио пограничный слой глины мощностью 1 см залегает на поверхности светло-серых глубоководных известняков маастрихта и перекрыт розовыми известняками нижнего палеоцена (рис. 3).
Источником материала для образования слоя послужило вещество огненного шара, выброшенное из кратера в стратосферу и распространившееся над всей поверхностью Земли под действием силы тяжести в течение суток. Затемнение атмосферы тонкопылеватым материалом плума на период от полугода до года прекратило доступ солнечной энергии к земной поверхности и послужило главной причиной массового вымирания животного мира на рубеже мел—палеоген.
Наибольшее распространение в составе пограничного слоя имеют смектит, глауконит и некоторые другие глинистые минералы. Постоянно присутствуют ударнометаморфизованный кварц, сферулы санидина, никельсодержащая шпинель конденсационного происхождения, а также установленные в некоторых разрезах пограничного слоя импактные алмазы. Важная особенность состава пограничного слоя — постоянное присутствие частиц сажи микронного размера, которые свидетельствуют о выгорании растительности в результате выпадения из огненного шара частиц ударного расплава.
Геохимические исследования пограничной глины позволили установить в ее составе аномальное содержание иридия и некоторых других элементов платиновой группы, а также никеля и хрома. При содержании иридия в земной коре 0,01 нг/г, в пограничном слое оно колеблется от 0,1 до 87 нг/г. Исходя из представлений о том, что преобладающая часть кратерообразующего астероида испаряется и входит в состав вещества огненного шара, выполнены подсчеты общей массы некоторых элементов в составе пограничного мел-палеогенового слоя глины. По содержанию в нем элементов платиновой группы и их соотношениям установлен хондритовый состав астероида, подтвержденный находками частиц метеоритного вещества в составе пограничного слоя в Тихом океане. Диаметр астероида оценивается в 8—10 км при плотности слагающего его вещества около 2,0 г/см3 . При предполагаемой скорости ударника 20 км/с, энергия образования кратера Чиксулуб принимается равной порядка 108 Мт в тротиловом эквиваленте (1 Мт = 4,2.1015 дж).
Установление массового вымирания органического мира на мел-палеогеновом рубеже позволило доказать его связь с катастрофическим ударным событием и привело к пониманию роли ударных процессов в развитии и эволюции органического мира. Со времени открытия кратера Чиксулуб исследованию как геологических, так и экологических и биологических последствий этой космической катастрофы посвящены несколько тысяч научных публикаций.
На граничной последовательности K-T в Ладжилле, Тамаулипас, Мексика, наблюдается серия восходящих рябин в отложениях, осажденных до того, как широко разбросанные и мелкозернистые богатые иридием обломки опустились на морское дно.
