Как возникает астроблема

Развитие геологии за последнее десятилетие отли­чалось стремительным изменением воззрения на воз­никновение элементов строения Земли - щитов, склад­чатых поясов, платформ. Выход человечества в космос и проведение космического зондирования поверхности Земли выявили многочисленные кольцевые структуры различного возраста размером от сотен метров до 2-3 тыс. км. В геологии прочно утвердился термин «кольце­вые структуры», под которым понималось круглое по­верхностное образование типа кратера, обрамленное снаружи насыпным валом и с выемкой внутри него. Ста­тистика показывает, что три четверти обнаруженных кольцевых структур являются следствием геологичес­кого развития Земли, а остальные, по современным представлениям - следы упавших болидов и крупных метеоритов. Иными словами, признается всего два спо­соба образования кольцевых структур - долговремен­ный геологический и мгновенный взрывной.

Одной из первых книг, посвященных популярному рас­смотрению кольцевых образований, стала книга Я.Г. Каца, В.В. Козлова, А.И. Полетаева и Е.Д. Сулида-Кондратьева «Кольцевые структуры Земли: миф или реаль­ность», выпущенная в издательстве «Наука» (Москва, 1989). Поскольку «взрыв» в Сасове носит по геологи­ческим меркам мгновенный характер, дальнейшее из­ложение материала настоящего раздела проводится в рамках высказанного в вышеупомянутой книге механиз­ма метеоритного образования кольцевых структур. Но прежде рассмотрим структуру воронок, появляющихся при обычном взрыве, чтобы окончательно отвести по­дозрение от обвинения, пусть даже косвенного, военных в Сасовском происшествии. Версию же о любом виде атомного взрыва можно смело отклонить уже потому, что не обнаружено ни одного из признаков, включая радио­активность, сопутствующих таким взрывам.

Обыкновенный тепловой взрыв, вызываемый детонаци­ей взрывчатого вещества, воздействует на окружающие структуры давлением образовавшихся, мгновенно увеличивающих объем в тысячи раз газообразных продуктов горения. Поэтому геометрия образовавшихся в результа­те теплового взрыва воронок зависит от целого ряда фак­торов, обусловливающих первоначальное направление расширения газов. Это может быть форма и прочность эле­ментов оболочки, в которую заключен заряд, направление и скорость движения заряда перед взрывом, глубина про­никновения или заложения в грунте, структура и прочность этого грунта, и, наконец, порядок воспламенения или дето­нации заряда. Совокупность всех этих факторов и их пос­ледовательность в процессе взрыва приводят к тому, что образование круглой воронки практически никогда не на­блюдается. Но, что еще важнее, при тепловом взрыве, в каких бы условиях он ни производился, никогда не обра­зуется центральная горка из не раздробленных плотных пород.

Воронка, образованная тепловым взрывом, имеет сле­дующие специфические особенности. Отношение глуби­ны и диаметра 1/3-1/5; весь выброшенный грунт, кроме незначительной, в пределах процента, распыленной части находится в основном в раздробленном состоянии на валу вблизи воронки. Под валом могут встречаться кольцевые выпоры грунта, вызванные давлением газов на стенки. В воронке в течение нескольких часов и более сохраняется запах сгоревшего взрывчатого вещества, а нередко и сле­ды горения. Если заряд заключен в какую-то форму, то от нее всегда остаются осколки. Дно и в меньшей степени стенки воронки слагаются из слоя мелко- раздробленного грунта. Три четверти выбрасываемого из воронки грунта, даже в скалистых породах, выбрасываются в раздроблен­ном виде и частично опадают в воронку (в Сасове 3/4 - крупные комки). Выбрасывание крупных комков - редкость. Они имеют относительно малую скорость вылета и дале­ко от воронки не падают. Вообще скорость выброса по­роды (кроме так называемых направленных взрывов) прак­тически не превышает 80-100 м/сек., а высота подъема поро­ды - нескольких десятков метров, очень редко в случае твердых пород - сотен. Энергия образовавшихся продук­тов детонации преобразовывает потенциальную энергию взрывчатых веществ в механическую работу движущихся газов и при образовании воронок обычно распределяет­ся во все стороны более или менее равномерно. Энергия газов при выбросе в открытом объеме уменьшается про­порционально квадрату расстояния, и даже при сильном взрыве за полтора-два километра окна и двери с проти­воположной стороны вылетать не будут. Направленность взрывной волны и разброса грунта обусловлена структу­рой пород, окружающими предметами (телами) или ланд­шафтом. Однородная структура пород, как в Сасове, не создает направленности взрыву.

Таким образом, все особенности взрыва в широком смысле этого слова полностью отличаются от тех, кото­рые наблюдались в Сасове, и надо согласиться с капита­ном А. Матвеевым, что понятие «взрыв» для Сасовского случая неупотребимо.

Рассмотрим теперь случаи возникновения звездных ран - кратеров на поверхности Земли. Именно слово кратер, а не воронка, однозначно характеризует астроблему. На­личие почти сплошного ковра кратеров на ряде небесных тел - Луне, Меркурии, Марсе, большинстве не ледяных спут­ников планет, даже таких маленьких, как Фобос и Деймос, свидетельствует о том, что в процессе своего развития они неоднократно подвергались метеоритной бомбардировке или другим космическим воздействиям и что возникновение на любом небесном теле астроблемы - рядовое явление. Предполагается, что все астроблемы есть следствие столкновения тел с метеоритами и друго­го механизма возникновения кратеров не существует.

Я считаю, что обилие кратеров, хорошо и во множестве сохранившихся на небесных телах, может быть вызвано не только столкновением с метеоритами или являться ре­зультатом геологических воздействий. Окружающий нас мир бесконечно разнообразен, и нельзя исключить нали­чие у природы иных механизмов образования астроблем.

Взрывное, и не только взрывное, кратерирование повер­хности Земли и других небесных тел происходило в тече­ние всей истории их развития. Однако одновременно на Земле продолжалось формирование геологических струк­тур посредством тектоники, магматизма, ветровой и вод­ной эрозии и других факторов, стирающих следы метео­ритной и иной бомбардировки поверхности. Вернемся к взрывным метеоритным кратерам и рассмот­рим, что такое метеорит. Быстродвижущиеся небесные тела, вторжение которых в атмосферу Земли вызывает кратковременную вспышку, называются метеорами. Бо­лее крупные тела, не полностью сгорающие в атмосфере и достигающие поверхности Земли, имеют название ме­теоритов. Для достижения поверхности с энергией, дос­таточной для взрыва, метеорит должен иметь значитель­ную массу и скорость вхождения в атмосферу - не менее 15-20 км /с. Метеор, вспыхивающий ярче пятой звездной величины, называют болидом. Движение болида в зависимости от его размеров и свойств, кроме света, может сопровождаться звуком различной мощности, электромаг­нитными возмущениями и дымным следом.

Этих условий достаточно для того, чтобы процесс его падения наблюдался, начиная с самого вхождения в атмосферу и до достижения им поверхности. Ночь в Сасове была ясной, но ни свечения, ни дымного хвос­та, ни сильного звучания, прерванного ударом, ни взры­ва не наблюдалось.

Надо отметить, что на Земле насчитывается несколько сотен ударных и неударных кратеров-астроблем с диаметром сто и более километров, не говоря уже о более мел­ких. Из них в Европейской части СНГ находится двенад­цать астроблем. Есть факты, показывающие, что и Москва, возможно, расположилась в центре древнего ударного (?) кратера радиусом 120-150 км.

Однако в научной литературе не встречается инфор­мации о возможности образования астроблем с диа­метром кратера менее 100 м с экзотической горкой в своем геометрическом центре. В то же время взрывные малые кратеры, иначе называемые мини-астроблемами, составляют наиболее многочисленную группу, как пред­полагается, только взрывных образований. Самые мел­кие с диаметром до 100 м по своему облику напомина­ют карстовые воронки, от которых отличаются наличием кольцевого вала иной образующей породы, а иногда и наличием метеоритного вещества. Для мини-астроблем характерно чашеобразное, без внутренней горки, стро­ение днища кратера, не всегда круглая форма и пер­вичная раздробленность их днища.

Астроблемы, диаметр которых исчисляется километра­ми, имеют более сложное строение кратера. У их днища появляется горка - центральное поднятие, имеются зоны интенсивного дробления и затухающие с глубиной коль­цевые разломы, элементы переплавленных и измельчен­ных под воздействием высоких ударных температур, по­род. На рис. 27 приведено строение простого метеорит­ного кратера

Рис. 27. Строение метеоритного кратера.

мини-астроблемы (а) и более крупного размера (б), на котором видны: приповерхностные поро­ды, так называемые породы цоколя 1, раздробленные эле­менты породы - брекчии, остающиеся в воронке на своих местах 2или перемещенные в ней 3, переплавленные вы­сокой температурой и измененные породы 4, такие же эле­менты породы, перемещенные и выброшенные на кольце­вой вал 5, и, наконец, граница деформации породы под воронкой на значительной глубине 6.

Если сравнить рис. 2 - разрез кратера, образовавшего­ся в Сасове, и рис. 27б, то обнаруживается некоторая идентичность их конфигураций, и только раздробленного грунта в сасовской воронке нет. К тому же образование метеоритного кратера также сопровождается наличием кольцевой струк­туры из 20-40% объема выброшенных пород. Надо отметить, что воронка, образованная ударом ме­теорита, на скорости падения 5 км/сек. и более имеет в пла­не, как и воронка в Сасове, круглую форму вне зависимо­сти от того, под каким углом он встретился с поверхнос­тью Земли. Это следствие превращения при ударе всей энергии движения в тепло. Приведу фрагменты описания процесса образования метеоритных кратеров из вышеупомянутой книги «Кольцевые структуры...»:

«... особое внимание уделяется одиночным метеоритным кратерам диаметром от сотен метров до 100 км. Кратеры этого типа делятся на ударные и взрывные, что определяет­ся энергией, которую несет метеорит. При этом, как показы­вают расчеты, энергия (Е) связана с размером (Д) образуе­мой кратерной формы приблизительно в кубической про­порции. Если скорость метеорита достаточно велика (от 11 до 30 км/с), а масса значительна (1000 т), то он, пройдя зем­ную атмосферу с частичным оплавлением, врезается на не­которую глубину в земную кору, а затем взрывается и обра­зует взрывной кратер. Если же скорость его на излете или масса незначительна, то метеорит может сгореть в земной атмосфере или, пройдя ее в виде ярко светящегося и силь­но гудящего тела (болида) и врезавшись на небольшую глу­бину в земную поверхность, может образовать ударную кратерную воронку без взрыва, иногда с частичным сплавлением краев. Метеорит в таких воронках сохраняется, хотя часто дробится. Ударные кратеры, как правило, небольшие (менее 10 м) и с ними не связаны существенные изменения пород мишени. В них часто устанавливается присутствие метеоритного вещества в виде обломков, шариков и значи­тельно реже отмечается частичное плавление пород мише­ни и образование при этом стеклянных шариков...»

«На месте взрыва образуется правильное кольцо, кото­рое в отличие от вулканических кальдер проседания, воз­никших в растущих под земной поверхностью вулканах, об­разуется путем «взрывания» блюдцеобразной котловины - воронки, т.е. формы, развитой ниже окружающей земной поверхности. По периферии кольца образуется внешний вал - насыпной или из вывернутых, иногда собранных в интенсивные центробежные складки, пород мишени. Слои пород вокруг кратерной воронки раскрываются наподо­бие цветка. В центре кратера часто образуется централь­ное поднятие, так как центральная горка, высота которой ниже вала и окружающей кратер местности, появляется, как полагают, в результате релаксации на взрыв или по принципу изостазии за счет компенсации выброшенного взрывом материала... В метеоритных кратерах развива­ются две характерные системы трещин: концентрические и радиальные. Концентрические трещины, отделяющие центральное поднятие и концентрические валы друг от друга, используются, как правило, речной сетью или забо­лачиваются. Радиальные трещины разбивают кратер на отдельные блоки-сегменты. Глубина взрывного кратера зависит от его диаметра, но эта зависимость непрямая: с увеличением диаметра постепенно падает степень возра­стания глубины структуры. Так, отношение глубины крате­ра к его диаметру для ударных и малых взрывных струк­тур составляет 1/2, а для крупных - 1/4 и менее. Диамет­ры взрывных метеоритных кратеров приблизительно в 10 раз превышают размеры образовавших их метеоритов, что обусловлено, как считают специалисты, кинетической энер­гией, скоростью и массой последних.

… Очень впечатляющ момент взрыва, т.е. миг непос­редственного столкновения метеорита с поверхностью Земли. Поднятые взрывом горные породы образуют взрыв­ное палящее облако, состоящее из обломков глыб самых различных, иногда до сотни метров в поперечнике, раз­меров, а также пыли самой тонкой измельченности. После взрыва материал облака оседает обратно в образовав­шийся кратер и частично за его пределами. В результате взрыва воронка кратера наполняется отложениями, раз­нородными по характеру окатанности, или, может быть, оп­лавленности, так как температура в таком облаке дости­гает тысяч градусов, составу и размерам».

«За пределами кратерной воронки часто наблюдаются отдельные разбросанные (как их часто называют, «эк­зотические») глыбы, размеры которых могут достигать первых сотен кубических метров, клиппены и даже блоки до 1-1,5 км в поперечнике с характерной пластинообразной формой».

Я привел такую большую цитату со специфическими оборотами потому, что в описании взрыва метеоритов име­ется ряд свойств, присущих взрыву в Сасове. Соответ­ствующие места выделены курсивом. Хотелось бы обра­тить внимание на то, что описывается мгновенный взрыв метеорита в горных породах, а такой взрыв, сопровождаю­щийся образованием тех же взрывных газов, никогда не выбросит из воронки, не раздробив, глыб размером в несколько метров (а не сотен метров). Во-первых, пото­му, что такая глыба не может мгновенно сдвинуться со своего места, передача напряжений в ней происходит не мгновенно. Во-вторых, нарастание объема, а, следователь­но, и массы глыбы происходит по кубическому закону, а площади опоры, на которую воздействуют газы, - по квад­ратному, уменьшение энергии взрыва с расстоянием - тоже по квадратному закону. Поэтому прежде чем большая глы­ба наберет достаточно энергии для полета, ведь она не выстреливается из пушки, взрывные газы проскочат меж­ду ее стенками, и она сядет на свое место, может быть, немного перекатившись на другое внутри воронки. А в-третьих, если чудо выбросило и сохранило ее при взрыве, то вряд ли найдется второе чудо, которое сохранит ее при приземлении.

В вышеприведенной цитате авторы описывают, сами того не замечая, два различных механизма образования кра­теров. Один действительно метеоритный - взрывной, а дру­гой такой, который вызвал появление кратера в Сасове. Там оказались разбросанными рассыпающиеся глыбы чернозема относительно правильной формы, которые ни­какой взрыв выбросить не мог и которые, приземляясь, не могли остаться целыми. Характерными особенностями второго механизма являются сильный гул после «взрыва», образование круглого кратера с внутренней горкой и внешнего вала из вывернутых комьями пород, отсутствие более 50% выброшенного грунта, иногда звездообразное разбрасывание пород вокруг воронки, концентрические и радиальные трещины, перенос громадных обломков и глыб на сотни метров и т.д.

Дата добавления: 2015-09-06