На суше и на море 1977(17)

Астроблемы и тектиты

В 1974 г. с помощью американской автоматической станции «Маринер-10» были получены подробные фотоснимки поверхности Меркурия—ближайшей к Солнцу планеты. Ее внешнее сходство с Луной оказалось настолько полным, что лишь специалист способен различить, какое небесное тело изображено на снимке. А за несколько лет до этого советские и американские радиолокаторы, прощупав сквозь облачный слой Венеры ее рельеф, обнаружили и на этой планете кратеры, морфологически сходные с кратерами Луны, Марса и Меркурия. Складывается впечатление, что кра-терность — главная характерная особенность космических соседей Земли. Почему же тогда нашу планету не коснулось это правило, почему ее рельеф совсем не похож, скажем, на лунный?

Принято считать, что причина этой особенности Земли в ее мощных и разнообразных формах эрозии, стремящейся, хотя и безуспешно, превратить реальную поверхность Земли в совершенно гладкую и ровную. Такому финалу препятствуют прежде всего внутренняя активность Земли, процессы горообразования, разнообразные движения земной коры. Но есть и второй, внешний, космический фактор — удары падающих на Землю метеоритов. Если метеориты невелики, земная атмосфера почти полностью затормаживает их полет, и тогда с высоты 20—23 км они падают на Землю, как свободно брошенное тело, образуя при этом небольшие ямы — так называемые ударные кратеры. Другое дело—исполинские метеориты с поперечником в десятки и сотни метров. Почти не потеряв своей космической скорости (в среднем примерно 30—40 км/сек), они при соударении с поверхностью Земли буквально взрываются. Сильнейший удар разрушает кристаллическую решетку метеорита, который превращается по существу в очень сильно сжатый газ. Мгновенно расширяясь, этот газ и производит взрыв; образуется воронка— взрывной метеоритный кратер, или астроблема (буквально — «звездная рана»). Несомненно, что многие из кратеров Луны, Меркурия, Венеры и Марса образовались именно таким образом. Другие же (в основном крупные) кратеры имеют вулканическое происхождение, подобно земным кальдерам. В земных условиях отличить кальдеру от астроблемы вполне возможно. В кальдере и ее ближайших окрестностях встречаются изверженные вулканические породы, в астроблемах — следы раздробленных и переплавленных при ударе метеорита поверхностных земных пород. Заметим, что большая часть вещества метеорита, образовавшего астроблему, испаряется. Однако в небольших количествах космическое вещество встречается и в астроблемах.

Долгое время крупнейшей астробле-мой считался Аризонский метеоритный кратер с поперечником 1,2 км и максимальной глубиной 175 м. За последние два десятилетия найдены полуразрушенные эрозией несравненно большие астроблемы — около семи десятков. Кроме того, обнаружено еще около полусотни образований, которые после дальнейших исследований могут оказаться астроблемами.

Судя по ряду факторов, в прошлом метеоритная бомбардировка Земли и ее соседей была гораздо интенсивнее, чем сегодня, да и космические «снаряды» были покрупнее теперешних. Не будь атмосферы, наша планета имела бы вполне лунный облик. Но и сейчас сквозь наслоения последующих эпох полустертые временем и эрозией земные астроблемы все же обнаруживаются— чаще при наземных исследованиях, иногда при наблюдениях из космоса.

На территории Советского Союза исследовано восемь крупных астроблем. Самая большая — Попигайский метеоритный кратер диаметром около 100 км. Находится он в Сибири, восточнее полуострова Таймыр, и образовался примерно 30 млн. лет назад. Именно здесь в те времена в нашу планету врезалось тело с поперечником 20—30 км, то есть малая планета из пояса астероидов. Попигай-ская астроблема заполнена разрушенным при взрыве земным веществом (так называемой взрывной брекчией) и им-пактитами — стекловидными переплавленными силикатными породами. Есть и другие подобные астроблемы меньших размеров. Одна из них, с поперечником около 15 км, расположена возле Калуги, а возникла она также десятки миллионов лет назад. К северу от Ладожского озера есть еще одна, схожая с Калужской, астроблема, ныне заполненная водой. Образовалась она очень давно — не менее 700—800 млн. лет назад.

Источником метеоритов, в частности исполинских, порождающих астроблемы, служит пояс малых планет, или астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера. Наибольший из астероидов — Церера—имеет поперечник 770 км, наименьшие из изученных (Гермес, Икар) — около 1 км. Общее число астероидов очень велико. Среди этих, как считают, обломков более крупных тел, несомненно, есть и такие, поперечники которых измеряются метрами и сантиметрами. В сущности метеоритами мы называем те из астероидов, которые из-за вытянутости своих орбит сталкиваются с Землей. Происхождение кольца астероидов неизвестно. Есть, однако, немало аргументов в пользу того, что это осколки крупной планеты, размером с Марс, которая обращалась вокруг Солнца на расстоянии в 2,8 раза большем, чем Земля. Под действием каких-то внутренних взрывных процессов эта планета, названная Фаэтоном, распалась на части, которые затем, сталкиваясь и дробясь, превратились в современный пояс астероидов.

Рисунок. Расположение урочища Жаманшин

Если это так, изучение метеоритов и астроблем может раскрыть причины гибели Фаэтона и выявить катастрофические фазы, возможно присущие эволюции некоторых планет. В этом отношении особый интерес представляют тектиты— загадочные образования, природа которых до сих пор не вполне ясна.

В отличие от обычных метеоритов, среди которых встречаются экземпляры весом в сотни и тысячи тонн, тектиты невелики. Большинство из них с лесной орех и весом в несколько десятков граммов. Самые большие тектиты достигают размеров куриного яйца при весе до 0,5 кг.

Тектиты впервые были обнаружены около двухсот лет назад на территории современной Чехословакии, в окрестностях реки Влтавы. Местные крестьяне, обрабатывая землю, «выпахивали» на поверхность удивительные стеклянные камешки. Их шлифовали, и тогда они становились блестящими и красивыми, с гладкой темно-зеленой поверхностью. Из тектитов стали изготовлять бусы и другие украшения, пользовавшиеся успехом у богемских девушек.

Позже тектиты были найдены и в других районах Земли. Внешне они очень напоминают.богемские хризолиты, несколько отличаясь от них только окраской.

Чарлз Дарвин во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» в 1884 г. обнаружил тектиты на острове Тасмания. Считая тектиты земными образованиями, Дарвин описал их как разновидность вулканических бомб, выбрасываемых из жерл вулканов во время извержения.

Позднее на Австралийском материке были найдены тектиты, поразившие ученых необычной формой. Одни из них напоминали пуговицы, другие были удивительно похожи на грибы, третьи — на песочные часы. Имелись здесь и полые стеклянные шары величиной с яблоко при толщине стенок всего 1 мм, будто какой-то шутник выдул из природного стекла некое подобие мыльного пузыря.

Фото. Некоторые типы тектитов

Стеклянные шары, как впоследствии оказалось, не могут считаться исключительной принадлежностью Австралии. Тектиты такой странной формы были найдены на многих островах Малайского архипелага.

Среди них встречаются экземпляры различной окраски. Кроме темно-зеленых, напоминающих по цвету бутылочное стекло, известны коричневатые и даже черные. Внутри некоторых из них, найденных на острове Тасмания, видны скопления крохотных металлических шариков железо-никелевого состава.

Химический состав тектитов изучен хорошо. В них преобладает так называемая кремнекислота Si02, составляющая в отдельных экземплярах 75—90% химических элементов. Примерно такое же процентное содержание кремнекислоты и в обыкновенном стекле. Но в отличие от последнего вязкость тектитов гораздо значительнее. Возможно, это объясняется меньшим содержанием щелочи и большим — глинозема. Температура плавления тектитов близка к 1400°, тогда как обыкновенное стекло начинает плавиться при 1250".

На поверхности тектитов легко различимы складки, морщины и углубления, несколько напоминающие те, которые наблюдаются у обычных метеоритов. Некоторые ученые рассматривали этот факт как одно из доказательств космического происхождения тектитов. Правда, падения тектитов на Землю никто еще не наблюдал. Но это не значит, что когда-нибудь такое падение не станет твердо установленным фактом. Ведь известно, что в течение почти полутораста лет шел спор о происхождении глыбы, найденной в XVIII в. в Сибири русским академиком П. Палласом. Но в 1902 г. на глазах у многих очевидцев произошло падение метеорита, который оказался по природе сходным с Палласовой глыбой. Это послужило убедительным доказательством космической природы палласитов.

В последнюю четверть века внимание ученых привлекли стекловидные образования иного типа, чем тектиты, но, возможно, связанные с ними общностью происхождения. Речь идет о кусках стекла, которые были обнаружены в некоторых метеоритных кратерах. Почти все они (названные силикагласом) имеют осколочную форму и в отличие от тектитов обладают светлой окраской и большей прозрачностью. То обстоятельство, что многие из них были найдены вокруг и внутри метеоритных кратеров, заставило думать, что силикаглас представляет собой переплавленный земной кварцевый песок. Высокая температура, возникающая при ударе крупного метеорита, расплавляет некоторые из земных пород, что и приводит к образованию этого естественного стекла.

Любопытно, что в кусках силикагласа, найденного в аравийских метеоритных кратерах, присутствуют мельчайшие железо-никелевые шарики, очень похожие на те, которые встречаются и в тектитах. Возможно, в момент взрыва железо-никелевого метеорита его расплавленные металлические брызги смешиваются с раскаленными жидкими массами кварцевого песка.

Большие залежи силикагласа были найдены в 30-х годах текущего столетия в Ливийской пустыне. Они занимают овальную площадь; ее наибольший диаметр 130, наименьший 53 км. В 200 км от этих залежей были найдены многочисленные куски такого же стекла, стеклянные наконечники копий, кварцитовые топоры и другие каменные орудия древних обитателей этой местности.

Казалось бы, в районе обильных залежей силикагласа должны быть огромные метеоритные кратеры. Однако самые тщательные поиски не увенчались успехом. Не найдено здесь и ни одного тектита. Связь между силикагласом и тектитами остается невыясненной.

Некоторые тектиты встречаются в песке и глине третичной эпохи. Другие обнаружены в ледниковых отложениях. По мнению сторонников космического происхождения тектитов, стеклянные метеориты несколькими роями выпали на Землю миллионы лет назад, в конце третичного или начале четвертичного ' периода нашей эры.

С другой стороны, сходство тектитов с силикагласом заставляет многих считать тектиты продуктом переплавления земного песка при падении на Землю в далеком прошлом крупных метеоритов. Разрушительное действие воды и ветра стерло следы древних метеоритных кратеров и разрушило даже осколки метеоритов. Но весьма стойкие стеклянные тектиты сохранились до сих пор как безмолвные свидетели давних падений метеоритов.

Советский исследователь Д. П. Малю-га обнаружил, что в тектитах количественные отношения некоторых элементов (железа, кобальта, меди, никеля и других) очень схожи с теми, что в земных осадочных породах, но зато резко отличаются от обнаруженных в каменных метеоритах. Это говорит как будто о земном происхождении тектитов. К тому же возраст их невелик — всего около 10 млн. лет. Между тем возраст большинства метеоритов в десятки и сотни раз превышает первый.

До последнего времени на территории нашей страны не удалось найти ни одного тектита. Но в 1975 г. кандидат геолого-минералогических наук П. В. Флоренский сообщил, что в одном из районов Северного Приаралья он нашел загадочные образования, весьма напоминающие тектиты.

Урочище Жаманшин, где они обнаружены, представляет собой круглую впадину диаметром около 10 км. Ее невысокий вал разрушен эрозией, а вокруг вала встречаются перемешанные и разрыхленные породы — последствия взрыва, образовавшего воронку. Вулканическое ее происхождение исключается: здесь нет изверженных пород, но зато внутри воронки найдены многочисленные стеклянные камешки размером от 2 мм до 3 см. Некоторые из них напоминают застывшие брызги, другие имеют весь- -. ма причудливую форму, но несомненно, что формировались они при температуре не менее 1700—2000°, вдвое превышающей температуру лавовых излияний. Кроме того, обнаружены куски черных и шлакоподобных образований размером от 10 см до 1 м, не похожих на вулканические стекла. Короче говоря, тщательное исследование показало, что урочище Жаманшин — типичная, сравнительно небольшая астроблема.

Среди стекловидных образований, найденных внутри этой астроблемы, особое внимание ТТ. В. Флоренского привлекли темные стекловидные камешки, напоминающие осколки почти черного бутылочного стекла. По химическому составу (недостаток щелочей, избыток кремнезема и глинозема) и другим свойствам П. В. Флоренский пришел к выводу, что они представляют собой тектиты. Так как астроблема Жаманшин находится в бассейне реки Иргиз, то эти тектиты были названы иргизитами.

Однако некоторые советские ученые считают, что иргизиты — всего лишь им-пактиты земного происхождения, то есть стекловидные образования из земных силикатных пород, возникшие при ударе метеорита. Родина же тектитов — космос. Их крайняя обезвоженность, сравнимая лишь с обезвоженно-стью ядерных шлаков, включения метеоритного железа и другие особенности свидетельствуют, по мнению Г. Г. Воробьева, о том, что тектиты никак не могли образоваться в земных условиях. Около десяти лет назад американские исследователи нашли в тектитах бадделеит — минерал, встречающийся в искусственных стеклах. Это новая загадка тектитов еще более осложняет решение проблемы их происхождения. По мнению П. В. Флоренского, иргизиты возникают в основном из земного вещества при взрывном воздействии упавшего метеорита, хотя возможна в них и примесь метеоритного материала.

Если нрав Г. Г. Воробьев, тектиты представляют собой особый класс стеклянных метеоритов. По мнению автора этих строк, тектиты образовались из поверхностных силикатных пород планеты Фаэтон при тех ядерных взрывных процессах, которые когда-то погубили эту планету.

Как бы там ни было, открытие астроблем и тектитоподобных образований на территории нашей страны имеет огромное научное значение. Исследования этих объектов по существу лишь начаты, и, несомненно,нас еще ждут многие сюрпризы.

Феликс Зигелъ

Фото. Иргизиты, найденные П. В. Флоренским