071 Подземная горная цепь ударного кратера Чикшулу

Раздел 4 СЕВЕРНАЯ АМЕРИКА


071 Подземная горная цепь ударного кратера Чикшулуб (Мексика)

На северо-западе полуострова Юкатан находится ударный кратер* (астроблема) Чикшулуб диаметром 300 км, образовавшийся 66 млн лет назад в результате падения большого астероида или кометы. Кратер, скрытый под 600-метровым слоем осадочных пород, расположен в штате Юкатан (Мексика), причем половина его спрятана в земле полуострова, половина — под дном Мексиканского залива. На суше края астроблемы перфорированы «голубыми колодцами» с водой — сенотами, которые сообщаются друг с другом в границах подземной системы пещер. Согласно математической модели и геофизическим исследованиям, в момент падения небесного тела в центре кратера образовалась мгновенная гора (купол), которая тут же оплавилась и сформировала пиковое кольцо — горную цепь вокруг средней части кратера диаметром 180 км. Высвободившаяся при ударе энергия вызвала глобальную экологическую катастрофу, погубившую 75 % всех видов животных и растений Земли, в т.ч. динозавров.
_______________________________

* Ударный кратер — углубление с приподнятыми краями, появившееся на поверхности небесного тела при падении тела меньшего размера. Крупный ударный кратер (более 2 км в диаметре) на поверхности Земли называют астроблемой.

Горы формируются на протяжении десятков, сотен миллионов лет в тектонически активных областях, т.е. в местах движения и деформации внешней, твердой оболочки Земли (литосферы). При сталкивании гигантских литосферных плит их края трескаются и приподнимаются, образуя тектонические — складчатые (Гималаи) либо глыбовые (Алтай) горы. Помогает их формированию и подступающая из земных недр расплавленная горная порода — магма, подпирающая, но не изливающаяся на поверхность. «Достраивают» горы землетрясения, осадки, ветер, перепады температур. Помимо тектонических, еще бывают вулканические горы (Фудзияма), которые возникают в процессе извержения вулканов в тех местах, где магма прорывает земную кору.

Есть еще один механизм чрезвычайно редкого (одного-двух в миллион лет) образования гор в астроблемах. К сегодняшнему дню обнаружено ок. 150 астроблем, эродированных и разрушенных. Рассматривать на их примере процесс горообразования можно лишь с большими оговорками. Но всё же один ударный кратер с горным кольцевым пиком сохранился в первозданном состоянии — это Чикшулуб. Сохранился он лишь потому, что оказался под толщей молодых пород и отложений. Открыт кратер был случайно (1978 г.), хотя и закономерно.

В 1970—1990 гг. ученые разных стран занимались тремя проблемами, которые, в конце концов, сошлись именно на Чикшулубе.

1. Палеонтологи дискутировали о причинах массовой гибели динозавров. Л. Альварес, В. Альварес и А. Хильдебранд предложили гипотезу о вымирании гигантов в конце мелового периода (65 млн лет назад) из-за упавшего астероида. Ученые указали на присутствие в образцах юкатанского грунта иридия, превышавшего норму в 15 раз, который мог попасть на Землю в таких количествах только с небесным телом, а также «шокового кварца» и тектитов (стеклянных шариков), образовавшихся при сверхвысоких давлениях и температурах в момент удара астероида о поверхность планеты. Тот факт, что Чикшулуб имеет ударную природу, был подтверждён также и на основании гравитационной аномалии, расположенной внутри кольцеобразной структуры. На основании указанных доказательств учёные обвинили в гибели динозавров астероид, оставивший после себя Чикшулуб.

2. Группа геологов (А. Окампо и др.) обратила внимание на четкий — неестественный полукруг шахтовых сенотов, образованных в местах обвалов сводов подземных известняковых пещер Чикшулуба. Как оказалось, колодцы располагались на линии тектонических разломов по периметру кратера. Пещеры возникли вследствие удара астероида, вытеснившего глубинную породу на поверхность Земли, а сами колодцы проточили вода и время.

3. Геофизики А. Камарго и Г. Пенфилд, искавшие залежи нефти под дном Мексиканского залива, на карте магнитной съемки, проводимой с борта самолета, также обнаружили полукруг, напоминающий древнюю вулканическую кальдеру.

Сведя все данные воедино, ученые Камарго, Пенфилд, Окампо, Хильдебранд, а также техасский журналист К. Бьярс пришли к выводу, что круг диаметром 180 км — это ударный кратер (хотя это было пиковое кольцо, а сам кратер оказался диаметром 300 км). Изучив образцы буровых растворов, ученые установили, что возраст и свойства астроблемы соотносятся со временем массового мел-палеогенового вымирания динозавров. Кратер назвали по портовому городу Чикшулуб-Пуэрто, расположенному в его центре. Чикшулуб с языка майя переводится как «блохастый дьявол» или «демон клещей».

Были построены математические модели, описавшие взаимодействие астероида с земной поверхностью и формирование ударного кратера, «Удар астероида был настолько сильным, что он заставил поверхность Земли плескаться вверх и вниз, как жидкость». Теоретические выводы были подтверждены в 2016—2019 гг. изучением каменного гребня (пикового кольца) под дном Мексиканского залива, для чего взяли пробы с 670-метровой отметки.

По расчетам, кратер образовался в результате падения со скоростью 25 км/с небесного тела размером в поперечнике 10—15 км. Астероид пробил дыру в земной коре глубиной 30 км и диаметром 80 км. При ударе выделилась энергия, эквивалентная взрыву 5 млрд ядерных бомб в Хиросиме. При взрывных давлениях в миллионы атмосфер и температурах 10000 ;С астероид испарился, а горные породы превратились в плазму, выплеснулись, образовав мгновенную гору (купол) в центре кратера высотой 10—20 км, после чего гора оплавилась, растеклась и через несколько минут сформировала пиковое кольцо диаметром 180 км высотой несколько сот метров. Подобное можно увидеть, когда упавшая в воду капля порождает всплеск и расходящиеся от него круги.

Одновременно с горообразованием возникло т.н. космогенное цунами высотой 100 м, несколько раз обогнувшее Землю. Планету пробила мощная ударная волна, вызвавшая пожары, тектонические подвижки и извержения вулканов. В атмосферу и в космическое пространство было выброшено громадное количество углекислого газа, серосодержащих аэрозолей, сажи, пыли, раздробленной породы, которые экранировали солнечный свет и привели к кислотным дождям, ядерной зиме и массовой гибели живого. На долгое время температура на континентах упала на 28 °C, в океанах — на 11 °C.

В течение суток после падения астероида кратер покрылся 600-метровым слоем угля и угольного пепла, расплавленной брекчии (горной породы, сложенной из сцементированных обломков), донного песка, мелкого гравия, а поверх осадочных пород гранитными валунами из недр земной коры. Всё это за миллионы лет покрылось еще и известковыми отложениями. Остывшее и затвердевшее дно и пиковое кольцо кратера представляют собой слой импактита — горной породы с весьма необычными геохимическими свойствами, которые изучают в настоящее время ученые Мексики, США, Германии и др. стран.