Астроблеми Землі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломна робота

Астроблеми Землі

Зміст

Вступ

Розділ 1. Загальна характеристика астроблем Землі

1.1 Вплив метеоритних бомбардувань на земні процеси

1.1.1 Метеоритне кратероутворення як фактор розвитку планети

1.1.2 Вплив метеоритних вибухів на клімат і життя на Землі

1.1.3 Метеоритне бомбардування як природне явище

1.2 Метеорити і метеоритне кратероутворення

1.2.1 Класифікація і зовнішній вигляд метеоритів

1.2.2 Морфологія і класифікація метеоритних кратерів

1.2.3 Стадії формування метеоритного кратеру

1.2.4 Шоковий метаморфізм

1.2.5 Корисні копалини астроблем

Розділ 2. Регіональна характеристика астроблем Землі

2.1 Тунгуська катастрофа

2.2 Сіхоте-Алінський залізний метеоритний дощ

2.3 Імпактна структура Чіксулуб

2.4 Арізонський кратер

2.5 Кратер Нордлінгер Ріс

2.6 Бовтиський кратер

2.7 Іллінецька структура

Висновки

Література

Додатки

Вступ

тунгуський метеорит кратер

Метеоритні кратери або астроблеми (від грецького astron - зірка, blema - рана) утворюються в результаті падіння метеоритів. Зоряні рани - форми рельєфу, які мають безпосередньо космічне походження. Вони представлені поряд із такими кільцевими структурами як карстові провалля, грязеві вулкани, маари, вулканічні кратери і кальдери, що утворились в результаті вулканічних вибухів. Однак астроблеми це не тільки форми рельєфу, а і геологічні структури.

Вивчення метеоритних структур Землі розпочалось порівняно недавно. До 60-х років ХХ століття, крім декількох малих кратерів і кратерних полів, був відомий Арізонський кратер діаметром 1.2 км. Згодом в ряді країн були відкриті багаточисельні метеоритні кратери. Таким чином, метеоритні кратери широко поширені на Землі, як і на інших тілах Сонячної системи.

Метеоритне кратероутворення відіграло велику роль в еволюції нашої планети. Протягом тривалої історії свого розвитку Земля неодноразово зазнавала метеоритних бомбардувань, які залишали на ній численні „шрами” у вигляді кратерів. Їх утворення суппроводжувалося глобальними катастрофами - гіганська газопилова хмара зависала над усією поверхнею Землі, закриваючи її від Сонця, огортаючи темрявою і холодом. Припинявся процес фотосинтезу і як наслідок - вимирання рослинного і тваринного світу, тобто відбувалась радикальна перебудова всього органічного світу.

Оскільки вибухи великих метеоритів впливають на клімат і структуру земної кори в глобальному масштабі, це висуває дану проблему в ряд найактуальніших завдань сучасної геології і планетології. Вивчати проблеми метеоритного кратероутворення допомагають не тільки безпосередні дослідження земної поверхні, а й дані порівняльної планетології. Різні підходи взаємодоповнюються, допомагаючи розширити наші уявлення про ті впливи, яких зазнавала Земля протягом своєї історії.

Питання вивчення метеоритних структур виходить за межі тем, які являють інтерес для вузького кола спеціалістів, і повинні стати надбанням найширших кіл людей, що займаються питаннями природознавства.

В останні десятиліття особливо зріс інтерес до родовищ корисних копалин, що приурочені до астроблем, оскільки з ними бувають пов'язані найрізноманітніші корисні копалини: алмази, хроміти, мідь, горючі сланці тощо.

Метеоритне кратероутворення має вплив на розвиток не лише окремих компонентів природи, а й на розвиток географічної оболонки в цілому. Цим я аргументую вибір теми бакалаврської роботи. Тема „Астроблеми Землі” має багато протиріч, здогадок і таємниць. Це минуле нашої планети, сучасне і її майбутнє. І на даний час ця тема мало відома багатьом геологам, географам, геоморфологам, тобто спеціалістам, які можуть зустріти їх при польових роботах. Все це і спонукало мене до написання цієї роботи.

РОЗДІЛ 1

Загальна характеристика астроблем Землі

1.1 Вплив метеоритних бомбардувань на земні процеси

1.1.1 Метеоритне кратероутворення як фактор розвитку планети

Протягом мільярдів років свого розвитку Земля неодноразово зазнавала метеоритних бомбардувань, які залишали на ній численні «рубці» у вигляді кратерів. Їх утворення супроводжувалося глобальними катастрофами - гігантська газопилова хмара зависала над усією поверхнею Землі, закриваючи її від Сонця, огортаючи темрявою і холодом, припиняючи фотосинтез. З наслідками цих грандіозних катаклізмів сучасні дослідники пов'язують певні етапи в історії нашої планети, коли вимирала біота, відбувалася радикальна перебудова всього органічного світу.

Вивченню проблем метеоритного кратероутворення допомагають не тільки безпосередні дослідження земної поверхні, а й дані порівняльної планетології та астрономії. Різні підходи взаємодоповнюються, допомагаючи розширити наші уявлення про ті впливи, яких зазнавала Земля протягом своєї історії.

Ударне кратероутворення - важливий, а часом вирішальний чинник формування поверхні планет земної групи, Місяця, супутників Юпітера і Сатурна, а також багатьох інших тіл Сонячної системи. Земля за час свого існування постійно зазнавала метеоритного бомбардування. Водночас висока активність процесів, які відбуваються в глибинах нашої планети і на її поверхні, спричинює швидке знищення структур. Утворених внаслідок такого бомбардування, або зумовлює їх поховання у товщах осадових порід.

Цілеспрямовані пошуки таких структур почалися з другої половини минулого століття. Вони привели до відкриття близько 160 кратерів (у т.ч. й на території УКЩ) на всіх континентах.

Однак, за підрахунками спеціалістів, за останні 2 млрд. років Земля зазнала близько 100 тис. метеоритних ударів, які могли утворити кратери більше 1 км в діаметрі, близько 600 метеоритів, результатом яких могли бути кратери діаметром більше 5 км, і близько 20 із ще більшими ( 50 км і більше) кратерами, тому зрозуміло, що нам відома лише незначна частина астроблем, які виникли за другу половину життя Землі.

Діаметр земних метеоритних кратерів коливається у широких межах: від десятків метрів до 300 км. Що ж до їхнього віку, то, скажімо, Сіхоте-Алінський кратер утворився 1947 року, Стерлітамакський - 1990 року, а гігантська імпактна структура Вредефорт у Південно-Африканській Республіці налічує 2023 млн. років. Аналіз опублікованих списків кратерів свідчить про те, що переважна більшість з тих, що збереглися, утворилися у фанерозої, тоді як докембрійських кратерів знайдено лише 11.

Щоб відновити картину метеоритного бомбардування Землі, використовуються дані про поширеність та вік імпактних структур на Місяці, на поверхні якого залишилися сліди кратероутворення приблизно за 4,5 млрд. років. Згідно з цими даними, в історії кратероутворення на планетах земної групи виокремлюється період їх раннього важкого бомбардування, який розпочався у часи утворення твердої оболонки Землі і закінчився 3,9 млрд. років тому, і період менш інтенсивного бомбардування, що триває й досі. Під час раннього бомбардування Землі на її поверхні утворилося близько 200 гігантських кратерів діаметром від 1000 км і більше, подібних до ударного басейну Моря Дощів на Місяці. Однак жодні сліди цих кратерів не збереглися або ми їх ще не виявили.

Отже, метеоритне бомбардування відіграє важливу роль на ранніх стадіях розвитку Землі. Метеоритні кратери мають важливе значення для датування різних структурних поверхонь. Метеоритне бомбардування являється спільним процесом для формування рельєфу поверхні і структури кори планет земної групи, в тому числі і Землі. Не виключено, що в догеологічну стадію становлення Землі метеоритне бомбардування було найголовнішим процесом її розвитку. На жаль, сліди цього бомбардування стерті наступними геологічними подіями - тектонічними рухами, метаморфізмом, магматизмом, водною і вітровою ерозією. В.Е.Хаін (за [1]) вважає, що на цьому етапі провідним процесом було бомбардування Землі великими метеоритами і астероїдами, які і обумовили формування кратерних кільцевих структур, і можливо, вилив базальтових магм в їх межах із осередків в неглибокій астеносфері.

Дослідженнями М.С.Маркова і В.С.Федоровського (за [1]) було показано, що метеоритне бомбардування зробило суттєвий внесок в енергетику ранньої Землі. Згідно їхніх даних утворення кратера Манікуаган (Канада) діаметром 100 км супроводжувалось раптовим вивільненням енергії, рівної близько 1023 Дж, що в 1000 разів перевищує щорічну енергію всіх землетрусів на Землі. Орієнтовні розрахунки показують, що внесок в енергетику Землі високошвидкісних ударів складав 3•1023 ерг/год, що в 3 рази більше сумарного сучасного теплового потоку Землі.

Метеоритне бомбардування повинно було супроводжуватись і масовим магматизмом. В результаті падіння метеоритів виникали продукти плавлення, оскільки біля 1/3 енергії ударів йде на плавлення речовини кори і мантії.

Через підвищену тріщинуватість кори і підйом мантійних діапірів відбувалося заповнення западин, пов'язаних з метеоритним бомбардуванням, продуктом так званого ініціативного вулканізму.

М.С.Марков і В.С.Федоровський своїми дослідженнями показали (за [1]), що процес метеоритного бомбардування відіграв величезну роль в геодинаміці ранньої Землі. Найважливішими його наслідками є:

1. Порушення монолітності земної кори і утворення її підвищеної тріщинуватості.

2. Виникнення теплових аномалій.

3. Поява неглибоких осередків плавлення і заповнення западин продуктами ініційованого вулканізму.

4. Перерозподіл і перемішування речовини кори і мантії ( в тому випадку, якщо остання на ранніх етапах розвитку Землі залягала неглибоко) і поява своєрідних змішаних порід типу місячного реголіту.

1.1.2 Вплив метеоритних вибухів на клімат і життя на Землі

Оскільки на пам'яті людства, вірніше, тієї цивілізації, історія якої нам відома, не було подібних геологічних подій, то в більшості випадків приходиться співставляти ефекти метеоритних вибухів з наслідками вулканічних вивержень або землетрусів або ж використовувати ті відомості, які в спотвореному, перебільшеному і переказаному вигляді існують в легендах, наприклад, вже не раз писали про те, що біблійна легенда про всесвітній потоп, ймовірно, має в основі історичні події, і багато авторів схиляються до думки про те, що можливо причиною катастрофічних злив міг бути удар метеорита.

При утворенні невеликого метеоритного кратера, наприклад такого як Ріс, випаровувалось біля 10 км3 гірських порід. Пара на великих висотах, очевидно, конденсувалася, в результаті утворились скляні кульки, від мікронних до, можливо, міліметрових розмірів. Ці міріади непрозорих кульок повинні були затримувати і відбивати сонячні промені. Найдрібніші з них могли роками триматися в повітрі. За підрахунками А.Майєра та Р.Дачилля (за [2]), екранування сонячних променів вуаллю сконденсованих парів кратера Ріс могло знизити середньорічну температуру Землі на 2,6 -26°С. Перше з цих чисел здається більш ймовірним, так як зниження середньорічної температури на 26° означало б глобальну біологічну катастрофу, яка для цього часу (14-15 млн. років тому) не зафіксована по геологічним даним. Але тут є ще одне питання - який час проіснувала пилова вуаль в атмосфері? Точної відповіді на це питання поки що не існує.

В журналі «Природа» (1986 р.,№1) опубліковано серію статей геологів , які займались питаннями впливу імпактних подій на тваринний і рослинний світ. А.С.Алєксєєв (за [2]) навів криву піку вимирання вимирання морських тварин за останні 600 млн. років за Л.М. Вам-Валеном.

Рис. 1.1. Варіації ступеня вимирання морських тварин у фанерозої за Л.В. Ван-Валеном [2].

Піки показують найбільшу імовірність вимирання у відносних одиницях.

Найбільше катастрофічне вимирання в фанерозої приходиться на межу пермі і тріасу. Відомо, що такий збіг був на межі крейди і палеогену. Це пояснюється зіткненням Землі з великим астероїдом, що і дало іридієвий пік. У відповідь на заперечення палеонтологів, які вважали, що вимирання взагалі-то відбувається постійно і навряд чи потрібно надавати великого значення цим фактам. А.С.Алєксєєв провів статистичний аналіз вимирання всіх типів фауни. Виявилось, що при фоновому рівні вимирання 2,2 % в маастрихті (кінець крейдового періоду) зникло 16,3% родин. На межі крейда-палеоген зникло 43,9% родів при фоновому числі 9,6%. Вимирання видів близько до 90%. Пізніше, в палеогені, зростає швидкість появи нових родів, але таксономічна різноманітність початку маастрихта була перевищена лише через 12-20 млн. років.

З утворенням астроблем наука пов'язує одну досить цікаву обставину.в кінці 80-х років ХХ ст. з'явилась і розробляється гіпотеза, що пояснює масову загибель великих рептилій - динозаврів, спричинену падінням великих небесних тіл. Більше сотні видів динозаврів - найбільших тварин на Землі - зникли з лиця нашої планети 65 млн. років назад на межі крейдового і палеогенового періодів. Масова загибель цих живих організмів, пануючих на протязі 150 млн. років, пояснюється лише катастрофою глобальних масштабів.

Це явище пояснюється теорією Дарвіна - внутрішньовидової боротьби за існування, інтенсивною вулканічною діяльністю, випаданням кислотних дощів, зміною нахилу земної осі, падінням великих метеоритів, астероїдів. Астероїдна теорія, викладена лауреатом Нобелівської премії Луїсом Анваресом, в останні роки отримала досить широке визнання і підтримується багатьма дослідниками. Початок розробки астероїдної гіпотези слід віднести до виявлення в Іспанії нідерландськими геохіміками Я.Смітом і І.Хертогеном в суміжних шарах крейдового і палеогенового віку підвищеного вмісту іридію і осмію. Аномальна їх кількість була виявлена в земній корі в Італії, на дні Балтійського моря і Атлантичного океану - всього у 80 пунктах. Характерним виявився той факт, що всі іридієві аномалії були приурочені до одних і тих же геологічних шарів, які утворилися 65 млн. років тому на межі крейдового і палеогенового періодів.

Причиною підвищеного вмісту елементів платинової групи іридію і осмію можуть бути, на думку астрономів і геологів, кам'яні метеорити - вуглисті хондрити. Встановивши цю залежність, можна передбачити, що утворення іридієвих аномалій на Землі пов'язано з космічними причинами. Радянський вчений В.А.Бронштен (1987) вважає, що глобальна катастрофа на Землі може бути обумовлена падінням порівняно невеликого астероїда. Згідно вченого, для глобальної катастрофи на Землі, масової загибелі тварин і збагачення земної поверхні іридієм і осмієм достатньо падіння небесного тіла не більше 10-15 км діаметром. Розрахунки показали, що падаючи на Землю зі швидкістю 20 км/с, десятикілометровий астероїд може утворити астроблему діаметром 150 км. Породи кратера вибухом виносяться в атмосферу і пил на тривалий період оточує Землю суцільною хмарою, що не дає можливості проходити сонячним променям.

Згідно уявлень В.А.Бронштена (за [1]), ця хмара пилу викликала різке похолодання на нашій планеті. Теоретично розраховано, якщо кількість сонячної енергії, знизити на третину, то температура знизиться на 30°С. Падіння метеориту таких розмірів призводить і до порушення озонового шару - екрана, що захищає все живе на Землі від згубної дії короткохвильової радіації, а також до утворення окисів азоту, підвищена концентрація якого є смертельною для всього живого.

Таким чином, причиною масового вимирання рептилій 65 млн. років тому, на думку В.А. Бронштена, є падіння на Землю небесного тіла, що привело до різкого зниження температури через екранування сонячного світла шарами пилу, до руйнування озонового шару і отруєння оточуючого середовища окисами азоту.

Наслідки космічних катастроф можуть проявитись не тільки у вигляді вимирання. В районі Тунгуської катастрофи після 1908 р. різко збільшився річний приріст всіх дерев і лише в кінці 80-х років, за словами Н.В.Васильєва та ін., цей «вибух» акселерації спав. За детальними статистичними підрахунками цієї ж групи авторів, мурахи одного із видів, що мешкають в районі, дещо змінили зовнішній вигляд і стали більших розмірів, тобто відбулась мутація.

Не зважаючи на досить часте падіння метеоритів, вони не завдали значної шкоди людині. Зафіксоване лише одне достовірне повідомлення про попадання метеорита в людину. Цей випадок стався в штаті Алабама (США) 30 листопада 1954 р. в кімнату, де відпочивав після сніданку на дивані фермер, влетів кам'яний метеорит вагою близько 4 кг. Пробивши стелю кімнати він рикошетом відскочив від радіоприймача і вдарив фермера в стегно (Б.Мейсон.1965) (за [9]).

У лютому 1948 року метеорит вагою понад 1000 кг впав на кукурудзяне поле в штаті Канзас (США). Спостерігачі відбулися легким переляком.

За повідомленнями газети «Известия», 27 жовтня 1937 року в Татарстані впав 54-кілограмовий метеорит за 4-5 м від жінки, яка працювала в полі. Повітряна хвиля була настільки сильною, що збила її з ніг і контузила.

Рис. 1.2. Розподіл усіх падінь метеоритів, що спостерігались, за місяцями

Передбачити падіння метеоритів дуже важко. Імовірність збільшення падіння метеоритів можлива щорічно у квітні-липні, коли Земля проходить через область , насичену метеоритами. Частота падіння їх суттєво знижується в жовтні-грудні. Пік падіння припадає на 15-16 години, а найменше їх падає між 3 і 4 годинами ночі (рис. 1.2).

Сказане, звичайно, не пояснює всіх різноманітних наслідків метеоритних вибухів. Але, на що слід звернути увагу, то це те, що наслідки падіння метеоритів - і далекі, і безпосередньо наступні за вибухом - можуть мати дуже великий вплав на природні процеси Землі. Імовірність падіння астероїдів на Землю оцінюється по-різному: одні вважають, що кожні декілька мільйонів років падає один астероїд діаметром 0,1-1,0 км, інші вважають, що кожний мільйон років падають три астероїди діаметром більше 1 км. Імовірні інтервали падіння астероїдів діаметром 10 км від 40 до 60-100 млн. років.

1.1.3 Метеоритне бомбардування як природне явище

На даний час відомо, що траєкторія боліду поблизу Землі залежить від кута його входження в атмосферу. При кутах ,близьких до вертикальних, він впаде на Землю. При русі по дотичній його траєкторія залишається прямолінійною. При пологих кутах, близько до 17°, болід може повернутись в космос, відскочивши від щільних шарів атмосфери. Але такі падіння відбуваються дуже рідко в середньому 1 раз на 100 років.

Найчастіше під час падіння метеорити розбиваються. Під час польоту в умовах щільної атмосфери метеорит від тертя повітря розігрівається і плавиться його фронтальна поверхня. Розплав миттєво здувається, утворюючи димовий слід метеорного пилу, який складається з мікроскопічних кульок метеоритної речовини. Всередині метеорита зберігається космічний холод, завдяки чому в деяких випадках, зразу ж після падіння невеликого метеориту і застигання кори плавлення, на траві навколо нього осідає іній. Якщо метеорит невеликий, то він може практично повністю розсипатись в атмосфері. Великі метеорити (боліди) під час польоту через атмосферу втрачають лише невелику частину маси.

Під час падіння невеликого метеорита іноді чути лише легкий свист. Так було, коли влітку 1977 року в с. Горлівка на газон впав невеликий (2 кг) метеорит, який при падінні зрізав гілку з дерева.

Падіння - явища завжди раптові і досить часто інформація про них не збирається належним чином.

Одним із найбільш вивчених та ефектних явищ є падіння Сіхоте-Алінського метеорита. 12 лютого 1947 року в 10 год. 36 хв. ясною сонячною погодою вздовж західних відрогів хр. Сіхоте-Алінь з гуркотом пролетів яскравий болід, який залишив позаду себе стовп диму. В селах вздовж його траєкторії відкривались двері, вилітало скло із вікон, обсипалась зі стелі штукатурка, із печей вилітало полум'я, тварин охопила паніка.

Вогненна куля, що пролетіла по небу, мала яскравість вольтової дуги, хвіст диму мав червонуватий відтінок. Надвечір на небі залишався широкий слід диму, який поступово розпливався. Під час падіння боліда відбувся потужний вибух, набагато кілометрів навколо застукотіло віконне скло, через 1-2 секунди відбувся ще ряд вибухів. Але меншої сили, а за ними тріск, який нагадував кулеметні постріли. Впродовж декількох хвилин після вибуху було чути гул.

Під час падіння метеорита, крім звукових явищ, відбуваються і світлові. Так після падіння Тунгуського метеорита спостерігалося світіння атмосфери, при якому ввечері можна було читати газету на всіх середніх широтах Євразії.

Під час падіння великих метеоритів виділяється величезна кількість енергії. Так Земля отримує 5,2·1024 Дж/год сонячної енергії за рік, сейсмічна енергія складає в середньому1,0·1019 Дж/год. Вся ця енергія виділяється за рік, тобто за 31,5·106 сек. При утворенні метеоритного кратера земна кора отримує енергію на багато порядків вищу - для кратера діаметром 0,922 км - це 1018 Дж, при діаметрі 28 км - 1022 Дж, при діаметрі 72 км - 1024 Дж. При цьому вся енергія виділяється за тисячні долі секунди або за декілька секунд. Тому енергетичний рівень імпактного процесу не можна порівнювати ні з якими земними геологічними процесами. До речі, не виключено, що вивільнена теплова енергія може акумулюватись у мантії Землі й повертатися через сотні або тисячі років назад на Землю, що може суттєво впливати на її клімат.

1.2 Метеорити і метеоритне кратероутворення

1.2.1 Класифікація і зовнішній вигляд метеоритів

Як уже зазначалось, метеорити бувають залізні (сидерити) і кам'яні (аероліти). Існує ще проміжний клас залізокам'яних метеоритів (сидероліти), які падають значно рідше (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Співвідношення різних типів метеоритів серед падінь і знахідок ( без врахування знахідок в Антарктиді)

До класу залізних належать метеорити, які складаються повністю зі сплаву заліза з нікелем. Кам'яні метеорити на зламі дуже часто нагадують шматки земних гірських порід. Частіше всього вони мають попільно-сірий колір. Однак зрідка падають метеорити, які мають темний і навіть чорний колір всередині, а ще рідше світлі, майже білі всередині. До залізо-кам'яних належать метеорити, в яких нікелисте залізо складає близько половини маси всього метеорита. Воно розсіяне більш або менш крупними включеннями по всій масі метеорита, або ж утворює цілісну сітку, ніби губку.

Основною ознакою метеоритів є кора плавлення, яка утворюється в результаті руху метеорита в земній атмосфері. Вона представляє собою затверділий тонкий підплавлений шар речовин метеорита і, подібно до тонкої шкаралупи, з усіх сторін вкриває метеорит, якщо звичайно він не розбився або не розколовся при падінні. Особливо добре видна кора плавлення на кам'яних метеоритах. Зазвичай вона має чорний колір і матову поверхню, товщина кори плавлення незначна і досягає лише 1-2 мм. Деякі метеорити бувають покриті чорною, виблискуючою , ніби покритою лаком корою зі зморшкуватою структурою. Дуже рідко падають метеорити, вкриті напівпрозорою корою, крізь яку просвічується внутрішній вміст метеорита.

На залізних або залізокам'яних метеоритах помітити кору важче. Місцями на метеоритах спостерігаються ділянки, де кора майже відсутня, вона ще в повітрі злущилась і видно лише білий блискучий метал - нікелисте залізо.

Зазвичай метеорити мають неправильну, уламкову форму. При цьому кидається в очі загальна згладженість і сплавленість виступаючих частин метеорита; гострих кутів або ребер на них майже не спостерігається, але нерідко метеорити мають і округлу форму і навіть майже правильну конусоподібну, так звану орієнтовану форму, що нагадує головку снаряда. Таку форму, наприклад, має кам'яний метеорит Каракол, його вага 3 кг, впав в 1840 р. 9 травня, а також метеорит Репєєв Хутор, що впав 1933 року 8 серпня в Астраханській області. Бувають метеорити з багатогранною формою, що нагадує величезний кристал. Таким є метеорит Тімохіна, вагою 48,6 кг, впав 1807 року 25 березня в б.Смоленській губернії.

Орієнтована форма метеоритів утворюється в тому випадку, коли метеорит під час руху в земній атмосфері з космічною швидкістю не зазнає подрібнення. Він проходить через всю товщу земної атмосфери, зазнає „обточування” повітрям і , в результаті, набуває орієнтовану (обтічну) форму.

Багатогранні метеорити виникають в результаті подрібнення їх за площинами, так званої, прихованої відокремленості, подібно тому як розколюються земні гірські породи, що дають гладенькі плоскі поверхні.

Характерними ознаками метеоритів є регмагліпти. Це своєрідні ямки на поверхні метеоритів, схожі на вм'ятинки, що зроблені пальцями в м'якій глині; іноді їх називають п'єзогліптами. Регмагліпти мають різну форму: округлу, овальну, дуже витягнуту, але частіше всього багатокутну. Їх розміри коливаються від декількох міліметрів до декількох сантиметрів в поперечнику. Однак регмагліпти зустрічаються не на всіх метеоритах.

Метеорити мають найрізноманітніші форми і вагу. Найбільшим цілим метеоритом в світі є залізний метеорит Гоба, знайдений 1920 р. В південно-Західній Африці, де він і лежить до цього часу. Метеорит має форму чотирикутної плити, розмірами 3х3 м і товщиною біля 1 м. Він важить близько 60 т. Початкова вага визначалась близько 90т. Внаслідок тривалого перебування метеорита на відкритому повітрі під впливом процесів окислення значна частина метеорита з поверхні окислилась і перетворилась в іржу.

Другий за розміром - залізний метеорит Кейп-Йорх, знайдений в Гренландії ще 1818 р. Метеорит важить 33,2 т, його форма нагадує голову гігантського ведмедя.

В 1863 р. В Мексиці було знайдено залізний метеорит Бакубіріто, його вага 27 т, а в 1930 р. знайдено метеорит в Африці вагою 26 т.

В Китаї, на щебенюватому плато поблизу гірського хребта арманти, лежить залізний метеорит, відомий ще з ХVІІІ сатоліття. Його вага близько 20 т. Киргизи і казахи називають його Кумис-Тюл, а китайці - Кумиш Хой Ха. Українською це означає срібний верблюд. У місцевих жителів цей метеорит вважається священним. Так, деякі з метеоритів стали об'єктами поклоніння: метеорит «Чорний камінь» (Аль-хаджар), вмурований в стіну храму Кааба в Мецці (Саудівська Аравія), і на сьогодні залишається головною святинею мусульман.

В світі відомо ще близько двадцяти великих залізних метеоритів, вагою більше 1 тонни. Однак ні один з них не спостерігався під час падіння. Всі вони, або значна частина з них, впали досить давно, про що свідчить значна окисленість їх поверхні.

Досить великі, вагою тонни і десятки тонн, залізні метеорити впали при випадінні Сіхоте-Алінського метеоритного дощу. При ударі об скелясті породи, вони розкололись на тисячі уламків. Найбільший з них важить біля 500 кг.

Серед кам'яних метеоритів, таких великих, як залізні, поки не зустрічали. Лонг-Айленд, знайдений в 1891 р. в США, важить 564 кг, як і Сіхоте-Алінський, розколовся на дрібні уламки.

Серед тих, що збереглися - кам'яний метеорит Парагоулд, впав 17 лютого 1930 р. в США, важить 372 кг; Оханськ - маса 300 кг, впав 30 серпня 1887 р. в колишній Пермській губернії; метеорит Княгиня, вага 293 кг, впав на Закарпатті (Україна) 9 червня 1866 р.; метеорит Кашин, вага 120 кг, впав 27 лютого 1918 р. в колишній Тверській губернії; метеорит Каїнсаз, вага 102 кг, впав 13 вересня 1937 р. в Татарстані.

Із залізокам'яних метеоритів відомо більше, є вагою більше 1000 кг, найбільшим серед них є метеорит Хукіта вагою 2 т, знайдений в 1937 р. в Австралії.

Найменші метеорити мають розміри невеличких крупинок і навіть пилинок. Вони осідають на земну поверхню під час випадання метеоритних дощів. Їх можна зібрати за допомогою магніта. Під час випадання метеоритного дощу Каїнсаз, знайдено дрібний метеорит розміром з лісовий горіх, вагою 7,65 г. Ще менші екземпляри, вагою 1-2 г, були знайдені на Алтаї, після падіння метеоритного дощу 22 травня 1904 р., який називається Телеутське Озеро. В Швеції після метеоритного дощу Гесль - 1 січня 1869 р., знайдено метеорит розміром з горошину, вагою 0,07 г.

1.2.2 Морфологія і класифікація метеоритних кратерів

В окремих випадках, які бувають дуже рідко, може впасти гігантський метеорит. Рухаючись з великою космічною швидкістю, він вдаряється в грунт, відбувається вибух і утворення метеоритного кратера. Імпактний кратер складається з дна, кільцевого валу і центрального підняття. В рельєфі дно імпактного кратера - структура негативна, виникає в місці вибуху, із неї відбувається винесення гірських порід. Дно кратера має різну форму перерізу - плоскодонну, чашоподібну; його будова і форми ускладнюються зі збільшенням діаметру: дно великих кратерів ускладнюється тріщинами, борознами, горбами, центральними горбками. Центральний горбок, або центральний пік, утворюється в кратерах діаметром від 5 до 50 км. Його утворення пояснюється згідно законів механіки пружною віддачею порід поверхні. В кратерах діаметром більше 50 км утворюється система центральних кільцевих піднять.

Кільцевий вал - насипна структура, що оточує кратер. Як правило, він асиметричний, оскільки його внутрішній схил значно крутіший зовнішнього. Об'єм кільцевого валу для метеоритних імпактних структур зазвичай складає 20-40% від об'єму викинутої породи. На земній кулі в даний час відомо біля десятка місць, де знайдено метеоритні кратери. Найбільшим є Арізонський кратер, що знаходиться в США, поблизу каньйона Диявола. Його діаметр 1207 м і глибина 174 м. Навколо цього кратера було зібрано багато тисяч дрібних уламків залізного метеорита, загальною вагою біля 20 т.

Великі метеоритні кратери, діаметром декілька сотень метрів, знайдено в Австралії, Аравії, Південній Америці та інших місцях земної кулі.



Рис. 1.4. Будова метеоритного кратера: а - простого, б - складного; 1 - породи цоколя, 2,3 - брекчія (2 - залишена на місці, 3 - перенесена), 4 - переплавлені змінені породи, 5 - межа зони деформації

За розмірами астроблеми можна класифікувати наступним чином:

Клас астроблем	Діаметр, км
Міні	Від декількох метрів до 10
Мезо	10 - 50
Макро	50 - 100
Мега	Більше 100

Мініастроблеми, або як їх ще прийнято називати, малі кратери - найбільш представлена група імпактних структур на Землі. Найменші з них діаметром до 100 м дуже схожі на карстові лійки, від яких відрізняються наявністю вала, порід із складу алло генної брекчії і метеоритної речовини. До цієї групи належать Соболевська астроблема в Примор'ї, астроблема Кааліярві в Естонії, астроблема Одеса в США (штат Техас) і багато інших імпактних структур. Характерним для всіх цих малих астроблем є проста чашоподібна будова дна кратера. Більші астроблеми, діаметр яких декілька кілометрів, мають дещо складнішу будову.

Їх дно ускладнюється центральним горбком. Особливістю цих кратерів, що відрізняє їх від вулканічних побудов - маарів, утворених в результаті газових вулканічних вибухів, є наявність зони інтенсивного подрібнення і кільцевих розломів, які затухають з глибиною. До групи міні астроблем належать добре вивчені структури: Арізонський кратер в США, Шунакський і Жаманшинський кратери в Казахстані, Пілот - в Канаді.

Мезоастроблеми виявляються в природних умовах зі значними труднощами. Вони схожі на вулканічні кальдери. Відрізняються від останніх наявністю кратерних порід і ознак шок-метаморфізму. Серед астроблем цього класу найбільш вивченими є Бовтиський кратер (Україна), Нордлінгер-Ріс в ФРН (Баварія), Стін-Рівер в Канаді.

Макроастроблеми зустрічаються в земних умовах досить рідко, знайти їх досить важко. Типовим представником даного класу астроблем є Карський кратер, що знаходиться північніше Полярного Урала в передгір'ях хребта Пай-Хой. Серія імпактних порід в цих структурах досить багата і різноманітна, в них добре виражені ознаки шок-метаморфізму.

Мегаастроблеми можна виявити з допомогою космічних знімків, на яких геологами виявляється велика кількість кільцевих структур, що, можливо, мають імпактний генезис. Так, наприклад, Б.С.Зейлик за результатами дешифрування космічних знімків і аналізу геофізичних полів в Казахстані описав наступні гігантські астроблеми - гіаблеми, що потребують подальшого вивчення: Ішимську (Тенізську) діаметром біля 700км; Прибалхашсько-Ілійську діаметром 700км, Токрауську - 250км, Каібсько-Чуйську, Джезказганську та ін. Але всі вони ще недостатньо вивчені.

1.2.3 Стадії формування метеоритного кратеру

Утворення метеоритних кратерів - процес миттєвий і на відміну від тривалих геологічних процесів, його легко змоделювати. Під час падіння метеорита від миттєвого випаровування його і порід відбувається вибух. Експериментальні вибухи найбільш точно імітують цей процес. Такі експериментальні вибухи проводили в лабораторіях США та інших країн. Це дало можливість прослідкувати всі стадії процесу.

Слід сказати, що ударна хвиля під час вибухів великих енергій відрізняється від сейсмічних і звукових хвиль. Перш за все вона не періодична, а являє собою поодинокий імпульс тиску. Швидкість її завжди більша швидкості звуку в породах і залежить від її тиску. Ударна хвиля крім того нна противагу іншим, переміщує за собою середовище, в якому вона рухається. На межі ударної хвилі стрибкоподібно змінюються параметри стану і руху порід.

Під час падіннян на Землю метеорит проникає в грунт, миттєво гальмується і розігрівається до високих температур, при яких він сам і породи навколо нього розплавлюються і випаровуються. Відбувається вибух. Від точки вибуху метеорита поширюється ударна хвиля, яка має кулястий фронт. На поверхні, де шар грунту порівняно невеликий, породи спочатку розпушуються, потім з'являються яскраві язики плазми. Потім покрівля цього міхура розкривається на всі сторони, і тонкі її краї падають на землю в перевернутому положенні (рис. 1.4). це перевернута синкліналь на валу - одна з діагностичних структурних ознак експериментальних і метеоритних кратерів.

В нижній на півсфері ударна хвиля утворює округлу порожнину - первинний кратер, біля стінок якого гірські породи ущільнюються і частково розплавляються. Далі хвиля іде через породи, стискуючи їх. Слідом за хвилею стиснення тиск падає до нормального. Це називається хвилею розрядження. В однорідних породах ударна хвиля поширюється до тих пір, поки її тиск не досягне межі пружності порід або сейсмічного відбиття. В цей момент хвиля відбивається. Фронт відбитої хвилі, яка поширюється вгору, буде захоплювати за собою породи (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Стадії утворення вибухового кратера ( за [2]):

а-в - І стадія - ударне стиснення, розтікання метеорита і ґрунту;

г - ІІ стадія - екскавація і викид ґрунту відбитою хвилею;

д - ІІІ стадія - деформація або заповнення (1 - лійка; 2 - справжнє дно; 3 - видиме дно; 4 - вал брекчії, 5 - лежача синкліналь цокольного валу)

Коли фронт досягне дна первинної порожнини, хвиля припідніме породи дна в центрі кратера. В м'яких осадових породах в центрі кратера утвориться купол, а потім центральний блок підніметься по кільцевій тріщині. Така структура центрального підняття встановлена в кратері Штейнхейм (ФРН). Ця відбита хвиля викидає з кратера вгору хмару уламків, в результаті розширюється первинна порожнина. Коли породи впадуть назад, покриють дно кратера і оточуючу поверхню, кратер отримує кінцевий вигляд і називається видимим кратером. Заглиблення під брекчією називається справжнім кратером.

Дж О'Кіф і Д.Аренс (за [1]) пропонують таку послідовність процесу утворення вибухового кратера:

1) заглиблення в земні породи і гальмування метеорита;

2) вибух і ріст первинної порожнини;

3) стадія екскавації - викид із кратера роздрібнених і розплавлених порід хвилею відбивання;

4) стадія деформації - руйнування стінок і вирівнювання кратера під час пружного розрівнювання земної кори в його центрі (релаксація).

Перші три етапи відбуваються за долі секунди або за секунди, а тривалість четвертого етапу у великих структурах дуже велика ( десятки і сотні мільйонів років).

Основи математичної теорії кратероутворення заклали К.П.Станюкович і В.В.Фединський (за [1]). Вони довели залежність діаметра кратера від енергії метеорита. При масі m і швидкості метеорита х енергія Е = m х2/2, R=E1/3. крім енергії , діаметр (2R) кратера залежить і від інших причин. За даними Б.А.Іванова (за [1]), при утворенні малих кратерів головну роль відіграє щільність порід. Він називає їх кратерами щільності. Для більших структур, починаючи з кілометрових, великого значення набуває сила гравітації. Математично це виражається так ( при R в см, Е - в Дж): для кратерів щільності Е=R3, тобто R=Е1/3, а для гравітаційних Е=gR4. відповідно, в перших енергія, яка йде на кратероутворення, зростає пропорційно R3,а в гравітаційних пропорційно R4. тип процесу утворення кратера залежить і від грунту. В сипучих грунтах кратери, починаючи від кількох сантиметрів утворюються уже за гравітаційним типом. В суглинках режим щільності змінюється гравітаційним при D 60м, в скелистих породах - приблизно з D100м.

Інші вчені, зокрема Масайтіс (за [1]), виділяють три фази утворення кратера (рис. 1.6):

Рис. 1.6. Схема кратероутворення (за [1])

Фази: 1 - стиснення, 2 - екскавації, 3 - ранньої модифікації і заповнення

1.2.4 Шоковий метаморфізм

Чисельні хімічні аналізи найрізноманітніших метеоритів показали, що метеорити складаються із тих же хімічних елементів, які відомі і на Землі. Ніяких нових елементів, які не були б відкриті на Землі, в метеоритах не виявлено. Це ще раз доводить, що всі небесні тіла складаються з одних і тих же хімічних елементів. А з другого боку - метеорити мають ряд особливостей в мінералогічному складі, головним чином у внутрішній структурі. Вони вказують на інші умови утворення метеоритів, порівняно із земними гірськими породами.

В наступній таблиці (табл. 1.1) наведений середній хімічний склад метеоритів різних класів. В таблиці вказані лише ті елементи, які зустрічаються в метеоритах в значній кількості.

Таблиця 1.1

Кларки найпоширеніших хімічних елементів у метеоритах

Назва елементів	Клас метеоритів
	залізні	Залізокам'яні	Кам'яні
Залізо	89,7	49,50	25,60
Нікель	9,10	5,00	1,10
Кобальт	0,62	0,25	0,14
Мідь	0,04	-	0,01
Фосфор	0,18	-	0,10
Сірка	0,08	-	1,89
Вуглець	0,12	-	0,16
Кисень	-	21,30	36,30
Магній	-	14,20	14,30
Кремній	-	9,75	18,00
Натрій	-	-	0,30
Алюміній	-	-	0,76
Кальцій	-	-	1,30
Калій	-	-	0,07
Марганець	-	-	0,18
Хром	-	-	0,14

З таблиці видно, що найбільше в метеоритах поширені слідуючі вісім хімічних елементів: залізо, кисень, магній, кремній, нікель, сірка, кальцій і кобальт. Кисень в метеоритах знаходиться в хімічному зв'язку з іншими елементами. Одна з найхарактерніших особливостей метеоритів в тому, що хоча і кисень має найбільшу частку в їх хімічному складі, порівняно з земними гірськими породами, метеорити є бідними на кисень.

Метеоритний удар руйнує породи земної кори і створює нові породи і мінерали, фізико-хімічні параметри формування яких принципово відрізняються від умов утворення осадових порід. Породи метеоритних кратерів утворюють особливу групу, або формацію, яка була названа В.ФЕнгельгардтом імпактною.

Породи метеоритних структур поділяються на ряд структурно-літологічних комплексів: 1) цокольний - не переміщені породи; 2) коптогенний (імпактний) - кратерні брекчії і переплавлені породи; 3) заповнюючий - постударні осадочні відклади в кратерній заглибині; 4) перекриваючий - пізніше регіонально виниклі породи; 5) ін'єкційний - вторгнення магматичних розплавів.

Магматичні прояви можуть бути поділені на тригерний магматизм, тобто вторгнення магми одразу після удару (при цьому метеоритний удар послужив ніби спусковим гачком) та пізніше проникнення магми, яка використала систему імпактних розломів в ролі підвідних каналів.

Імпактні породи, тобто породи, які виникають в результаті метеоритного вибуху, поділяють на дві групи: переміщенні в результаті вибуху і ті, що залишились на місці - непереміщені. Непереміщені породи залягають на дні кратера і утворюють ауті генні брекчії, які місцями подрібнені до стану гірської муки. Породи ауті генних брекчій дуже порушені тріщинами і деформовані: розліновані, ускладнені конусами руйнування, інтенсивно зігнуті і викручені.. для ауті генних брекчій характерними є текстури конусів руйнування і особливо текстури гріс. Конічна структура утворюється конічними поверхнями, по яким розколюється порода. Текстура гріс (або цементна) - це текстура, в якій гострокутні та овальні уламки порід зцементовані дрібно перетертою масою того ж матеріалу. Породи з текстурою гріс дуже міцні, щільно зцементовані, їх важко розбити геологічним молотком.

До переміщених порід належать аллогенні і «строкаті» брекчії, зювіти і тагаміти (рис.1.7.).

Рис.1.7. Замальовка ударних зколів на уламках аллогенних брекчій

Аллогенні, або літоїдні, брекчії - це подрібнені породи, перенесені повітряним шляхом або ковзання по дну під час вибуху з наступним відкладанням. При всій різноманітності аллогенні брекчії мають ряд ознак, які дають можливість відрізнити їх від звичайних брекчій. Крім великих розмірів уламків і відсутності сортування, для аллогенних брекчій характерна гострокутність всього дрібного уламкового матеріалу, часті пірамідальні форми уламків, і характерний рельєф сколів. В них зустрічаються уламки з гострими, гачкуватими виступами, які не могли зберегтися ні при якому перенесенні. Деякі уламки розбиті рваними тріщинами, в які ніби вторглася матриця, що зцементувала породу. Л.П.Хряніна (за [2]) описує декілька різновидностей аллогенних брекчій:

1. Кліппенові брекчії і мегабрекчії зустрічаються у великих структурах (діаметром більше 20км). Кліппенові брекчії утворюють перервні зони біля внутрішніх бортів кратерних лійок і складені блоками порід від сотень метрів до 1-3 км включно, між якими розміщується дрібноуламковий матеріал. Мегабрекчії зазвичай знаходяться всередині лійки, вистилаючи дно кратерів. Великі брили в них мають розмір до десятків метрів.

2. Брилові, щебенисті, жорствяні брекчії поширені у верхніх горизонтах імпактних товщ і мають розміри уламків від метрів до міліметрів.

3. Псаміто-алевролітові (піщані) брекчії, або контокластити - дрібно уламкові породи типу пісковиків і пісків з окремими уламками або брилами порід.

За кратерні або «строкаті» брекчії були відкриті і детально вивчені навколо кратера Ріс (ФРН). Основну масу їх об'єму складають місцеві. За кратерні породи, які зазнали «бульдозерного ефекту» на глибину 50м (при діаметрі кратера 25км), а потім перенесені на 20-30км від кратера. Уламки в «строкатих брекчіях» мають розміри від сантиметра до півкілометра. Оскільки «строкаті брекчії» складені в основному осадочними породами, що залягали поза кратером, ознаки шок-метаморфізму в них знайти дуже важко: породи з кратера складають незначну частину їх об'єму. Тому їх діагностика в більшій мірі проводиться за їх геологічним положенням.

Які ж існують можливості в польових умовах встановити генезис брекчій? Перш за все від земних звичайних порід ці імпактні утворення відрізняються наявністю ознак шок-метаморфізму, який може виникнути лише під час миттєвої і різкої зміни температурних умов і тиску, обумовлених вибухом. Природно, що різка зміна температури і тиску , викликаних вибухом, повинна призвести до появи новоутворень серед гірських порід. Такими новоутвореними породами є зювіти і тагаміти.

Зювіти - імпактні брекчії з несортованими за розмірами і необкатаними уламками, з вмістом скла плавлення більше 10-15%. За структурою вони подібні до вулканічних туфів і так як туфи, поділяються за складом уламків і вмістом скла на вітро-, кристало- і літокластичні. Розмір бомб і уламків скла - від часток міміметра до 20-30см, вміст їх в породі коливається від 10 до 50-80%. Крім того, розрізняють зювіти зі слідами спікання і без них. Під час вивчення кратера Ріс вони були названі високо- і низькотемпературними (за [2]). Високотемпературні зювіти звичайно переважають в придонних частинах розрізу імпактів. Низькотемпературні - без слідів стікання - перекривають аллогенні брекчії. Цементуюча маса зювітів аналогічна цементу аллогенних брекчій, але іноді ущільнена і збагачена склом. Зювітовий пісок у великих структурах утворює лінзи і поля на поверхні зювітової товщі і має місцями лінзоподібну шаруватість. В оголеному вигляді зювіти являють собою бурі, зеленуваті, сірі брекчії (схожі на туфи), в яких кількісно переважає цементуюча дрібно уламкова маса, що містить уламки гірських порід, а також бомби і ущільнені скляні уламки зі слідами аеродинамічної обробки. Іноді зювіти нагадують ігнімбрити з характерними лінзоподібними уламками скла, що схожі на ф'ямме. Колір уламків скла від фіолетового до темно-сірого. Видозмінені уламки скла іноді мають вигляд білих каолінових уламків. За розмірами уламків зювіти поділяють на: брилові (уламки більше 20см), агломератні (3-20см), лапілієві (1-3см), дрібноуламкові (менше 0,25см)

Тагаміти - це застигші ударні розплави,по суті, це імпактні лави. Вони утворюють дайки, пластоподібні тіла, складчасто-лінзовидні, трубоподібні і неправильної формив аллогенних брекчіях і зювітах. Їх товщі у великих структурах - від часток сантиметра до 100м і більше. Вони схожі із земними магматичними проявами. Крім того зустрічаються тіла тагамітів не схожі з вулканічними товщами, деревоподібні або амебоподібні безкореневі тіла в аллогенних брекчіях і зювітах, а також тонкі, іноді волосковидні прожилки скла товщиною від см до десятих часток міліметра. Тагаміти схожі із лавами або інтрузивними породами, але відрізняються від них неоднорідністю розчинених уламків порід. Під мікроскопом видно, що тагаміти складені склом і уламками гірських порід і мінералів, які мають ознаки шок-метаморфізму.

Оскільки в тагамітах розплавлюються такі тугоплавкі мінерали, як циркон, зрозуміло, що температурарозплавів була не менше 1700-1800єС. Петрографічний вигляд і текстура тагамітів залежать перш за все від ступеня неоднорідності скла (часто змішане скло різного кольору), кількості і ступеня розчинення уламків, а також від ступеня розкристалізації скла. Хімічний склад тагамітів різко відрізняється від лав, схожих з ними за вмістом кремнезему.

Як видно із опису, породи метеоритних кратерів мають риси схожості з рядом земних утворень. Аллогенні брекчії, зювіти, „строкаті брекчії”, схожі на осадочні брекчії, туфобрекчії, вулканогенно-осадові породи, олістостроми, відклади грязьових потоків, льодовикові моренні відклади. Але між ними є суттєві відмінності.

Тагаміти за зовнішнім виглядом схожі на лави, або інтрузивні породи, але відрізняються неоднорідністю будови, плямистим забарвленням і присутністю частково розплалених уламків порід. Під мікроскопом в земних лавах пррисутні мінерали тонкозернистої основної маси. В тагамітах немає ідіоморфних вкраплень, а є лише уламки кристалічних зерен і зазвичай видні в різній ступені переплавлені уламки порід.

Головною відмінністю імпактних порід від земних є наявність ознак шок-метаморфізму, який обумовлений високим тиском і температурою, нехарактерними для земних процесів. Ознаки шок-метаморфізму, отримані експериментально при лабораторних вибухах і ударах з точно відомим піковим тиском і шляхом вивчення зональності шок-метаморфізму в місцях ядерних вибухів, де точно відомі тиск і температури на різній відстані від точки вибуху. Утворення вибухових кратерів характеризується величезним тиском, який досягає мільйонів мегапаскалів, що значно більше не тільки звичайних тектолітних напружень порядку (0,5-1)·102 МПа, але і потужності вибухових вулканічних вивержень, які не перевищують (3-6)·102 МПа. При цьому характерно, що тиск, який виникає під час контакту метеоритного тіла і земних порід, встановлюється на дуже короткий час не тільки в геологічному, але в звичайному людському розумінні, тобто секунди або навіть частки секунди, значно рідше хвилини, наприклад, під час метеоритного дощу. Потім відбувається різке падіння тиску майже до вакууму, але температура підвищується при цьому до 5000єС, а іноді і значно вище.

Спад температури відбувається повільніше, ніж падіння тиску, але швидше, ніж при звичайних геологічних процесах. Вчені не виключають, що речовина при тиску вище 105 Мпа в такому процесі перетворюється в іонну плазму. Згідно погляда М.Денса при тиску вище 2·105 Мпа відбувається повне плавлення порід, а згідно даних Шубера, в зонах атомних вибухів і в метеоритних кратерах під впливом великих енергій відбувається трансмутація елементів і відповідно змінюються їх кількісні співвідношення в новоутвореному склі.

Енергія, яка виділяється при утворенні великих метеоритних кратерів типу Попігайського (1030 ерг) і навіть при утворенні таких невеликих, як Арізонський (1028 ерг), на декілька порядків перевищує енергію найбільших атомних вибухів (1023 ерг).

Таким чином, процеси, які відбуваються в земних гірських породах, при ударному контакті з метеоритним тілом різко відрізняються від звичайних тектонічних процесів короткочасністю, якщо не сказати миттєвістю, протікання, різкими стрибкоподібними перепадами тиску, високотемпературним режимом, високою швидкістю ударних деформацій, що в 1020 перевищує швидкість звичайних тектонічних деформацій. Поряд з цим вони де в чому схожі до вулканічних і, особливо, до сейсмічних процесів. Схожість зі звичайними тектонічними процесами спостерігається в утворенні залишкових деформацій, що виникають після зняття ударних напруг у вигляді розтікання і подрібнення гірських порід.

При проходження фронту ударної хвилі щільність і об'єм мінералів змінюються спочатку поступово, а потім стрибками. Останні обумовленні утворенням більш щільних різновидів мінералів. Виникнення нових різновидів пов'язано з межею тиску, при якому одноосьове пружнє стискання в мінералах переходить у всестороннє гідростатичне. Для кварцу, калієвого шпату, гранату, екстатіту, жадеїту і олівіну ця межа в експериментах починається при 4-8 ГПа. Утворення більш щільних модифікацій більшості мінералів починається при тиску 12-20 ГПа і закінчується при 35-40 ГПа.

Найзручнішим мінералом для спостереження ефектів ударного метаморфізму є кварц, оскільки він не має і в ньому особливо добре видно ударні тріщини. Крім того кварц практично не зазнає вторинних змін. При незначних ударних навантаженнях в кварці з'являється паркетовидне згасання і подрібнення по тріщинах неправильної форми, а потім ударний кліваж, схожий на спайність за двома напрямками. При тиску приблизно до 10ГПа виникають планарні тріщини - тонкі паралельні тріщини з відстанню між ними біля 20мкм, зазвичай відкриті і не завжди рівні. При тиску 10-15ГПа ці тріщини розвиваються в системи закритих планарних елементів. Вони схожі на спайність, але розвиваються в різних напрямках, вони більше зближені ніж спайність. В одній зернині кварцу може бути до 7-9 систем планарних елементів. При збільшенні ударного навантаження від 10-15 до 250 ГПа, кут між полюсами систем планарних елементів і оптичними осями кварцу послідовно зростає. При тиску 12-45 ГПа атоми в решітці кварцу зближуються і він переходить в іншу кристалічну фазу - стішовіт. Це мінерал тетрагональної сингонії, його щільність 4,35г/см3, показники заломлення 1,845-1,799. в хвилі розряження утворюється інша модифікація кварцу - коесіт зі щільністю 2,92-3,01г/см3, показники заломлення 1,60-1,599.

Крім метеоритних структур, коесіт зустрічається у вигляді включень в алмазах і уламках мантійних порід, тобто є глибинним, можливо мантійним мінералом. В приповерхневих умовах коесіт не утворюється, лише в кавернах, які утворюються при ядерних вибухах.