Метеоритите се разделят на три основни групи: железни, желязно-каменни (сидеролити) и каменни (аеролити). Железните са изградени почти изцяло от желязо и никел. Каменните са два основни вида – хондрити и ахондрити. Хондритите съдържат малки сферични частици, известни като хондрули, които могат да бъдат дълги от 1 до 10 mm и са късове от минерали, често метални. Интересни са карбонатните хондрити, които съдържат не само карбонати, но и органични вещества. Всички познати метеорити, тежащи над 10 тона, са железни (най-големият аеролит, паднал в Манджурия през 1976 г. тежи 1766 kg), но не винаги е лесно да се идентифицира метеорит само по неговия външен вид – често само най-опитните геолози разпознават космическите тела.
Най-големият известен досега метеорит все още се намира там, където е паднал през праисторическите времена – в Груутфонтеин, близо до Хоба Уест, Намибия. Той тежи най-малко 60 тона. Не е планирано метеоритът да бъде преместван, но до неотдавна е бил под защитата на войските на Обединените нации. Вторият по размери метеорит е Ахникито, който бил открит в Гренландия през 1897 г. и сега се намира в планетариума Хайден, Ню Йорк.
На 30 юни 1908 г. космическо тяло ударило Земята в района на р. Подкаменна Тунгуска, изкоренявайки дървета на площ, над 20 пъти по-големи от тази на Москва. За щастие тялото се е взривило над безлюден район и е било сравнително малко. Едва през 1927 г. се осъществила първата експедиция до тази местност, където все още дървета стояли обгорени и нови не били израстнали. Изследователите не открили нито кратер, нито матеоритни останки. Предполага се, че космическото тяло е било съставено от лед, т. е. в небето на Тунгуската тайга се е взривило ядрото на малка комета. Друг известен удар на метеорит станал също в Русия (Сихоте-Алин) на 12 февруари 1947 г. Този път обаче били намерени множество малки кратери и останки от метеорита. Съвременните научни методи позволяват да се определи възрастта на метеоритите. Изглежда, че те са на около 4.6 милиарда години – толкова, на колкото е самата Слънечва система. Когато вземете едно парче метеорит, вие държите в ръцете си материал, който е скитал между планетите милиони години, преди да падне на нашата планета – Земята.
Таблица 1 Някои по-големи метеорити
Една от най-древните известни катастрофи на Земята, при която възникнало гигантско цунами, обиколило няколко пъти планетата и причинило истински потоп, учените свързват с удар на астероид с предполагаем диаметър 32 km. Гари Биерли и Хиаогант Хи от Университета в Луизиaна и Джоузеф Ууеден от Станфорд намерили следи от този сблъсък в едни от най-старите скали, познати на Земята – в Западна Африка и Северозападна Австралия.
Учените предполагат, че удар, причинен от космическо тяло с такива размери, би унищожил всичко на повърхността на Земята. Първо горещият поток от разтопени скали и вряща вода убива голяма част от живите същества на планетата, а след това оцелелите станали жертва на гигантските вълни цунами. Последвали години с много студени зими, причинени от частиците прах, който се издигнал след удара в атмосферата и дълго време закривал Слънцето. „Каквото и да е оцеляло, то се е намирало дълбоко в скалите или под повърхността на Земята“ – писал Биерли през 1986 г.
До този момент екипът от учени е установил, че вътрешността на Слънчевата система е била свидетел на две големи космически катастрофи – преди 3,8 милиарда години (следи са запазени в кратерите на повърхността на Луната, Марс и Венера) и преди 3,5 милиарда години. Втората е оставила следи в скалите на Земята, които изучава Биерли. Тези масивни ранни сблъсъци на Земята с космически тела са подобни на този, за който се предполага, че е унищожил динозаврите преди 65 милиони години. Предполага се, че на всеки 100 милиона години Земята претърпява големи космически удари.
Метеоритни кратери
Известна представа за древните космически катастрофи дава изследавнето на най-големите метеоритни кратери, които са запазени в съвремения релеф на Земята. За такива се приемат необикновените пръстеновидни геоложки структури, получили името „астроблеми“ („звездни рани“). В тяхната вътрешност се наблюдава радиална деформация на пластовете от раздробени скали и минерали, несъответстващи на дадената зона, както и други признаци, свидетелстващи за мощността на взривния удар.
Понастоящем на Земята са открити над 100 такива пръстеновидни структури, приличащи на вулкански калдери. Така например се предполага, че заливът Сейнт Лоурънс (Св. Лаврентий) в Канада е част от гигантски метеоритен кратер с диаметър около 290 km.
Метеоритните кратери обикновено се делят на два типа. Първият са ударните кратери с диаметър не повече от 100 м. Те се образуват при частично раздробяване и изхвърляне на скална маса вследствие на падане на относително малки метеорити, летящи със скорост не повече от 2,5 km/s. Вторият тип са взривните кратери, възникващи при взривяване на метеорит в момента на сблъсъкването му със земната повърхност. Скалната маса, подложена на метеоритен взрив, се разцепва от конични пукнатини. Върховете на пукнатините, т.е. конусите на разрушаване, сочат посоката, откъдето е дошла ударната вълна.
Най-големия от доказаните метеоритни кратери е Попигайската котловина. Тя се намира в басейна на река Хатанга (Сибир), в долината на нейния десен приток – река Попигай. Размерите на вътрешния кратер са 75 км, а диаметърът на външния достига 100 км. Предполага се, че катастрофата е станала преди 30 милиона години. Космично тяло с голяма скорост е пробило седиментната покривка с дебелина 1200 м и се е спряло в скалите, образуващи основата на Сибирската платформа. По предварителни данни енергията на взрива е достигнала 1023 Дж, т.е. била е 1000 пъти по-голяма от енергията, отделена при най-силния известен вулкански взрив на Земята. Изхвърлените по време на взрива на метеорита едри скални късове с кристалинна структура от основата на платформата са се разпръснали на разстояние до 40 км от ръба на кратера. Взривът от удара на космическото тяло предизвикал разтопяване на скалите, в резултат на което се образувала лава с високо съдържание на SiО2 (65 %), рязко отличаваща се по състав от типичните дълбочинни базалтови лави на Сибирската платформа.
През 1920 г. известният финландски учен-геолог П. Ескола обърнал внимание на лавата около езерото Янисярви, разположено на 95 км от град Сортавала. То има размери 14 на 26 км и вероятно е древен метеоритен кратер. За това свидетелстват и двете скалисти лавови островчета в центъра на езерото.
В Германия е добре изследван кратерът Риз, в който е разположен град Нордлинген. Кратерът се е образувал в резултат на удар и взривяване на огромен метеорит преди приблизително 15 милиона години. Възникналата котловина има диаметър 20 км. Сеизмопроучвателната работа, проведена в котловината, доказала, че под 35-метровия пласт езерни утайки е скрита вътрешна подземна котловина. Нейната дълбочина не е по-малка от 700 м, а диаметърът е около 10 км. Кратерът е запълнен с раздробена, спечена и частично разтопила се скална маса. В момента на взрива са били изхвърлени до 20 млн. m3 скална маса.
Към „младите“ критери (с възраст до 15 милиона години) се отнасят кратерът Босумтви в Гана (Западна Африка), в който има езеро (диаметър 9,8 км и дълбочина 350 м) и Чаб на полуостров Унгава в Канада (диаметър 3,4 км и дълбочина 390 м).
През 1871 г. в САЩ проведели изследвания на кратер с диаметър около 1,2 км и дълбочина 170 м. Валът около кратера се извисявал на 40-50 м. Това е т. нар. Дяволски каньон в щата Аризона. Според легендата на местните индианци, той се е образувал там, където в далечното минало се спуснал бог с огнена колесница. В радиус от около 10 км били открити голям брой отломки от железен метеорит с тегло приблизително 20 тона. Опитите да се намери основната маса на метеорита във вътершността на кратера не се увенчали с успех. Енергията, освободена при удара на метеорита, се равнява на енергията, отделена при взривяване на 3,5 милиона тона тротил.
В Южна Африка е открита интересната пръстеновидна структура Вредефорт. Тя е образувана от гранитен купол с диаметър около 40 км. Куполът е заобиколен от венец от древни утаени скали с ширина 16 км. Тези данни позволяват да се пресметнат размерите и скоростта на падане на астероида, станал причина за образуване на този пръстен. При скорост 20 км/сек той би трябвало да има диаметър 2,3 км и тегло 3.1010 тона. Енергията на падането му е била приблизително 50 пъти по-голяма от енергията на най-силните земетресения.
В Южен Тексас (САЩ), в басейна на Сиера Мадре, сред скална маса, образувана от древни морски утайки, има пръстеновиден вал с диаметър 10 км. Вътре в котловината скалните пластове лежат почти хоризонтално и само в центъра са разкъсани от купол, съставен от варовици, който се издига на 450 метра. На това място пластовете са силно разрушени, а във варовика са открити конични системи от пукнатини, пердизвикани от мощната ударна вълна. Американският геолог А. Кели смята, че в дадения случай астроблемата се е образувала вследаствие на падане на комета в древния океан, който тук е имал дълбочина 2-3 км. Ядрото на кометата се е ударило с космична скорост в земната кора, предизвиквайки гигански взрив. Удърната вълна намалила силата си във водата и на дъното на океана предизвикала катастрофални разрушения само в епицентъра. Едновременно с това в океана се образувала огромна водна фуния-въртоп. Взривът за миг отместил водната маса. Водата увлякла със себе си дънните утайки и ги отложила като пръстеновиден вал. Освободеното изведнъж от хидростатичното налягане морско дъно се издуло в центъра и се издигнало. При размиването на водната фуния водата донесла обратно размътения материал, който образувал нови пластове утайки. Те изравнили релефа на подводния кратер. След десетки милиони години океанското дъно станало суша и кратерът бил подложен на разрушителните екзогенни процеси.
В Антрактида, в Земята на Уилкс, е установена скрита под ледовете гигантска астроемблема с диаметър около 240 км. Нейното откриване имало голямо значение за утвърждаване на хипотезата за образуване на тектитите – загадъчни по своя произход тъмнозелени стъкловидни скални късове. Едни изследователи ги смятат за особен клас метеорити, други – за продукт от вулкански изригвания на Луната. Американският учен В. Бърнс предполага, че тектитите се образуват от разтопена скала при удара на големи метеорити, изхвърлена с чудовищна сила от кратера. Кратерът, открит в Антарктида, се намира точно в центъра на Австрало-Тасманийската дъга, изобилстваща с тектити. По този начин хипотезата на В. Бърнс получи ново потвърждение.
С падане на метеорит се свързва и най-голямото находище на никел Садбъри в Канада. Рудният басейн Садбъри има елипсовидна форма с размери 60 на 27 км. Той е разположен на повърхността на Канадския кристален щит, който е образуван от гранити и кварцити. Басейнът има слоеста структура: най-отдолу лежат рудоносни скали – микропегматити, диорити и др., над тях – туф опанинг, покрит с пластове глинести шисти и пясъчници. Неотдавна била предложена хипотезата, че басейнът Сатбъри се е образувал в резултат на падането на гигантски метеорит преди 1700 милиона години (възрастта е определена чрез методите на абсолютната геохранология). Очевидно сблъскването с такъв метеорит е предизвикало вулканска дейност с изригване на разтопена маса от голяма дълбочина, съдържаща голямо количество метали.
Има данни, че в далечното минало в някои случаи метеоритният дъжд е бил с изключително висока плътност и е обхващал огромни площи. Падането на такъв дъжд придобивало характера на страшно стихийно бедствие. Така например в Северна Америка, над крайбрежието на Атлантическия океан, в полуостров Флорида, паднал вероятно един от най-големите астероиди. В щатите Северна и Южна Каролина била направена аерофотоснимка, на която се виждат голям брой кръгли и яйцевидни, подобни на фунии ями, приличащи на кратери с метеоритен произход. Големите кратери са около 140 хиляди, като над 100 от тях имат диаметър над 1,5 км. Невъзможно е да се определи броят на по-малките. Предполага се, че те са над половин милион. Площта, бомбардирана от метеорити, е достигнала 200 000 km2. Кратерите са разположени като дъга, в центъра на която сега се намира град Чарлстон. По-голяма част от отломките на астероида паднали в Атлантическия океан. Според други предположения в атмосферата над Флорида вследствие на прегряване се взривил голям астероид с диаметър окоол 10 км и маса 1000-2000 милиарда тона. Парчета от него са се разпилели върху площ с радиус над 1000 км.
Както вече споменахме, сред големи космически явления, засегнали Земята, особено място има падането на Тунгуския метеорит, което е било наблюдавано от човека. Сумирането на всички данни позволява да се твърди, че събитията през 1908 г. са предизвикани от сблъсъка с неголяма комета. На 5-10 км над Земята станал взрив с колосална енергия, отговаряща на взривяването на не по-малко от 3 милиона тона тротил, т. е. 100 пъти по-силен от атомния взрив в Хирошима и Нагазаки. Според изчисленията скоростта, с която Тунгуската комета се врязала в атмосферата на Земята, била от 30 до 40 км/сек. Преди момента на взрива тя намаляла до 16-20 км/сек, а масата на взривилото се тяло било няколко десетки хиляди тона (останалото се изпарило преди взрива). Температурата в предната част на главната удърна вълна достигнала 100 000°С, т. е. превишила десетки пъти температурата на повърхността на Слънцето.
Изгорялата гора и слабите обгаряния, получени от малкото очевидци, намиращи се на разстояние стотици километри от епицентъра, дават известна представа за термичния ефект на взрива. На мястото на катастрофата са намерени само голям брой изключително дребни сферички с размери десетки микрони. Това са изстинали капчици разтопен метал или силикат, влизащи в състава на твърдите примеси в ядрото на кометата. В района, където паднал метеоритът, не били открити никакви следи от повишена радиоактивност. Няколко дни след катастрофата било наблядавано необичайно светене на небето, което се разпространило като ивица от мястото на падането до Британските острови. То било предизвикано от веществата от опашката на кометата, попаднали в атмосферните слоеве. Рязкото понижаване, прозрачността на атмосферата, регистрирано две седмици по-късно, най-вероятно може да се обясни с праха, изхвърлен в горните слоеве на атмосферата след взрива.
По своите мащаби Тунгуската катастрофа е сравнима с такива големи, известни или предполагаеми, катастрофи като взривяването на калдерата на вулкана Крака тау, изригването на Санторин, свързано с гибелта на Атлантида, или с такива земетресения, каквито са Чилийското и Гоби-Алтайското.
Таблица 2 Някои важни метеоритни кратери
Ще се сблъска ли голям астероид със Земята през 2880?
Учени открили астероид с диаметър 1 км, който с вероятност 1:300 ще се удари в Земята след 875 години (16 март 2880). Според Дж. Джорджини от лабораторията на НАСА във Калифорнийския институт на технологиите в Пасадена предполагаемият „сблъсък между 1950 DA (каталожния номер на астероида) и Земята няма да е толкова притеснителен. Дори и да изглежда, че ще има такова събитие, ние имаме много време и много възможности да отклоним астероида от пътя му“. Съвременното ниво на астрономията и изчислителната техника позволява да се определи не само времето, но и точното място, където ще падне космичното тяло. Дали ще има сблъсък? Предстои ни да узнаем.
Метеорити, паднали в България
На българска територия от ХVІІІ в. досега са известни по писмени свидетелства или като конкретни обекти в музейни колекции 6 сигурни падания на метеорити. Повечето от тези метеорити се съхраняват в метеоритната колекция към Музея по минералогия, петрология и полезни изкопаеми на Геолого-географския факултет на Софийския университет „Св. Кл. Охридски“ (табл. 3). Интерес представлява наблюдаваното метеорно явление от 28 април 1904 г. (18 часа и 20 минути) над селата Врабево, Дебнево и Гумошник в Троянско, последвано от падане на метеоритен дъжд. Явлението е било съпроводено от силни звукови ефекти като гърмежи, бучене, тътен и фучене. Твърди се, че движението на метеорното тяло било от север на юг. Общо били намерени 6 къса с тегло 5669 g (3815 „Врабево“; 1475 „Гумошник“; 253 „Дебнево“; 83; 26 и 17 g). Полето на разсейване на метеоритния дъжд във вид на елипса се оценява на 3-4 кm в посока север-юг (по-голямата ос) и на 2-3 кm в посока изток-запад (по малката ос). Два екземпляра (вторият и третият по размери) с неправилна полиедрична форма се съхраняват в метеоритната колекция на Музея по минералогия, петрология и полезни изкопаеми на Софийския университет „Св. Кл. Охридски“.
През 1956 г. у нас се създава Център по метеоритика към Българската академия на науките. От особено важност е отпечатаната още през същата година "Инструкция за наблюдаване на падането е за сбиране на метеорити". Всичките от изучените и описаните паднали и намерени на българска територия метеорити са отнесени към групата на каменните метеорити - хондрити.
Таблица 3 Известни метеорити от територията на България
ЛИТЕРАТУРА
- Резанов, И. Големите катастрофи в историята на Земята. С., Наука и изкуство, 1983.
- Рhilip’s. Atlas of the universe, Patrick Moore
- http://news.nationalgeographic.com
- www.BulgarianMeteorites.com