26.05.2023. - Каменный шквал сметал все на своем пути

Каменный шквал сметал все на своем пути

В издательстве "Бомбора" выходит книга геолога и космохимика Тима Грегори "Метеориты". ТАСС публикует отрывок о том, что было после столкновения с Землей небесных тел размером от нескольких сотен метров до полутора километров "Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир" — компактная книга: меньше 300 страниц. В ней Тим Грегори пишет обо всем, про что большинство слышало хотя бы краем уха: вымирании нептичьих динозавров, булыжнике, взорвавшемся над Челябинском и во всех смыслах наделавшем шуму, "летописи" Солнечной системы, которую хранят камни с небес. Эти и другие темы разобраны в книге глубже, чем в типичной статье из интернета, но без лишнего занудства и с большой любовью к предмету. В приведенном отрывке речь идет о катастрофах прошлого, чьи следы все еще различимы.

В 1961 году на северных границах бывшего Советского Союза был произведен самый страшный взрыв, когда-либо осуществленный нашим биологическим видом, — взрыв водородной "Царь-бомбы". Она была в 3 тыс. раз мощнее бомбы, в 1945 году сброшенной на Хиросиму, бомбы, которая вызвала такие разрушения и унесла столько жизней. Мощь "Царь-бомбы" трудно представить себе даже с цифрами в руках — зная, что грибовидное облако после взрыва поднялось в небо на 70 км (в семь раз выше Эвереста), что стекла из окон вылетали на расстоянии в 900 км от эпицентра (физик Александр Чернышев писал в брошюре "Рекордный советский взрыв", что стекла выбило на острове Диксон в 780 км от эпицентра — прим. ТАСС) и что вызванное взрывом землетрясение трижды обежало планету. Вот лишь одна подробность: запалом для такой водородной бомбы послужил такой же ядерный заряд, как и взорванный в Хиросиме (неясно, имел ли в виду автор только принцип действия, но мощность взрыва первой ступени составила 1,5 Мт, то есть примерно в 100 раз больше, чем у сброшенного на Хиросиму "Малыша" — прим. ТАСС). Представьте, какой силы должен быть взрыв, если обычная атомная бомба служит для него лишь детонатором. Это какой-то чудовищный гротеск. "Царь-бомба" — хорошая мерка, с которой можно сравнивать энергии, высвобождаемые при падении астероидов.

Столкновение с телом диаметром около 120 м — примерно как знаменитое лондонское колесо обозрения "Око Лондона" и чуть меньше, чем "потенциально опасный объект" по классификации NASA, — привело бы к мгновенному выделению энергии трех "Царь-бомб". В земной коре образовался бы кратер поперечником около 1,6 км. За 75 тыс. лет, которые прошли с тех пор, как люди начали рисовать на стенах своих пещер, Земля испытала с полдюжины таких ударов. В межпланетном пространстве намного больше маленьких астероидов, чем крупных, поэтому с ростом размеров тел вероятность их столкновения с Землей быстро уменьшается. Представим себе на минутку астероид диаметром около 300 м, то есть размером с Эйфелеву башню. Такие тела сталкиваются с Землей в среднем раз в 80 тыс. лет, а это означает, что с тех пор, как на Земле появился человек современного типа, наша планета испытала пару подобных событий. Столкновение с объектом такого размера — по стандартам NASA они формально относятся к опасным — оставило бы после себя кольцевой кратер чуть меньше 6 км в диаметре. В нем мог бы поместиться городок средних размеров. Выделилась бы энергия, эквивалентная 46 "Царь-бомбам".

Если бы на Землю обрушился один из 900 потенциально опасных астероидов поперечником более километра, энергия взрыва составила бы уже 1 600 "Царь-бомб", а диаметр кратера — 16 км. Внутри такого кратера свободно мог бы расположиться большой город. На таких масштабах даже "Царь-бомба" уже становится незначительной и не годится в качестве мерки — теперь мы должны думать о воздействии взрыва на всю планету в целом.

Возможно, самый поразительный пример ударного кратера на Земле — метеоритный кратер в Аризонской пустыне в США. Это чашеобразное углубление диаметром примерно в 1,2 км выглядело бы вполне уместно на поверхности Луны. Его кольцевая кромка возвышается над лежащей вокруг плоской пустынной равниной, обрываясь ко дну кратера почти 200-метровой отвесной скальной стеной. С высоты Аризонский метеоритный кратер выглядит как будто кто-то уронил гигантский шарик от подшипника на мягкий пластилин (в таком сравнении нет ничего удивительного, так как именно это, только в очень большом масштабе, и произошло). Внутри же кратера у вас легко может разыграться приступ клаустрофобии — горизонт, куда ни посмотри, со всех сторон подступает слишком близко.

Пустыня, окружающая кратер, засорена обломками метеоритного железа. За последние тысячелетия люди — начиная с американских индейцев, почитавших куски странного металла священными, — собрали его здесь несколько тонн. Все эти осколки железного метеорита носят общее название "Каньон Дьявола", по имени ущелья рядом с кратером. Это металлические обломки главного метеоритного тела, оторванные от него во время полета сквозь атмосферу. В момент контакта с почвой поперечник главного тела составлял всего 40 м, но, так как оно состояло из железа (то есть было вдвое тяжелее, чем обыкновенный камень такого же размера), здесь, посреди Аризонской пустыни, его невозможно было спутать ни с чем. Массовый сбор обломков метеорита "Каньон Дьявола" начался в конце XIX века; по стечению обстоятельств один такой обломок попал в химическую лабораторию Клера Паттерсона, и именно на нем Паттерсон выполнил свои измерения количества первичного свинца, которые впервые позволили вычислить точный возраст Земли.

Случай с "Каньоном Дьявола" — Аризонским метеоритным кратером — выглядит странно потому, что найти сохранившиеся обломки столкнувшегося с Землей астероида вблизи ударного кратера удается исключительно редко. Даже от огромного астероида, вызвавшего мел-палеогеновую катастрофу, не осталось достоверных фрагментов. Энергия, выделяющаяся при взрыве, почти всегда полностью превращает вошедший в атмосферу объект в пар, разносит его буквально на атомы и рассеивает в воздухе на огромные расстояния. Обычно следы исходного тела сохраняются только на химическом уровне. Однако "шрапнель", образовавшаяся при падении Аризонского метеорита, чудесным образом выжила в огненном полете сквозь атмосферу — дождь обломков выпал на больших расстояниях от места удара. Поскольку столкновение произошло сравнительно недавно (кратер можно назвать молодым), обломки не успели заржаветь и разрушиться в почве.

Зачастую бывает трудно найти не только сохранившиеся фрагменты небесного камня, но и ударные кратеры, образовавшиеся после столкновения с астероидом. Время быстро стирает их с поверхности планеты, не оставляя почти никаких следов: их кольцевые стенки сравниваются с уровнем почвы, внутренние чаши заполняются отложениями. Поверх их историй появляются новые геологические записи. Но все-таки до конца память о них не исчезает — геологические методы и инструменты помогают извлечь ее из-под земли.

Аризонский метеоритный кратер сравнительно невелик. По поверхности Земли, без сомнения, рассеяно еще много кратеров сравнимых с ним размеров, но не так хорошо заметных. Они терпеливо ждут, пока их разыщут пытливые геологические умы будущего. Большинство известных нам ударных кратеров никак не проявляют себя на земной поверхности: посреди ландшафта не высятся кольцевые стены, рельеф местности не содержит чашеобразных котловин, и вокруг не валяются россыпи небесных камней. Истории этих кратеров записаны в "каменной летописи" гораздо менее заметными знаками — как в случае гигантского ударного кратера на полуострове Юкатан.

Нердлинген

В средневековом баварском городке Нердлинген в Германии аисты выкармливают птенцов в больших гнездах, которые они вьют на высоких и крутых крышах из красной черепицы. Город со всех сторон обнесен крепостной стеной, построенной больше 800 лет назад. В его центре находится церковь Св. Георгия. Ее великолепная 90-метровая колокольня (которую горожане любовно называют по имени — Даниэль) возвышается над лабиринтом петляющих улочек. С колокольни открывается чудесный вид на окрестные поля. Традиционная уравновешенность старинной германской архитектуры и холмистые зеленые пейзажи скрывают историю некогда случившейся здесь и записанной в подземной каменной летописи катастрофы: здесь расположен огромный ударный кратер Рис.

Примерно 15 млн лет назад — или меньше 5 мин. нашего 24-часового геологического дня — на этот баварский ландшафт обрушился астероид. Судя по размерам ударного кратера, его поперечник должен был составлять около полутора километров — вдвое больше нынешней Нердлингенской крепостной стены. Удар такого камня, хоть и во много раз меньшего, чем гигантский астероид Чиксулуб, все равно событие заметное. В одно мгновение при взрыве обрушившейся с неба горы выделилась такая же энергия, как при взрыве 5,5 тыс. "Царь-бомб", — и земля превратилась в ад. Миллиарды тонн каменной породы подверглись воздействию таких температур и давлений, каких никогда не могли бы вызвать земные геологические силы. Грохот взрыва разнесся на тысячу километров вокруг.

На всей окружающей территории почва вздыбилась в мощном землетрясении. Небольшие дефекты породы — попадающиеся в ней трещины или мелкий гравий — действовали как точки сопротивления ударным волнам, рикошетом их отражая и заставляя обтекать себя подобно воде, которая огибает форштевень корабля. Ударные фронты, изгибаемые в разных направлениях этими миниатюрными дефектами, деформировали скальную породу, создавая разломы, напоминающие по форме конические рожки мороженого, причем вершины этих конусов выходили из породивших их дефектов. Эти разломы, называемые "конусами разрушения", — прямые улики, непреложные доказательства ударных событий, так как они могут образовываться только при крайне высоком и мгновенно действующем давлении. Есть еще только один альтернативный способ создать конусы разрушения: устроить подземный ядерный взрыв.

Конусы разрушения (их еще называют конусами сотрясения) указывают на ударный кратер не в метафорическом, а в буквальном смысле. Вершина конуса разрушения всегда направлена туда, откуда распространялась сейсмическая ударная волна, как будто на камни нанесены маленькие стрелки (я счастливый обладатель прекрасного конуса сотрясения: нашел его еще студентом во время полевых работ в районе ударного кратера Рис. Вот уже шесть лет он стоит на моем ночном столике). Составляя карты направлений, в которых ориентированы конусы разрушения в районе Нердлингена, геологи определили положение эпицентра удара: в нескольких километрах к северо-востоку от города. Здесь и произошел чудовищный взрыв, и, как и породы полуострова Юкатан, скальные участки земной коры, окружающие Нердлинген, в полной мере испытали его невероятную мощь.

Когда на поверхность обрушился первый дождь каменных осколков, все они устремлялись в направлении, противоположном эпицентру удара, катясь по земле или пропахивая в ней длинные борозды, как гвозди, оставляющие царапины на доске. Этот каменный шквал сметал все на своем пути. В течение нескольких секунд каменные обломки друг за другом оставляли в породе глубокие царапины, и на открытых поверхностях, где самих обломков сегодня уже нет, эти следы все еще заметны. Это одни из самых редких и причудливых геологических структур, которые мне когда-либо приходилось видеть: направленные в разные стороны от эпицентра взрыва, как спицы велосипедного колеса, проделанные за какие-то доли секунды борозды.

Столб раскаленного пепла с каплями расплавленного камня поднялся над местом катастрофы и через несколько часов после взрыва покрыл поверхность серо-бежевым слоем зювита (на моем ночном столике рядом с конусом разрушения лежит и кусочек нердлингенского зювита). Из блоков этого материала сложены многие исторические здания в Нердлингене, включая и церковь Св. Георгия вместе с башней Даниэль. Нердлинген не просто выстроен внутри ударного кратера: он отчасти выстроен из этого кратера. Нердлингенским архитекторам и рабочим было невдомек, что они строят дома из одного из редчайших видов камня на нашей планете. Пользуясь им для возведения зданий, они не могли еще ничего знать о его необыкновенном происхождении и о том, сколько удивительных секретов этот камень в себе скрывает.

Когда взрывная волна от чудовищного удара прошла сквозь почву, атомные структуры в каменной породе были смяты и сжаты в самые причудливые и необычные конфигурации. В результате они мгновенно образовали новые невиданные сочетания. Появились экзотические минералы вроде шокированного кварца. Были среди них и алмазы. В зювитовые блоки, из которых построены нердлингенские дома, вкраплены бесчисленные микроскопические бриллианты, различимые в мощные микроскопы. Поистине таких городов, как Нердлинген, больше нет.

Источник