Некоторое представление о древних космических катастрофах дает обследование наиболее крупных метеоритных кратеров, сохранившихся до наших дней.

Следами падения крупных метеоритов на земной поверхности являются необычные кольцевые геологические структуры, получившие название «астроблемы» - звездные раны. Внутри астроблем наблюдаются радиальная деформация пластов раздробленных пород, необычные минералы и другие признаки, свидетельствующие о мощном ударном взрыве. Сейчас на Земле обнаружено более 100 таких кольцевых структур - мест падения гипотетических гигантских метеоритов. Но следует заметить, что кольцевые структуры во многом сходны с нарушениями земной поверхности, возникающими после некоторых вулканических извержений,- вулканическими кальдерами.

Поэтому вопрос о том, является ли данная кольцевая геологическая структура результатом падения метеорита или вулканического извержения, в каждом отдельном случае специально изучается. Происхождение некоторых из них остается дискуссионным на протяжении многих десятков лет. Причем сомнительны наиболее крупные кольца, которые образовались десятки и сотни миллионов лет назад. Так, существует предположение, что залив Св. Лаврентия в Канаде - часть гигантского ударного кратера диаметром около 290 км и глубиной порядка 6 км.

Метеоритные кратеры подразделяются на два типа.

Первый тип - ударные кратеры диаметром не более 100 м. Они образуются при частичном дроблении и выбрасывании горных пород и возникли вследствие падения относительно небольших метеоритов, летевших со скоростью не более 2,5 км/с.

Второй тип - взрывные кратеры, возникающие при взрыве метеорита в момент его соударения с земной поверхностью. Крупный метеорит , подлетающий к Земле со скоростью 3-20 км/с, при столкновении с ней взрывается в результате торможения о горные породы. Вещество его полностью или почти полностью испаряется при взрыве. Взрывные кратеры бывают заполнены раздробленной породой, которая нередко оплавлена. В некоторых наиболее крупных кратерах обнаружены своеобразные породы, получившие название импакитов. Они почти целиком состоят из переплавленных пород, застывших в виде стекла. В небольшом количестве содержатся в них и обломки нерасплавленных пород.

Горные породы, подвергшиеся метеоритному взрыву, разбиваются коническими трещинами. Вершины трещин конусов разрушения указывают направление, откуда пришла ударная волна. Импакиты и конусы разрушения являются доказательством метеоритного происхождения древнего кратера.

Расскажем о некоторых наиболее крупных космических катастрофах на нашей планете.

Самый крупный из достоверных метеоритных кратеров - Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги, в долине ее правого притока реки Попигай. Размеры внутреннего кратера составляют 75 км, а диаметр внешнего достигает 100 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад. Космическое тело с большой скоростью пробило толщу осадков в 1200 м и затормозилось в породах фундамента Сибирской платформы (рис. 3). По предварительным оценкам, энергия взрыва достигала 1023 Дж, т.е. была в 1000 раз больше, чем при самом сильном вулканическом взрыве. Об условиях, существовавших в эпицентре в момент взрыва, можно судить по тому, что в кратере найдены возникшие при катастрофе минералы.

Такие минералы удалось получить искусственным путем при ударных давлениях в 1 млн. бар и температуре около 1000° С. Выброшенные во время взрыва крупные глыбы кристаллических пород фундамента платформы разлетелись на расстояние до 40 км от края кратера. Космический взрыв вызвал расплавление горных пород, в результате чего образовалась лава с высоким содержанием кремнезема (65%), резко отличная по составу от глубинных базальтовых излияний Сибирской платформы.

Второй по величине метеоритный кратер расположен вблизи города Горького. С помощью геологической съемки и буровых работ была обнаружена Пучеж-Катунская впадина диаметром около 100 км, вероятно вызванная падением метеорита.

Диаметр около 50 км имеет Карский кратер на хребте Пай-Хой. Он заполнен образовавшимися при взрыве обломками пород, частично переплавленными и застывшими в виде стекловидной массы.

В 1920 г. известный финский ученый-геолог П. Эскола обследовал северную часть Ладожского озера. Он обратил внимание на необычную лаву около озера Янисъярви, которая по составу очень напоминала импакиты взрывных кратеров. Озеро Янисъярви, расположенное в 95 км от города Сортавалы, имеет размер 14х26 км и, вероятно, является древним метеоритным кратером. В пользу этого свидетельствуют также два скалистых лавовых островка в центре озера.

На Украине обнаружен Болтышский кратер (диаметром около 25 км), возникший в результате падения метеорита более 100 млн. лет назад. Самый древний метеоритный кратер (диаметр 20 км) в нашей стране находится в Карелии, его возраст более 1 млрд. лет,

В Винницкой обл., около села Ильинцы, недавно обнаружен метеоритный кратер диаметром в 4 км. Он образовался около 100 млн. лет назад. Кратеры диаметром 3- 5 км обнаружены к востоку от города Винницы и к юго-востоку от Гдова.

В районе Калуги погребен взрывной кратер с возрастом 250 млн. лет. Поперечник его достигает 15 км.

За рубежом хорошо исследован крупный метеоритный кратер Риз, внутри которого расположен город Дордлинген (ФРГ). Кратер образовался в результате удара и взрыва гигантского метеорита около 15 млн. лет назад. Возникшая котловина достигает в поперечнике 20 км. Сейсморазведочные работы, проведенные в котловине, показали, что под 35-метровым слоем озерных осадков скрыта внутренняя подземная котловина. Ее глубина не менее 700 м, а поперечник около 10 км. Кратер заполнен раздробленной, спекшейся и частично расплавленной породой. Разрыхленная порода, заполняющая кратер, обусловливает некоторое понижение поля силы тяжести по сравнению с окружающей местностью. Такое уменьшение соответствует дефициту массы в кратере 30- 60 млрд. т. Следовательно, в момент взрыва было выброшено до 20 км3
породы.

Во Франции метеоритный кратер Рошешуар (диаметр около 15 км) образовался 150-170 млн. лет назад.

К «молодым» кратерам - возраст до 15 млн. лет - относятся Босумтви в Гане (Западная Африка), в котором расположено озеро (диаметр 9,8 км, глубина 350 м), и Чабб на полуострове Унгава в Канаде (диаметр 3,4 км, глубина 390 м). Метеоритный кратер Ротер Камм, обнаруженный в 1965 г. в Юго-Западной Африке, в 95 км от устья реки Оранжевой, достигает 30 м. Дно кратера засыпано, следовательно, общая глубина его еще больше. Поперечные размеры кольцевого вала, сложенного обломками гнейсов, около 2,4 км, высота над окружающей местностью 90 м. Кратер Локар в Индии имеет поперечник 1,8 км, а глубину 120 м.

В конце прошлого столетия в США были начаты исследования кратера диаметром 1,2 км и глубиной около 170 м. Вал, окаймляющий кратер, возвышается на 40- 50 м (рис. 4). Это - так называемый Каньон-Дьябло в Штате Аризона. Согласно легенде местных индейцев, он образовался в месте, куда в далеком прошлом с неба спустился на огненной колеснице бог. Это наталкивало на мысль о метеоритном происхождении кратера. В радиусе около 10 км были обнаружены многочисленные, весом около 20 т обломки железного метеорита, но, очевидно, они представляют собой лишь ничтожную часть упавшего гигантского метеорита. Попытки найти внутри кратера основную массу метеорита успехами не увенчались; вероятно, он образован железоникелевым метеоритом весом примерно 5 млн. т. Воронка возникла от обломка весом 63 тыс. т и диаметром 30 м; энергия, освободившаяся при его ударе, сопоставима с энергией взрыва 3,5 млн. т тротила.

Группа кольцевых структур метеоритного происхождения известна на острове Сааремаа (Эзель) в Балтийском море. Углубление имеет здесь диаметр 110 м, оно обрамлено валом, образованным из приподнятых пластов доломита высотой 6-7 м. Еще шесть округлых впадин расположено в окрестностях главного кратера на площади 0,25 км2. Их размеры: диаметр 16-20 м, глубина до 4-5 м.

Удивительное кольцо Вредефорт найдено в Южной Африке. Оно образовано куполом гранитов диаметром около 40 км. Купол окружен венцом древних осадочных пород шириной около 16 км. Можно оценить размеры и скорость падения астероида, вызвавшего образование этого кольца. При скорости 20 км/с он должен иметь диаметр 2,3 км и массу 3·1010 т. Энергия его падения примерно в 50 раз превосходила энергию крупнейших землетрясений и соответствовала взрыву бомбы с зарядом 1,4·106 млн. т.

В Австралии находится одна из астроблем - Госсес Блафф. Она представляет собой небольшой холм, окруженный кольцом раздробленных пород, диаметром около 14 км. Возраст 130 млн. лет. В районе Госсес Блафф для исследования строения земной коры проводилась сейсмическая разведка и бурение скважин, было произведено несколько взрывов. Это позволило установить подземный рельеф кратера. На глубине расположена полусферическая чаша радиусом 2,3 км, окруженная более мелкой блюдцеобразной депрессией радиусом около 11 км. Найдены конусы сотрясения, импакиты; энергия ударного процесса составила 1020 Дж.

В Южном Техасе (США), в бассейне Сиерра-Мадре в горных породах, образовавшихся из древних морских отложений, известен вал в виде кольца диаметром около 10 км. В котловине внутри вала слои горных пород залегают почти горизонтально и лишь в центре их прорывает купол, сложенный известняками и возвышающийся на 450 м. Пласты здесь сильно разрушены, а в известняке обнаружены конические системы трещин, вызванные мощной ударной волной. Американский геолог А. Келли считает, что в данном случае астроблема образовалась в результате падения кометы в древний океан, имевший здесь глубину 2-3 км. Ядро кометы с космической скоростью ударило в кору, и произошел гигантский взрыв. Ударная волна, пройдя через воду, ослабла и смогла вызвать катастрофические разрушения дна лишь в эпицентре. Одновременно в океане образовалась огромная водяная воронка: взрыв на какое-то мгновение раздвинул толщу воды. Вода увлекла за собой донные осадки, отложив их в виде кольцевого вала. Освобожденное от гидростатического давления морское дно вспучилось в эпицентре и поднялось. При оседании водяной воронки вода принесла назад взмученный материал, который образовал слои новых осадков, сгладившие рельеф подводного кратера. Через много десятков миллионов лет кратер поднялся на поверхность, где затем разрушился.

В Антарктиде, на Земле Уилкса, найдена скрытая подо льдами гигантская астроблема, имеющая около 240 км в диаметре. Интересна история открытия этого кратера. В 1958-1960 гг. во время работ французской и американской экспедиций здесь были установлены некоторые аномалии силы тяжести. Загадка их разрешилась при сопоставлении данных обеих экспедиций. Район отрицательной аномалии силы тяжести имеет форму круга диаметром 240 км, а сама аномалия очень похожа на те, которые наблюдаются вблизи больших метеоритных кратеров. Удалось установить, что аномалия частично вызвана существованием впадины внутри кратера, а частично - разрыхленными при падении метеорита породами.

Открытие этого кратера имело большое значение для гипотезы об образовании тектитов - загадочных по своему происхождению обломков темно-зеленых стекловатых камней. Одни исследователи считают их особым классом метеоритов, другие - продуктом вулканических извержений на Луне. Американский ученый В. Бернс полагает, что тектиты возникают из горных пород, расплавленных при ударе крупных метеоритов и с чудовищной силой выплеснутых из кратера. Слабым местом этой гипотезы было отсутствие молодых метеоритных кратеров в Австралии и Тасмании, где тектиты широко распространены Кратер, обнаруженный в Антарктиде, оказался как раз в центре Австрало-Тасманийской дуги, изобилующей тектитами. Тем самым гипотеза В. Бернса получила новое подтверждение.

Ряд крупных кратеров метеоритного происхождения найден в последнее время в Канаде. К ним относятся, в частности, кратеры двойного озера Клируотер. Оба озера, по-видимому, образовались от ударов двух метеоритов. Диаметр Восточного Клируотера - около 28 км, Западного - около 32 км. Самой крупной кольцевой структурой предположительно метеоритного происхождения является здесь кольцо Маникуаган-Мушалаган, имеющее диаметр около 65 км.

С падением метеорита связывают крупнейшее месторождение никеля Садбери, расположенное в Канаде.

Рудный бассейн Садбери имеет овальную форму размером 60х27 км. Он располагается на поверхности Канадского кристаллического щита, который сложен гранитами и кварцитами. Строение бассейна напоминает слоеный пирог: внизу залегают рудоносные породы - микропегматиты, диориты и др., над ними - туф опанинг, перекрытый слоями шиферных сланцев и песчаников. Недавно была выдвинута гипотеза о том, что бассейн Садбери появился в результате падения гигантского метеорита 1700 млн. лет назад (возраст определен методами абсолютной геохронологии). К этой гипотезе привели попытки расшифровать происхождение туфа опанинг. По строению он представляет собой брекчию - раздробленную и вновь сцементированную породу. Обломки брекчии состоят из коренных гранитов, а также стекла - расплавленных и быстро остывших, не успевших раскристаллизоваться минералов. По этим признакам опанинг очень напоминает материал из известных метеоритных кратеров. Сходство это недавно было подтверждено находкой в Садбери кристаллов кварца, обладающих своеобразной ориентировкой трещин, которые возникают в кварце только под воздействием ударных волн, создающих чрезвычайно высокие давления, при ядерных взрывах или при падении гигантских метеоритов. Очевидно, удар гигантского метеорита вызвал активную вулканическую деятельность, в результате поднялись глубинные расплавленные массы, содержавшие большое количество металлов.

Имеются данные о том, что в прошлом в некоторых случаях метеоритные дожди достигали чрезвычайно высокой плотности и захватывали огромные площади. Их выпадение могло приобретать характер страшного стихийного бедствия.

Так, в Северной Америке, в районе полуострова Флорида, на побережье Атлантического океана произошло падение, по-видимому, одного из наиболее крупных астероидов. В штатах Северная и Южная Каролина была проведена аэрофотосъемка, обнаружившая ряд круглых и яйцеобразных воронок, напоминающих по виду кратеры метеоритного происхождения. Крупных кратеров - около 140 тыс., в том числе около 100 диаметром более 1,5 км. Невозможно установить число мелких. Предполагают, что их более полумиллиона. Площадь, подвергшаяся камнепаду, достигала 200 тыс. км2. Кратеры расположены дугой, в центре которой в настоящее время находится приморский город Чарлстон. Большая часть обломков астероида обрушилась в Атлантический океан.

По мнению Милтона и Шривера, эти кратеры образовались в результате падения метеоритов, скорее всего кометного происхождения, врезавшихся в Землю под небольшим углом к горизонту, в юго-восточном направлении. Некоторые из метеоритов были двойные (тандем-метеориты), а их падение имело взрывной характер Согласно другим предположениям, от перегрева взорвался в атмосфере крупный астероид (диаметр около 10 км масса - 1000-2000 млрд. т). Его осколки разбросаны в радиусе более 1000 км.

Загадочные тектиты - стекловидные камни космического происхождения, детально изученные советским ученым Г.Г. Воробьевым, также выпадали на огромные территории в виде дождей большой плотности. В Европе районом распространения тектитов является Чехословакия: на площади около 10 тыс. км2 было найдено несколько десятков тысяч тектитов. Дождь, состоявший из тектитов, выпал здесь примерно 20 млн. лет назад и охватил территорию, близкую по форме к эллипсу. Правда, Г.Г. Воробьев считает, что дождь этот был не очень густым и расстояние между отдельными тектитами в некоторых случаях достигало многих десятков метров. В дальнейшем в результате деятельности поверхностных вод и тектонических движений произошло перераспределение тектитов и накопление их во впадинах рельефа земной поверхности.

В ряду других крупных космических явлений совершившееся на глазах человека падение Тунгусского метеорита занимает несколько особое место. Сумма всех данных позволяет утверждать, что события 1908 г. вызваны падением небольшой кометы. Она вошла в земную атмосферу утром, двигаясь с востока, т.е. навстречу Земле. На высоте 5-10 км над Землей произошел взрыв колоссальной силы, соответствующий взрыву не менее 3 млн. т тротила, т.е. в 100 раз более сильный, чем атомный взрыв в Нагасаки и Хиросиме. Согласно расчетам, скорость, с которой влетела Тунгусская комета в атмосферу Земли, была от 30 до 40 км/с. К моменту взрыва она снизилась до 16-20 км/с, а масса взорвавшегося тела составила несколько десятков тысяч тонн (остальное испарилось до взрыва). Температура на фронте головной, ударной волны достигала 100000° С, т.е. в десятки раз превышала температуру поверхности Солнца.

После взрыва образовалась широкая зона поваленных деревьев, форма которой (в виде бабочки) хорошо совпадает с зоной разрушения от баллистической волны (рис. 5), рассчитанной теоретически В.П. Коробейниковым и др.

Горелый лес и слабые ожоги, полученные немногими очевидцами, находившимися на расстоянии сотен километров от эпицентра, дают некоторое представление о термическом эффекте взрыва.

На месте катастрофы найдены лишь многочисленные мельчайшие шарики размером в десятки микрон. Они представляют собой застывшие капельки расплавленного металла или силиката, входивших в состав твердых включений в ядре кометы. Никаких следов повышенной радиоактивности в районе падения метеорита не обнаружено. Спустя несколько дней после катастрофы наблюдалось необычное свечение неба, распространившееся полосой от места падения метеорита до Британских островов. Это было вызвано попаданием в слои атмосферы веществ хвоста кометы. Резкое снижение прозрачности атмосферы, зарегистрированное двумя неделями позже, вероятнее всего, объясняется пылью, выброшенной в верхние слои атмосферы после взрыва.

По своим масштабам тунгусская катастрофа стоит в одном ряду с такими крупнейшими, известными или предполагаемыми, катастрофами, как взрыв и проседание кальдеры вулкана Кракатау, извержение Санторина, связываемое с гибелью Атлантиды, или с такими землетрясениями, как Чилийское или Гоби-Алтайское. Площадь вывороченного леса составляла 20 тыс. км2
(это более чем в 20 раз больше площади Москвы, ограниченней автомобильной дорогой). К счастью, взрыв произошел в совершенно безлюдной местности. Однако если бы эта небольшая комета взорвалась над густонаселенным районом, то размеры катастрофы и число жертв трудно вообразить.

Которая вся усыпана кратерами разного диаметра. Однако на Земле также достаточно метеоритных кратеров, так как наша планета имеет давнюю историю и с нею сталкивались тысячи метеоритов, в том числе и весьма крупных. Правда, обнаружить метеоритные кратеры не так легко, потому что со временем большинство из них оказываются скрытыми растительностью и подвергаются эрозии, не говоря уже о кратерах, находящихся под водой. Тем не менее, на земной поверхности уже обнаружено немало примечательных метеоритных кратеров.

Метеорит или вулкан - вот в чём вопрос

Между тем вопрос о том, существуют ли на поверхности Земли метеоритные кратеры, или импактные кратеры (то есть кратеры от столкновения объектов космического происхождения с земной поверхностью), был дискуссионным до относительно недавнего времени, вплоть до 1960-х годов. Уже с начала XX века идеи о том, что Земля сталкивалась с космическими телами, начали высказываться: например, активным сторонником и одним из первых защитников данного тезиса был американец Дэниэл Бэрринджер, почти тридцать лет изучавший знаменитый Аризонский кратер в попытках доказать его импактное происхождение. Постепенно у него появлялись сторонники, однако конкретных доказательств у них не было.

Кроме того, зачастую метеоритные кратеры по своему внешнему виду и строению поразительно похожи на плоды вулканической деятельности. Кальдеры вулканов, что так же давало аргументы скептикам. С развитием космонавтики и выходом человечества в космос такие доказательства появились: во-первых, были выявлены остаточные явления, доказывающие метеоритный характер многих кратеров; во-вторых, возможность получать космические фотоснимки Земли позволили выявлять прежде необнаруженные метеоритные кратеры и сравнить их с подобными кратерами на других планетах. Так как в земных условиях метеоритные кратеры сохраняются довольно плохо, примерно в сто тысяч раз хуже, чем на той же Луне - на спутнике Земли нет воздушной эрозии, воздействия влаги, растительности и живых организмов.

Такие разные кратеры

Также метеоритные кратеры, то есть углубления на земной поверхности в результате падения космического объекта , называются астроблемами (в переводе с древнегреческого - «звёздные раны»). На сегодняшний день в мире обнаружено около 150 крупных метеоритных кратеров. При этом различные кратеры обладают оригинальными особенностями своего строения, обусловленные различными факторами, начиная от характера горных пород в данной области поверхности, плотностью самого метеорита и заканчивая скоростью движения метеорита. Однако наиболее важным и определяющим для строения кратеров является траектория движения метеорита.

Наименее долговечны те метеоритные кратеры, которые образовались при касательном ударе, когда метеорит столкнулся с поверхностью под углом, значительно отклонившимся от прямого. В этом случае кратеры представляют собой борозды относительно небольшой глубины, которые к тому же из-за своей формы подвергаются повышенной эрозии и быстро разрушаются. Дольше «живут» кратеры, которые образовались при падении метеоритов, чья траектория была максимально близка к вертикальной - именно в таких случаях и возникают классические метеоритные кратеры округлой формы. Небольшие кратеры, диметром до четырех километров, обладают простой чашеобразной формой, их воронка окружена так называемым цокольным валом. При больших диаметрах в кратерах возникает центральная горка над точкой удара, то есть в месте максимального сжатия горных пород. Когда речь идёт об очень больших кратерах, диаметр которых превышает 15 километров, внутри них образуются кольцевые поднятия, связанные с волновыми эффектами.

От Сибири до Австралии

Вот лишь некоторые из известных крупных метеоритных кратеров, обнаруженных на Земле:

• кратер Попигай - расположенный в Сибири, в Якутии; крупнейший метеоритный кратер в России (делит четвёртое место в мире), имеет диаметр 100 километров, был открыт в 1946 году;
• Пичеж-Катунский кратер - расположен в одновременно в Нижегородской и Ивановской областях, второй по размерам кратер России, имеет диаметр 80 километров, импактное событие произошло примерно 167 миллионов лет назад;
• Болтышский кратер - расположен на территории Украины, диаметр 25 километров; относительно времени возникновения имеются различные версии - от 55 до 170 миллионов лет назад;
• кратер Махунка - подводный кратер на континентальном шельфе Новой Зеландии; имеет диаметр около 20 километров и является одним из самых молодых метеоритных кратеров - по расчётам, столкновение метеорита с Землёй произошло в 1443 году;
• кратер Акраман - расположен в Австралии, имеет диаметр 90 километров, образовался примерно 590 миллионов лет назад;
• кратер Чиксулуб - один из самых известных кратеров, так как по распространённой теории считается, что именно столкновение Земли с метеоритом, образовавшим данный кратер, привело к вымиранию динозавров; расположен на полуострове Юкатан, имеет диаметр 180 километров и образовался предположительно 65 миллионов лет назад.

Александр Бабицкий

Выпадение космических тел на Землю

Атмосфера Земли, помимо всего прочего, играет и роль щита, оберегающего ее поверхность от высокоскоростных падений (> 11 км/сек) вторгающихся в нее небольших космических тел. Эти тела в результате торможения подают с небольшой скоростью в виде космической пыли или метеоритов, что зависит от их начальных размеров. Однако более крупные тела могут прорваться сквозь атмосферу, практически не потеряв своей первоначальной энергии движения. Расчеты показывают, что тело размером уже в 10 – 20 метров может столкнуться с твердой поверхностью Земли со скоростью в первые километры в секунду, что достаточно для образования взрывного (или импактного) метеоритного кратера. Тела размером больше 100 метров практически не теряют своей первоначальной скорости входа в атмосферу. Скорости подхода метеороидов к Земле лежат в интервале 11 – 76 км/сек с наиболее вероятной скоростью около 25 км/сек. Для сравнения стоит отметить, что это значение гораздо больше максимальных начальных скоростей снарядов современной артиллерии (1 –2 км/сек) и практически недостижимо при больших массах ударника для самых изощренных лабораторных метательных установок. При соударении с плотными горными породами, слагающими земную поверхность, происходит мгновенное торможение ударяющего тела с практически полным переходом его кинетической энергии в тепловую энергию и энергию движения материала мишени – т.е. происходит взрыв, приводящий к образованию метеоритного кратера.

Образование ударно-взрывных метеоритных кратеров начинается с момента соударения высокоскоростного внеземного тела с поверхностью Земли. Кратер формируется благодаря действию интенсивной ударной волны, которая возникает в точке соударения и радиально распространяется наружу через породы мишени. Ударные волны являются волнами сжатия, развивающие в твердых средах высокие напряжения. Фронт ударной волны можно представить себе как поверхность разрыва, распространяющуюся по среде со сверхзвуковой скоростью, причем перед фронтом ударной волны вещество находится в невозмущенном состоянии, а за фронтом оно сжато и обладает массовой скоростью, вектор которой совпадает по направлению с направлением распространения фронта ударной волны (Рис.1). Волна разгрузки может образоваться при выходе ударной волны на свободную поверхность, а ее головная часть распространяется со скоростью, большей скорости распространения фронта, так что по прошествии некоторого времени первоначально прямоугольный импульс сжатия приобретает треугольную форму. Соударение тела, обладающего скоростью в несколько десятков км/сек, создает в области соприкосновения ударные давления в несколько сотен ГПа (1 ГПа ≈ 10 000 атм) при скорости распространения ударной волны больше 15 км/сек. Распространяясь по горным породам, ударная волна ослабевает, но все равно давление в ней превосходит предел упругости горных пород (примерно или меньше 0,5 ГПа), которые испытывают в ней необратимые трансформации, не встречающиеся при обычных геологических процессах. Вследствие неадиабатичности ударного сжатия и адиабатичности разгрузки, вещество после сброса ударного давления обладает некоторой массовой скоростью, т.е. течет. Именно это течение приводит в движение массы пород мишени и ответственно за образование кратерной полости.

Успехи газодинамики и механики быстропротекающих процессов, в первую очередь обусловленные военными нуждами, нашли свое отражение и в понимании процессов метеоритного кратерообразования. Совместными усилиями геологов и физиков в настоящее время созданы модели, позволяющая хорошо описывать формирование кратера, по крайней мере на его начальных этапах. В настоящее время принято для удобства выделять три стадии образования кратерной полости – стадия сжатия, стадия экскавации и стадия модификации . Границы между ними полностью условны, однако каждая стадия характеризуется тем или иным превалирующим моментом.

Первая стадия – так называемая контактная стадия или стадия сжатия , начинается с момента соприкосновения метеороидного тела с твердой поверхностью, в результате чего в плоскости соприкосновения метеороида (ударника) с веществом поверхности (мишени) образуется ударная волна. (рис. 2 а,б). Благодаря высоким скоростям соударения, в начальный момент она сжимает и нагревает вещество. Так, при падении железного астероида со скоростью 30 км/сек в контактной зоне развивается давление около 1500 ГПа, что примерно в 50 раз выше давления в центре Земли, а температура сжатого вещества достигает многих десятков тысяч градусов. После сброса ударного давления при разгрузке, запасенной тепловой энергии в приконтактной зоне остается достаточно для полного или частичного испарения (в этом случае совместно с плавлением) вещества ударника и части вещества мишени. Именно этим и объясняется отсутствие видимого метеоритного вещества в взрывных метеоритных кратерах. Лишь в небольших структурах, образованных низкоскоростными железными метеоритами, как например Аризонский метеоритный кратер в США или кратер Хенбери в Австралии, на валу и в окрестностях кратеров можно найти непереплавленные обломки ударника. Распространяясь вглубь мишени, давление в ударной волне, фронт которой имеет примерно сферическую форму, падает. Соответственно, материальными последствиями прохождения такой ослабевающей ударной волны будут концентрические зона плавления, изменения горных пород в твердом состоянии и дробления. Все эти изменения, начиная от испарения и до простого дробления, называются ударными преобразованиями или ударным (импактным) метаморфизмом, а образующиеся горные породы носят общее название импактиты. Из-за высоких скоростей распространения ударной волны - многие километры в секунду – этот процесс занимает от сотых долей до секунд в зависимости от размера ударяющего тела.

Проходя по горным породам, ударная волна производит в них необратимые преобразования, которые остаются после снятия давления и могут сохраняться сколь угодно долго. Преобразование горных пород под действием ударной волны носит название ударного метаморфизма. Одним из важнейших диагностических признаков ударного метаморфизма (т.е. доказательством воздействия ударной волны) служат системы микроскопических планарных элементов или планарные деформационные структуры, которые под микроскопом при увеличениях порядка 200х выглядят как плоскопараллельные системы кристаллографически ориентированных нарушений оптической сплошности минерала. Планарные деформационные структуры наиболее ярко проявлены в кварце (рис. 3). Под оптическим микроскопом планарные элементы в кварце неразрешимы, но применение просвечивающей электронной микроскопии показало, что в ударно-метаморфизованных свежих образцах они состоят из близкорасположенных ламеллей аморфного кремнезема толщиной в первые десятки – сотни нанометров. Вторичные изменения в результате низкотемпературной гидротермальной переработки импактитов (что в общем характерно для импактных толщ) приводят к раскристаллизации аморфного кремнезема ламеллей и формирования вдоль нарушений газовых включений. Образовавшиеся таким образом декорированные планарные деформационные структуры весьма характерны для кварца импактных пород. Другой важный диагностический признак ударного метаморфизма – образование диаплектового стекла (преимущественно по кварцу и полевым шпатам) – аморфной фазы, характеризующейся промежуточными показателем преломления и плотностью между кристаллическим состоянием и стеклом плавления и не имеющей текстурных признаков пребывания в жидком состоянии. Более редки высокобарные минералы, образующиеся в ходе ударного сжатия под действием высокого давления, такие например как высокоплотные модификации кремнезема, в т.ч. коэсит и стишовит, а также и алмазы, образующиеся по графиту, обычно содержащемуся в том или ином количестве в горных породах.. Макроскопическим признаком ударного метаморфизма является присутствие в породах так называемых конусов сотрясения (Рис. 4). Содержащая их порода распадается действительно на конуса размером от первых сантиметров до метров и характерной бороздчато-ветвящейся скульптурой поверхности. Эти диагностические признаки позволяют надежно опознавать ударно-метаморфизованные породы и, следовательно, метеоритные кратеры. Наличие бомб или обломков стекла плавления по породам мишени также может служить лишь косвенным признаком воздействия ударной волны, однако в этом случае в породе должны присутствовать и другие признаки. Остальные проявления ударного метаморфизма, такие как различные пластические деформации, брекчированность и/или трещиноватость пород не являются критическими, поскольку могут быть образованы в результате тектонических движений.

а)		б)
Рис. 3. а – зерно кварца (светло-серое) с тремя системами планарных элементов, ориентированных в направлениях запад-восток (З-В), ЗСЗ – ВЮВ, СЗ-ЮВ. Ширина изображения – 0,7 мм, прозрачный шлиф, плоскополяризованный свет с включенным анализатором, обломок ударно-метморфизованного гранита, кратер Сувасвези, Финляндия. б – микрофотография зювита, кратер Сувасвези, Финляндия. Ширина изображения – 1,4 мм прозрачный шлиф, плоскополяризованный свет с включенным анализатором. Вверху располагаются два ударно-метаморфизованных зерна кварца (светло-серые) с одной системой планарных элементов, справа прослеживается включение разложенного импактного стекла

Рис. 4. Конуса сотрясения в пермских песчаниках. Карский метеоритный кратер, р. Кара у впадения р. Тогорей.

При выходе ударной волны на свободную поверхность сжатое вещество расширяется и сбрасывает давление. Эта разгрузка распространяется в сжатое вещество, в результате чего образуется так называемая волна разгрузки. Разгруженное вещество растекается наружу и в стороны от контактной области с остаточной скоростью порядка первых десятков метров в секунду. Именно это течение является причиной образования кратерной воронки. С появлением зоны течения наступает вторая стадия кратерообразования – стадия экскавации , во время которой образуется кратерная полость. Эта стадия характеризуется формированием переходной кратерной полости путем течения материала мишени и выбросом части вещества мишени наружу за кратерную полость. Стадия экскавации перекрывается во времени с первой контактной стадией и длится в течение десятков секунд или первых минут. Образующаяся воронка на первых порах имеет полусферическую форму, трансформирующуюся по мере развития поля течения в параболическую (рис. 2, в,г)

После того, как переданная ударником в мишень кинетическая энергия израсходуется на выдавливание вещества из полости и выброс из нее материала, наступает третья стадия – стадия модификации переходной кратерной полости. Причиной модификации является гравитационную неустойчивость достаточно глубокой переходной полости. Она характеризуется соскальзыванием вниз материала стенок полости с образованием донной линзы перемешанных ударно-метаморфизованных пород и, в крупных кратерах, с образованием прослоев импактного расплава, подобно субвулканическим породам (рис. 2, д,е). В кратерах диаметром более 3-5 километров наблюдается также образование центрального поднятия, а для более крупных кратеров – кольцевого поднятия. Падение дождевой капли в лужу и обратное выплескивание водяной струйки из образовавшейся каверны служит неплохим аналогом образования центрального или кольцевого поднятия, только при кратеробразующем событии этот процесс замораживается на разных стадиях. В принципе, в разрезе взрывные метеоритные кратеры выглядят как неглубокие депрессии, заполненные импактными породами – различными брекчиями и более специфическими породами, такими как зювиты (брекчии с большим содержанием обломков и телец импактного стекла) и тагамиты – расплавные породы, образующие собственные геологические тела. Метеоритные кратеры на Земле принято называть астроблемами – звездными шрамами.

Рельеф истинного ложа кратера для небольших структур – менее 3 – 5 км - имеет простую вогнутую форму, близкую к параболической, отношение глубины воронки к диаметру кратера составляет около 0,10 – 0,12. В неэродированных кратерах воронку окаймляет вал, состоящий из взброшенных вверх пород фундамента и насыпного материала выбросов из кратера. Воронка заполнена импактными брекчиями, в которой в виде линз может встречаться импактный расплав. Брекчии в виде пятен на невозмущенных породах могут располагаться и вне кратера на удалении порядка 2-х радиусов, очевидно представляя собой остатки некогда практически сплошного покрова выбросов. В связи с рыхлостью, брекчии легко эродируются и выносятся из кратера. Поскольку кратер в рельефе выражен как неглубокая котловина, то он легко заполняется озерными или эоловыми отложениями.У кратеров диаметром более 3-5 км рельеф дна осложнен центральным или кольцевым поднятием (рис.5). Диаметр центрального поднятия составляет около 0,2 диаметра кратера, а подъем пород относительно их первоначальной глубины составляет 2 –3 км, так что центральное поднятие представляет собой как бы вздутие пород фундамента. Кольцевое поднятие встречается чаще всего у самых больших кратеров - диаметром более 80 – 100 км. Внутри кольцевого поднятия расположена депрессия или слабо выраженное центральное поднятие. Внутренняя зона сложных кратеров окружена зоной террас, образовавшихся в результате сползания блоков пород внешней части переходной воронки. Существует тенденция уменьшения относительной глубины кратера с ростом его диаметра – т.е. чем больше диаметр кратера, тем меньше его относительная глубина – так для относительно хорошо сохранившегося Попигайского кратера диаметром 100 км суммарная мощность брекчий, зювитов и тагамитов не превышает 2 км, т.е. отношение глубина кратера – диаметр кратера составляет около 0,02 –0,03, что в 5 раз меньше этого же отношения для простых кратеров. На Луне наблюдаются гигантские многокольцевые бассейны, однако не обнаруженные на Земле, где самый крупный кратер не превышает в диаметре 200-250 км (структура Вредефорт в Африке). Метеоритные кратеры на Земле принято называть также астроблемами – звездными шрамами.

Согласно современной классификации, породы, образовавшиеся в результате ударно-взрывного события, предлагается называть импактитами, т.е. импактиты - породы, содержащие те или иные признаки воздействия ударной волны. В.Л. Масайтисом [Масайтис и др., 1998] импактитами предлагается называть породы, содержащие более 10% импактного стекла, т.е. стекла, образовавшегося в результате ударно-инициированного плавления - плавления вследствие высоких остаточных температур после разгрузки ударного давления. D. Stoeffler и др. (http://www.bgs.ac.uk/scmr/docs/paper_12/scmr_paper_12_1.pdf) предложили выделять среди импактитов (1) ударно-метаморфизованные (шокированные) породы, (2) импактные расплавы (богатые, бедные и не содержащие обломков) и (3) брекчии (катакластические или мономиктные, литоидные без частиц расплава и зювиты, содержащие расплав). С другой стороны среди импактитов представляется удобным выделять аутигенные и аллогенные брекчии, зювиты и тагамиты или импактные расплавы (рис.5).

Аутигенная брекчия состоит из слабо- или неперемещенных блоков раздробленных пород основания кратерной воронки и характеризуется сохранением тех или иных первоначальных структурных особенностей комплекса пород – например порядка чередования разных литологий пород в мишени. Аутигенная брекчия слагает ложе кратера. Аллогенные брекчии сложены материалом, испытавшим значительное перемещение и перемешивание. Их можно подразделять по составу обломков, их размерности и цементу на моно- и полимиктовые а также на крупнообломочные (мега- и клиппеновые) брекчии с размерами обломков, достигающих первые сотни метров и до 1 – 1,5 км, грубобломочные (глыбовые, щебенчатые и дресвяные) брекчии и коптокластиты (псаммито-алевритовые брекчии). Часто цементом мега- и грубообломочных брекчий служат псаммито-алевритовые брекчии. В аллогенных брекчиях подчас присутствует и импактное стекло, образовавшееся в результате ударно-инициированного плавления пород. Содержание этого стекла, согласно номенклатурным требованиям, не должно превышать 15 %. В общем случае, аллогенные брекчии подстилают более высокотемпературные зювиты и тагамиты, могут переслаиваются с ними, образуя линзы и не выдержанные по простиранию прослои и перекрывать их, образуя покров. Зювиты являются также брекчиями, но с количеством импактного стекла, превышающим 15 %. Это импактное стекло может присутствовать как в матрице в тонкораспыленном виде, так и в виде отдельных тел и обломков. Зювиты также подразделяются по размерности, составу и агрегатному состоянию обломков и цементирующего материала на различные типы. Исходя из количественных соотношений обломков пород (литокластов), минералов (кристалло- или гранокластов) и стекол (витрокластов) выделяются витро-гранокластические, грано-витро-кластические, лито-витрокластические, витрокластические и т.д. типы зювитов. В зювитах также могут присутствовать бомбы и тела импактного стекла, несущие следы аэродинамической обработки. Обломки пород и минералов в зювитах часто несут хорошо видимые под микроскопом следы ударного метаморфизма - деформационные микроструктуры (мозаицизм, полосы смятия и скольжения, механические двойники), системы планарных элементов, понижение показателей преломления, диаплектовое стекло (аморфную фазу, развивающуюся по минералу и не показывающую видимых признаков плавления), включения высокобарных минералов, термическое разложение и плавление. Тагамиты (или импактные расплавы) образуют собственные геологические тела в толще импактитов и являются расплавными породами, содержащими обломки пород и минералов или без них. Обычно матрица тагамитов раскристаллизована в той или иной мере. Степень раскристаллизации изменяется от полной (отсутствие закалочного стекла) до несовершенной (присутствие микролитов). Аллогенные брекчии и зювиты скорее всего образуются в результате течения материала, слагающего стенки переходной полости на стадии экскавации. Это течение, остающееся после прохождения волны разгрузки, направлено в стороны и вверх от дна переходной полости. Очевидно, что последующее обрушение стенок переходной полости после остановки ее роста, также играет свою роль в перемешивании материала и формировании толщи перемещенных импактных пород. Брекчии и зювиты могут внедряться в трещины ложа кратера, образуя дайки. Вещество, расположенное ближе к поверхности мишени, выбрасывается из кратера, образуя покров, состоящий из аллогенной брекчии и, может быть, зювитов. Импактный расплав, образующийся в результате ударного нагрева, может как диспергироваться, так и сохраняться в виде когерентной массы на стадиях экскавации и модификации. В первом случае его фрагменты входят в состав брекчий и зювитов, во втором - расплав образует собственные геологические тела, которые на стадии модификации могут внедряться в толщу зювитов и брекчий, а также образовывать дайки в аутигенной брекчии ложа кратера. Следует отметить, что в кратерах, выработанных в мишенях, состоящих преимущественно из осадочных пород, тагамитовые тела либо отсутствуют, либо пользуются незначительным распространением. Характерной разновидностью кратерных пород являются псевдотахилиты – переплавленные стекловатые или раскристаллизованные породы, образующие жилы в аутигенной брекчии. Мощность жил составляет сантиметры, десятки сантиметров, не более первых метров. Предполагается, что они образовались в результате фрикционного плавления по границам проскальзывающих относительно друг друга блоков пород мишени.

После окончательного формирования кратера наступает его земная жизнь, длящаяся уже миллионы лет. Она заключается в основном в уничтожении кратерного вала и заполняющей кратер толщи импактитов главным образом в результате их размыва поверхностными или морскими водами и/или захораниванием кратера под новообразованными осадками, если он образовался на морском мелководье или погрузился под воду в результате наступления моря на сушу - его трансгрессии. Поскольку лик Земли крайне изменчив в течении геологического времени, а процессы переработки ее верхних оболочек весьма интенсивны по сравнению с другими твердыми планетными телами Солнечной системы, то естественно, что до нашего времени дожила лишь часть метеоритных кратеров, образованных в течении геологической истории Земли, а выжившие – модифицированы, иногда очень сильно в результате эрозии, захоронения и других геологических процессов. Поэтому неудивительно, что хотя и существовал такой замечательный пример, как Аризонский метеоритный кратер диаметром 1,2 км, происхождение которого как результат падения гигантского метеорита было предположено в 1906 году, метеоритная бомбардировка Земли как геологический процесс стала серьезно рассматриваться только с 60-х годов прошлого века благодаря работам канадских и американских геологов, в частности Р. Дитца, Р. Грива, Е. Шумейкера и др. В Советском Союзе геология меторитных кратеров началась с опознания Попигайской структуры на севере Восточной Сибири как астроблемы в 1969 г. группой ленинградских геологов под руководством В.Л. Масайтиса. Основная масса открытий импактных кратеров на территории СССР (25 штук) пришлась на 70–е – 80–е годы прошлого столетия. Ежегодно во всем мире открывается 1 –3 новых метеоритных кратера, а общее число установленных структур достигает 160. По примерным подсчетам резерв еще не открытых структур достигает 300. С этой точки зрения печальным, но вполне закономерным фактом является то, что в России за последние 15 лет не найдено ни одного нового метеоритного кратера, тогда как в соседней Финляндии за то же время обнаружено 6 новых кратеров.

Вообще крупное кратерообразующее событие является не таким уж и аномальным и редким явлением в геологической жизни Земли. Зная количество кратеров на каком-либо участке земной коры (например, на Северо-Американском щите), стабильном в течение какого-либо времени – т.е. на котором не происходило интенсивной эрозии, горобразования или других процессов, ведущих к исчезновению кратеров, можно посчитать скорость кратерообразования, т.е. сколько кратеров, размером больше данного, образуется на единице площади за единицу времени. Такие подсчеты были сделаны для ряда хорошо изученных щитов и платформ и оказалось, что образование кратера – это редкое событие только в мерках существования цивилизации, а для геологического времени, измеряемого миллионами лет, образование кратера – рядовое явление. Так, в среднем, астероиды диаметром более километра, способные создать кратеры диаметром больше15 километров, падают на Землю примерно 4 раза за 1 миллион лет – достаточно частое событие за столь короткое время для земной геологической истории. Лишь только падения гигантских астероидов, способные сформировать кратеры диаметром 200 – 300 километров являются действительно редкими событиями. Так, за последние 570 миллионов лет (т.е. за фанерозой) могло произойти лишь около 4-х таких событий. При этом мы знаем, что один кратер диаметром 180 км уже образовался – это кратер Чиксулуб в Мексике, совпадающий по времени своего образования с Великим мезозойским вымиранием, стершим с лица Земли более 45 семейств морских животных, а на суше - знаменитых динозавров. Математическая вероятность второго такого или более крупного события будет тем не менее около 85 % . Поэтому вполне возможно, что и другие массовые вымирания каким-либо образом связаны с космическими катастрофами. С другой стороны, вероятность гигантского события (например образование 1000 километрового ударного бассейна) за последние 570 млн. лет является малой (меньше 10%), и поэтому гипотезы о метеоритном происхождении гигантских земных кольцевых и других структур (например Черного или Охотского моря) не имеют под собой никакого твердого основания. Однако совсем другая картина могла наблюдаться на ранней Земле при более интенсивной метеоритной бомбардировке, которая в этот период на Луне образовала гигантские ударные морские бассейны.

На территории современной России за весь фанерозой (за последние 570 млн. лет) могло образоваться около100 - 200 кратеров диаметром более 10 км. В настоящее время открыто 15 достоверных крупных метеоритных кратеров (рис. 6) и, хотя наша страна имеет достаточно активную геологическую историю, в результате которой было уничтожено большинство взрывных метеоритных кратеров, можно ожидать, что большое число структур еще ждет своего обнаружения.

Список достоверных и предполагаемых взрывных метеоритных кратеров, расположенных на территории России.

Примечание. В таблице использованы данные работы и из http://www.unb.ca/passc/ImpactDatabase/index.html

В ряду этих структур особняком стоит гигантский Попигайский кратер (рис. 4) с его уникальными обнажениями импактитов. Попигайский кратер выражен в рельефе как округлая депрессия размерами 60 – 75 км с глубиной днища 200 и более метров относительно внешнего борта кратера. Эта котловина покрыта низкорослым лиственничным лесом, тогда как прилегающие окрестности безлесны. Протекающие через котловину реки характеризуются дугообразно-концентрической и радиальной ориентировками долин, наследующими основные черты строения кратера. На космических снимках структура видна как округлое образование сердцевидной формы размером около 60 км, в западной части которой прослеживаются концентрические дуговидные детали, связанные с выходом тагамитов и пород ложа кратера.

Кратер образовался в двуслойной мишени, состоящей из плотных кристаллических пород Анабарского щита и перекрывающих их осадочных пород, бывшая мощность которых на месте события оценивается в 800 – 1200 м [Масайтис и др., 1998]. Кристаллические породы относятся к верхнеанабарской и хапчанской сериям (архей – ранней протерозой), выделяемым в северной части Анабарского щита щита общей мощностью 10 – 12 км. В основном они представлены гнейсами и гранито-гнейсами. В составе верхнеанабарской серии преобладают чередующиеся гиперстеновые и двупироксеновые плагиогнейсы и кристаллические сланцы. В хапчанскую серию входят переслаивающиеся биотит-гранатовые, биотит-гранат-пироксеновые, пироксен-гранатовые гнейсы иногда с силлиманитом и кордиеритом, плагиогнейсы, салит-скаполитовые породы, кальцифиры и мрамора. Нередко гнейсы богаты графитом. В раннем протерозое они испытали в том или ином масштабе гранитизацию и смяты в складки северо-западного и субмеридионального простирания. Породы прорваны небольшими телами ультраосновных и основных пород. В перекрывающий чехол входят осадки верхнего протерозоя (красные и красно-серые кварцевые и полевошпат-кварцевые песчаники, кварцито-песчаники, гравелиты и реже конгломераты и нижнего рифея и венда общей мощностью 500 м), кембрийские зеленовато-серые песчаники, гравелиты, конгломераты, глинистые известняки, мергели и доломиты мощностью 80 – 230 м, пермские терригенные осадки мощностью 120 – 230 м, триасовые вулканогенно-осадочные породы мощностью 20-30 м, юрские лептохлоритовые кварц-полевошпатовые песчаники и меловые пески с глинистыми прослоями. Отложения чехла в настоящее время имеют в общем моноклинальное падение на северо-восток которое составляет от 2-3 о у края щита до 30’ на северо-востоке. Депрессия перекрыта различными озерными, аллювиальными, ледниковыми и другими осадками.

Аллогенные брекчии, зювиты и тагамиты залегают на ложе из раздробленных пород фундамента и заполняют сложную воронку с максимально глубиной 2 км. Аутигенные брекчии наблюдаются в южном обрамлении кратера и также в виде выступов фундамента в западном секторе кратера, где на поверхность выходит кольцевое поднятие ложа. Аллогенные брекчии в общем подстилают более высокотемпературные зювиты и тагамиты, заполняя понижения в рельефе истинного ложа, или реже находятся внутри импактной толщи в виде неправильных линз. Мелкообломочные брекчии (псаммито-алевритовые) перекрывают импактную толщу, образуя покров в центральной и северной части кратера. Выходы аллогенной брекчии, образованные очевидно низкоскоростными выбросами, встречаются в виде отдельных пятен также вне депрессии, залегая на брекчированных породах внешней зоны кратера, а также и вне кратера на расстоянии до 70 км от его центра.

Зювиты пользуются наибольшим распространением среди импактитов. Они залегают в основном на аллогенной брекчии, а на кольцевом поднятии и юго-западном борту непосредственно на фундаменте. Суммарная мощность зювитов в центре кратера может превышать 1 км. В верхней части разреза преобладают пепловые и реже лапиллиевые зювиты с преобладанием обломков осадочных пород и в меньшей степенти обломков импактного стекла, тогда как в нижней части разреза широким распространением поользуются зювиты с преобладанием обломков кристаллических пород и импактнрого стекла. Среди зювитов выделяются многочисленные петрографические разновидности . Тагамиты (от реки Тагама в восточной части кратера) состоят из стекловатой или раскристаллизованной в той или иной мере матрицы с включениями фрагментов пород мишени различного размера. Крупные класты размером более первых сантиметров и до первых метров как правило не содержатся в количестве, превышающем первые проценты, тогда как содержание более мелких фрагментов колеблется от 5 % до 30 %. Соотношение осадочных и кристаллических кластов варьирует около значения 1:9. Различаются низкотемпературная и высокотемпературная разновидности. Основными отличиями служат более высокая степень вторичной измененности низкотемпературных тагамитов и более сильное развитие реакционных каемок вокруг фрагментов породи их большее проплавление в высокотемпературных разностях. Тагамиты слагают тела различной формы – субгоризонтальные пластообразные тела, линзовидные, неправильные и ветвящиеся бескорневые тела, дайки и жилы. Наиболее распространены они во внешней воронке, хотя изолированно встречаются в во внешней воронке. Тагмиты составляют примерно 35% от объема зювитов.

Истинное ложе кратера в наиболее глубоких частях прослеживается на глубине 2 км и характеризуется сложным строением – присутствует кольцевое поднятие диаметром 45 км, выходящее на поверхность в западном секторе кратера. Возможно, что существует и центральное поднятие диаметром 10-15 км с амплитудой поднятия в несколько сотен метров. Крутизна кольцевого поднятия варьирует в различных участках от 3 о – 5 о до 30 о, достигая 45 о, внутренний борт кольцевого поднятия более крутой, чем внешний. Кольцевое поднятие обрамлено внешним кольцевым желобом с диаметром по днищу 55 – 60 км и глубиной от 1,2 – 1,5 км на северо-западе до 1,7 – 2,0 км на юго-востоке. Крутизна внешнего склона составляет 10 – 20 о. Рельеф кольцевого желоба осложнен локальными радиальными желобами шириной 10 – 15 км. Снаружи депрессии наблюдается внешняя кольцевая зона террас с хаотично залегающими гигантскими блоками осадочных пород, смещенными по центробежными дугообразными надвигами, взбросо-надвигами, складками, трещинами и др.

Зювиты и тагамиты содержат алмазы, образованные в результате твердофазного преобразования графита кристаллических пород мишени. В результате бурения и других геолого-разведочных работ были найдены большие запасы этих промышленных алмазов. Попигайские алмазы, равно как и алмазы других кратеров, сингенетичны ударному событию. Содержания Ni, Co, Cr в тагамитах превышают содержания в породах мишени, что может быть результатом примеси метеоритного вещества, предположительно обыкновенного хондрита. Так, если концентрации этих элементов в гнейсах составляют соответственно 27, 13 и 80 нг/г, то в тагамитах в они достигают 85, 9 и 110 нг/г с Ni/Co отношением около 10. Ir содержится в тагамитах в количестве 0,1 нг/г при содержании в гнейсах 0,01 нг/г, а в ударных стеклах его концентрация может достигать 4,7 нг/г. Попигайский метеорит, образовавший эту астроблему, мог достигать в диаметре около 8 километров.

Не менее примечательной является и Карская структура, расположенная в тундре между Пай-Хоем и побережьем Байдарацкой губы Карского моря (рис. 10) и разделенная пополам долиной реки Кары в ее нижнем течении. Морфологически структура выражена как 60-ти километровая депрессия с холмистым рельефом и покрытая тундрой с болотами, озерами и реками. Усредненный радиальный альтиметрический профиль, проведенный из центра структуры, показывает присутствие окаймляющего депрессию 120-ти километрового кольца, возвышенного над днищем на 100 - 150 м и имеющего террасовидный профиль. Русла крупных рек в общем направлены на северо-восток. Южная часть Карской депрессии граничит с Пай-Хоем. Возраст образования Карской структуры, определенный различными методами абсолютной датировки, находится в интервале 75 – 65 млн. лет, что позволяет предположить наряду с кратером Чиксулуб о его связи с Великим мезозойским вымиранием.

Карская структура расположена в регионе, обладающем двучленным геологическим строением. Нижний структурный комплекс сложен верхнепротерозойскими породами, обнажающимися в ядре Пай-Хойского антиклинория и вскрытых скважинами в центральном поднятии на глубине 500 м. В составе комплекса преобладают слюдисто-глинистые, кремнистый и актинолитовые сланцы и филлиты с прослоями метаморфизованных риолитов и их туфов. Верхний палеозойский структурный комплекс состоит из двух структурных ярусов – нижний, представленный отложениями от ордовика до карбона, мощностью около 3,5 км и верхний, мощностью более 2 км и состоящий из пермских терригенных осадочных пород. Ордовикские глинисто-кремнистые, слюдисто-кремнистые, известково-глинистые сланцы и различные известняки с глинистой и кремнистой компонентой, прорванные диабазовыми дайками, выходят на поверхность в осевой части Пай-Хойского антиклинория и в центральном поднятии структуры. Нерасчлененные силурийские и нижнедевонские известковые и терригенные сланцы с прослоями известняков имеют мощность 370 м. Средний и верхний девон сложен кварцевыми и известковыми песчаниками, сланцами, яшмоидами и известняками мощностью 700 – 900 м. Каменноугольные отложения представлены различными сланцами и известняками суммарной мощностью 760 м. Эти осадочные породы нижнего структурного яруса слагают северный борт Пай-Хойского антиклинория, образуя полосу северо-западного простирания, в которую заходит юго-западная часть Карской депрессии примерно на 20 км. Большая северо-восточная часть депрессии расположена в поле развития пермских осадочных пород, несогласно перекрывающих нижнепалеозойские породы и состоящие из темноцветных песчаников, алевролитов и аргиллитов с прослоями известняков и сланцев. Более молодые меловые осадки (песчаники, глины, известняки, угли, опоки и сидериты) не сохранились и найдены лишь в виде включений и глыб в импактитах. Палеозойские породы смяты в складки, причем нижний ярус испытал более сильное складкообразование и прорван позднедевонскими диабазовыми дайками. Депрессия перекрыта плиоцен-четвертичными рыхлыми осадками мощностью от 10 до 150 м, поэтому выходы импактитов в основном встречаются в долинах рек.

Рис. 11. Схематическая геологическая карта Карской структуры и ее геологический разрез, соответствующий линии на рисунке. 1 – осадочные породы силура и ордовика; 2 – сланцы, известняки и песчаники девона; 3 – каменноугольные глинистые и кремнистые сланцы; 4 – песчаники, аргиллиты и алевролиты нижней перми; 5 – дайки и пластовые тела диабазов и габбро-диабазов палеозоя; 6 – силурийские породы центрального поднятия (аутигенная брекчия); 7 – глыбовые, мега- и клиппеновые брекчии; 8 - глыбовые зювиты; 9 – лапиллиево-агломератовые зювиты; 10 – псаммито-алевритовая брекчия; 11 – разрывные нарушения: а)неустановленной природы, б)надвиги и сбросы; 12(только для разреза) – а) протерозойские сланцы, б) осадочные породы палеозоя. По [Масайтис и др., 1980] с дополнениями.

Истинное ложе Карской депрессии имеет хорошо выраженное центральное поднятие диаметром более 10 км. Судя по геофизическим данным, породы поднятия испытали воздымание амплитудой около 1,8 км. Горка окружена кольцевым желобом, глубина которого в юго-западной части составляет около 550 м, а в северо-восточной – около 2-х км, так что воронка обладает билатеральной (зеркальной) симметрией относительно оси северо-северо-восточного простирания. Внутренние склоны желоба крутые (20 – 40 о), тогда как внешние более пологие (5 – 20 о). Очевидно, отсутствие кольцевой симметрии кратерной воронки связано с региональным поднятием Пай-Хоя в кайнозое, особенно в плиоцене, и соответственно с преимущественным подъемом и денудацией юго-западной части кратера по сравнению с северо-восточной.

Аутигенная бречия обнажается на краях депрессии и в ее центральной части, где она образует округлый выход диаметром около 10 км (рис. 11). Здесь породы ордовика сильно перемяты, раздроблены и содержат конуса сотрясения; фиксируемые ударные нагрузки составляют около 15 ГПа. На краях депрессии аутигенная брекчия имеет мощность около 50 – 100 м и меньше и состоит из раздробленных пород, изредка с конусами сотрясения, а также горной муки, иногда со следами обжига. Аллогенная брекчия и зювиты (рис. 11) разделяются на два комплекса – придонный и заполняющий. Придонный комплекс сложен клиппеновой (размер блоков до 150 – 200 м) и мегабрекчией, в общем, вверху замещающимися глыбовой брекчией и грубообломочными зювитами. Мощность горизонта – 0,7 км. Эта толща достаточно резко переходит в заполняющие воронку зювиты с меньшим размером фрагментов – 1-10 см, перекрытых псаммито-алевритовыми брекчиями и зювитами. Общая мощность этого заполняющего комплекса – 0,8 – 1,2 км. В состав фрагментов пород мишени в зювитах входят палеозойские породы, а на севере структуры редко меловые, пород верхнепротерозойского фундамента не найдены. Наблюдается тенденция к унаследованию состава обломков в зювитах от состава мишени – зювиты в том участке Карской депрессии, где она налегает на бывшее поле распространения пород нижнего палеозойского осадочного яруса, обогащены фрагментами силурийских, девонских и каменноугольных пород, тогда как в зювитах центральной и северной части Кары преобладают обломки перми, на самом севере зювиты содержат почти исключительно фрагменты пермских пород согласно преполагаемому распространению пород мишени. Импактные стекла в зювитах по химическому составу делятся в общем на две группы – преобладающая группа образовалась по пермским породам и более малочисленная – по нижнепалеозойским. В нижней части толщи зювитов присутствуют маломощные (10-20 м) пластовые, линзовидные и неправильные тела тагамитов, переполненные обломками и имеющие порой нечеткие контакты с высокотемпературными зювитами. Выходы зювитов и аллогенной брекчии наблюдаются также на побережье Карского моря, где они слагают полосу шириной 2 – 4 км и в нижнем течении р.Сядма-яха, на расстоянии примерно 55 км к северо-востоку от центра кратера, где имеется выход зювитов видимой мощностью 2 м, подстилающихся аллогенной брекчией. . Самые верхние зювиты обогащены Ir, содержание которого может доходить до 0,5 нг/г. Характерной особенностью импактной толщи Кары является присутствие в ней вертикальных и субвертикальных кластических даек, рассекающих зювиты и брекчии. Мощность даек составляет не более 10 метров, в основном первые метры, они заполнены песчано-глинистым материалом с обломками осадочных пород и редкими включениями импактных стекол. В импактитах Карского кратера присутствуют прекрасно выраженные конуса сотрясения (рис. 4) , а река Кара, входя в котловину Карского кратера, прорезает зювитовую толщу (рис.12), образуя замечательные обнажения зювитов высотой несколько десятков метров.

Возраст образования Карской структуры, определенный различными методами абсолютной датировки, находится в интервале 75 – 65 млн. лет, что позволяет предположить наряду с кратером Чиксулуб о его связи с Великим мезозойским вымиранием. В импактитах Карской структуры присутствуют алмазы.

Имеется две точки зрения на размер этой структуры. Согласно первой, она состоит из двух кратеров – Карского диаметром 60 км и 25–ти километрового Усть-Карского, частично покрытой морем. Зювиты и брекчии, выходящие на побережье Карского моря, относятся к юго-западному борту Усть-Карского кратера. Однако имеется ряд фактов, которые позволяют предположить, что Карский кратер имел диаметр 110 – 120 километров, а Усть-Карского кратера не существует. В основном к ним относятся присутствие зювитов и брекчий на р. Сядьмя-Яха и отсутствие аномальных гравитационных и магнитных полей в районе Усть-Карского кратера, что необычно, поскольку даже гораздо меньшие кратеры хорошо выражены в геофизических полях. Предполагается, что после образования кратера произошел его размыв (эрозия), в результате чего сохранилась лишь центральная 60-ти километровая котловина, а выходы импактитов на берегу, приписываемые Усть-Карскому кратеру, являются пережившими размыв остатками импактной толщи, некогда заполнявшей весь кратер. Зювиты и аутигенная брекчия, выходящие на расстоянии 55 км от центра кратера в долине р. Сядьма-Яха, также являются остатками кратера.

Карские импактиты также содержат алмазы, которые, однако, не столь хороши как попигайские.

Пучеж-Катункский кратер диаметром 80 километров и возрастом 167 млн. лет располагается примерно в 80 км севернее г. Нижний Новгород и в рельефе никак не выражается. На мозаике космических снимков района прослеживается округлая структура диаметром 140 км, центрированная соответственно геометрическому центру кратера. Эта структура проявляется в результате дугообразной формы верхних течений рек Лух на западе и Керженец и его правого притока на востоке.

Кратер выработан в двуслойной мишени, состоящей из архейских и нижнепротерозойских амфиболитов, гнейсов и кристаллических сланцев, перекрытых осадочными породами общей мощностью 2 км. Разрез осадков в мишени кратера снизу вверх представлен вендскими глинами, алевритами и песчаниками (900 метров), средне- и верхнедевонскими известняками, мергелями и песчаниками (800 м), каменноугольными карбонатными породами, углистыми глинами и алевролитами (400 м), пермскими доломитами, гипсами, ангидритами с прослоями каменной соли, известняков, алевритов, глин и мергелей (100-250 м) и нижнетриасовой пестроцветной толщей (песчано-глинистые породы с прослоями мергелей и конгломератов, 60-120 м).

Рельеф ложа кратера характеризуется центральным поднятием кристаллических пород фундамента диаметром 8-10 км с амплитудой поднятия 1,6 – 1,9 км (т.н. Воротиловский выступ). Поднятие фундамента имеет куполообразную форму с впадиной в центре глубиной около 500 м. Центральное поднятие окружено кольцевым желобом глубиной 1,5 – 1,7 км и диаметром 40 км. С внешней стороны к желобу примыкает кольцевая зона террас шириной 20 км и наклоном плоскостей соскальзывания в сторону центра кратера. (рис. 14). Зона террас рассечена рассечена неглубокими радиальными трогами и покрыта аллогенной брекчией, состоящей из блоков и фрагментов главным образом пермских и триасовых разнообразных песчаников и глин с примесью каменноугольных карбонатных пород.

По данным бурения аллогенная брекчия, заполняющая кратерную воронку, имеет мощность 700 – 800 м и состоит из в основном вендских, девонских, каменноугольных и пермских осадочных пород. В пределах кольцевого желоба аллогенная брекчия переходит в полимиктовую брекчию мощностью 150 м, местами перекрытую зювитами мощностью около 100 м. Вблизи центрального поднятия встречены небольшие тела тагамитов мощностью не более 100 м. Данные по сверхглубокой скважине, пробуренной до глубины 5374 м показали, что в районе Воротиловского выступа брекчированные кристаллические породы фундамента (аутигенная брекчия) перекрыты сверху полимиктовой аллогенной брекчией, зювитами и постимпактными среднеюрскими осадками внутрикратерного озера. Аутигенная брекчия центрального поднятия состоит из катаклазированных амфиболитов и гранито-гнейсов, которые были ударно-метаморфизованы при давлениях 45 ГПа на верху центрального поднятия и 15-20 ГПа на глубине 5 км. В центральном поднятии встречены маломощные тела импактного расплава. Предполагается, что породы аутигенной брекчии центрального поднятия, встреченные на глубине 600 м первоначально залегали на глубине 5 км, а разбуренные в дне скважины (~5 км) – на глубине 11 км. Аутигенные и аллогенные брекчии, зювиты и тагамиты испытали постимпактные гидротермальные преобразования в температурном интервале 400 о – 70 о С.

Споропыльцевой анализ показал внедрение байосской споропыльцы в аутигенную и аллогенную брекчию, а также ее присутствие в базальном горизонте озерных отложения, представленных перемытыми импактными породами. Кратер захоронен под толщей юрских, меловых и кайнозойских глин, песков и т.д, общая мощность которых может достигать 300 – 400 м. Естественные выходы брекчии наблюдаются только в берегах Волги на западе структуры.

Каменский и сателлитный Гусевский кратеры размерами соответственно 25 и 3 км, расположены на Донецком кряже в бассейне р. Северский Донец, в 10 – 15 км к востоку и северо-востоку от г. Каменск-Шахтинский Ростовской области. В рельефе они не проявляются, равно как и на космоснимках (рис. 15) Очевидно, что они возникли одновременно в результате падения главного астероида и его меньшего спутника. Ar-Ar датировки импактного стекла дали возраст структуры 49 млн. лет, хотя ранее на основе стратиграфических данных предполагалось, что кратеры образованы рядом с рубежом мезозоя и кайнозоя, что соответствует событию мезозойского вымирания. Кратеры погребены под отложениями глубокинской свиты и четвертичными осадками.

Кратер образован в толще перемятых средно- верхнекаменноугольных известняков, песчаников и сланцев с прослоями угля мощностиью 3 – 4 км и карбонатно-терригенных и терригенных породах нижней перми мощностью 600 м, несогласно перекрытой терригенными карбонатно-терригенными породами нижнего триаса (150 м) и верхнего мела (300 м).

Каменский кратер является комплексным, ложе кратера расположено в породах карбона и имеет центральное поднятие диаметром 5 – 7 км и высоту около 350 – 400 м. Стратиграфический взброс пород нем может достигать 2 – 4 км. Центральное поднятие окружено кольцевым желобом глубиной 700 – 800 м.

Аутигенная брекчия, слагающая ложе кратера, постепенно переходит в аллогенную полимиктовую брекчию, состоящую из обломков пород мишени, цементированных тем же самым мелко раздробленным материалом с включениями импактного стекла. Мощность аллогенной брекчии составляет 700 м в пределах кольцевого желоба и 100 – 200 м над центральным поднятием. В брекчии присутствуют линзы зювитоподобных пород, богатые разложенным импактным стеклом.

Гусевский кратер является простым, ложе представлено округлой воронкой размером 4,5 х 2,5 км и глубиной около 600 м. Воронка выработана в каменноугольных породах и заполнена аллогенной брекчией с максимальной мощностью в центре около 360 м. Естественных выходов импактитов (аллогенных брекчий) мало, они присутствуют в долинах рек Северский Донец и его притоках, а также в оврагах и балках западнее и северо-западнее п. Гусев (рис.16).

Примечательной особенностью структуры является присутствие в разрезах этого района т.н. глубокинской свиты, распространенной на площади размером 40х60 км и покрывающей кратеры и прилегающие к ним области. Покров глубокинской свиты имеет бабочкообразную форму с направлением оси билатеральной симметрии с юга на север. Мощность свиты над Каменским и Гусевским кратерами достигает 200 – 300 м, выклиниваясь к краям поля ее распространения. Породы свиты представлены мергелями и песчанистыми мергелями, вмещающими обломки пород мишени кратеров, часто с конусами сотрясения. Предполагается, что Каменское событие произошло в мелководном морском бассейне, а глубокинская свита образовалась в результате перемыва аллогенной брекчии, скорее всего сразу же после образования кратеров.

Палеогеновый 14-ти километровый кратер Логанча в Восточной Сибири выработан в нижнетриасовых вулканических породах – базальтовых лавах и туфах. Структура сильно эродирована, так что импактные толщи размыты, однако в рельефе она выражена как депрессия глубиной около 500 метров и диаметром 20 км, которая прекрасно просматривается на космоснимках (рис. 17).

Породы мишени состоят из трапповой нижнетриасовой толщи, подразделяющейся снизу вверх на туфогенный и лавовый комплексы мощностью 400 и 1000 м соответственно, причем туфогенный комплекс содержит прослои песчаников и алевролитов, а также из верхнепермского угленосного образования, сложенного алевролитами с углистыми и глинистыми сланцами и в нижней части – миндалекаменными базальтовыми порфиритами. В рельефе прослеживается центральное поднятие диаметром около 4 км и возвышающееся над днищем на 50 – 70 м. Оно сложено блоками размером в несколько сот метров, падение пород в блоках характеризуется различными углами и азимутами, блоки разделены разрывными нарушениями с субвертикальным падением. Внутри кратера выходы аутигенной брекчии присутствуют повсеместно там, где обнажаются дочетвертичные породы. Аллогенные брекчии наблюдались только в верховьях р. Логанчи и состоят из обломков базальтов размером от первых см до 2-3 м, сцементированных псаммитовым цементом. Упоминается также присутствие зювитоподобных пород. Вероятно, что импактиты кратера были уничтожены в результате интенсивной речной и ледниковой деятельности, увеличившей также и диаметр депрессии в результате размыва ее бортов.

Кратер Эльгыгытгын , самый молодой из крупных взрывных метеоритных кратеров (3,5 млн. лет), отчетливо выражен в рельефе благодаря цокольному валу, окружающему озеро глубиной 170 метров (рис. 18). В переводе с чукотского Эльгыгытгын означает “нетающее озеро”, поскольку в некоторые годы в летнее время оно частично покрыто льдом. Впервые кратер был описан член-корреспондентом С.В. Обручевым, причем он отметил его разительное сходство с лунными кратерами, впрочем не имея ввиду его метеоритного происхождения. Депрессия имеет правильную округлую форму с диаметром по гребню вала 18 км, заполненную озером диаметром 15 км и глубиной 170 м. Кольцевой вал, обрамляющий озеро, возвышается над его уровнем на 200 – 300 м. Вал прорезается радиальными и концентрическими разрывными нарушениями, которые прослеживаются на расстоянии 15 км от вала.

Структура образована в вулканических породах позднемелового возраста – андезитах, игнимбритах и приокластических породах и, возможно в гнейсах кристаллического фундамента. Коренных выходов импактитов нет, однако в озерных террасах и в русле вытекающей из озера реки находятся перемытые бомбы импактного стекла с аэродинамическими формами и различные ударно-метаморфизованные эффузивные породы. В импактированных породах представлен широкий спектр эффектов ударного метаморфизма – диаплектовые стекла, планарные деформационные структуры, коэсит и стишовит. Расплавные импактные стекла незначительно обогащены сидерофильными элементами. Кратер был модифицирован в результате ледниковой деятельности, очевидно уничтожившей закратерные выбросы.

Калужский кратер, расположенный на Русской платформе, не выражается на космоснимках, поскольку он погребен под 800-метровой толщей осадочных пород средне-позднедевонского и раннекаменноугольного возрастов. На космических снимках он, естественно, не проявляется.Его диаметр, оцениваемый по геофизическим данным и бурению, составляет около 15 км, а возраст – примерно 380 млн. лет, поскольку самые молодые породы, находимые в импактитах, относятся к средне-верхнеэйфельскому ярусу среднего девона.

Породы мишени включают в себя архейские гнейсы и граниты а также протерозойские сланцы и граниты кристаллического фундамента, перекрытые на момент события верхнепротерозойскими – вендскими аргиллитами и алевлорлитами мощностью около 125 м и среднедевонскими аргиллитами, песчаниками и глинистыми сульфатно-карбонатными породами мощностью в десятки метров.

Кратер обладает четко выраженным валом, окаймляющим депрессию глубиной в сотни метров с предположительным присутствием центрального поднятия. Депрессия заполнена осадочной и аллогенной бречией с маломощными линзами и телами зювитов и тагамитов с мошностью колеблющейся от десятков метров на валу кратера до 300 м. Покров брекчии простирается и за вал до расстояний примерно в 2 радиуса кратера, где он залегает на горизонтальных отложениях среднего палеозоя. Литологические особенности верхних горизонтов брекчии указывают на их осаждение в водной среде, и, следовательно, на образование кратера в условиях мелководного эпиконтинентального моря. Предполагается, что ударно-взрывное Калужское событие ответственно за формирование Нарвской толщи осадочной брекчии мощностью 10 – 15 м и распространенной на территории северо-западной России, Белоруссии, и прибалтийских республик.

Кратер Янисъярви диаметром 14 километров в западной Карелии заполнен одноименным озером и легко достижим для его осмотра, поскольку к нему ведут проходимые дороги, а на берегу озера расположена железнодорожная станция. Структура достаточно отчетливо проявлена на космических снимках (рис. 19). Кратер – один из самых древних в России, его возраст оценен в 700 млн. лет.

Мишенью для кратера послужили метаморфические породы свит наатселькя и пялкъярви ладожской серии нижнего и среднего протерозоя, представленных кварц-биотитовыми сланцами и микросланцами. В сланцах может присутствовать мусковит, ставролит, гранат и плагиоклаз. В состав мишени могли также входить мрамора и известняки сортавальской серии, расположенной ниже ладожской серии.

Коренные выходы импактитов можно осмотреть на маленьких островах в центре озера, а также на мысе Леппяниеми на западном берегу озера. Аллогенная брекчия встречается на берегу озера юго-западнее м. Леппяниеми и на о-ве Хопесаари. Зювиты и тагамиты выходят на о-вах Пиени- и Исо-Селькясаари, Хопесаари и на м. Леппяниеми (рис. 16). Отдельные валуны тагамитов встречаются на галечных пляжах юго-восточного берега.

Представляется, что аллогенная брекчия и зювиты перекрываются тагамитами. В зювитах присутствуют обломки сланцев и микросланцев только ладожской свиты, иногда с хорошо сформированными конусами сотрясения, обломки стекол, а также фрагменты ударно-метаморфизованных кварцевых и полевошпат-кварцевых жил. Тагамиты раскристаллизованы и состоят из зерен (0,00n – 0,n мм) основного плагиоклаза, окруженного оторочкой калиевого полевого шпата, кварца, кордиерита с незначительным количеством гиперстена, биотита, ильменита и магнетита. Матрица состоит из агрегатов калиевого полевого шпата с кварцем, обладающих микрогранофировой структурой. Тагамиты, найденные в валунах на юго-восточном берегу озера отличаются от тагамитов островов большей раскристаллизованностью и грубозернистостью. Составы тагамитов идентичны составам сланцев, обогащение Ni, Co и Cr не наблюдается. Данные о внутреннем строении кратера Янисъярви противоречивы. С одной стороны предполагается, что кратер имеет простое строение - центральное поднятие отсутствует [Импактиты, 1981], тогда как другие исследователи предполагают наличие центральной горки [В.Л. Масайтис и др., 1980,]. Возможно присутствие алмазов в импактитах.

В отличие от Беенчиме-Салаатинской структуры, Логанчи и других, более молодой Карлинский кратер, диаметром около 10 км и расположенный в бассейне р. Свияги, притока Волги в ее среднем течении никак не проявляется на космоснимках (рис. 21), что может быть результатом его захоронения под осадочными отложениями четвертичных песков и глин мощностью около 25 м и заполнения кратерной депрессии плиоценовыми внутрикратерными озерными известковистыми глинами с максимальной мощностью 100 м. С другой стороны, сельскохозяйственная деятельность в этом районе также может затушевать проявление этой структуры на космоснимках.

Мишенью кратера послужили горизонтально залегающие средне- верхнекаменноугольные известняки и доломиты мощностью более 400 м, верхнепермские гипсовые доломиты, известняки, песчаники и глины (320 м), средне- верхнеюрские песчаники и глины (100 м) и меловые глины (100 м).

В центре кратера расположено центральное поднятие, состоящее из брекчированных пород карбона с прожилками несцементрованной тонкозернистой бречии и образующее на поверхности выступ размером 600 х 800 м. Аллогенная брекчия заполняет кольцевой желоб, частично перекрывает центральное поднятие, а также выходит и за пределы кратера. Среди аллогенной боекчии встречаются отторженцы и блоки карбонатных пород верхней перми, достигающие в размере 1 км. Наиболее молодые породы, входящие в состав аллогенной брекчии – миоценовые опоки, отсутствующие в прилегающем районе. Аллогенная брекчия в центре кратера перекрывается плиоценовыми карбонатными глинами, очевидно явялющимися внутрикратернами озерными отложениями (рис. 22).

Рагозинский кратер диаметром 9 км находится на восточном склоне Среднего Урала. В рельефе структура маркируется кольцевым возвышением высотой до 40 м над днищем, которое соответствует валу кратера. В северной части кратера вал пересекается долиной реки Рагозинка. На изображениях, полученных спутником Landsat 7, при известной доли воображения можно увидеть округлую структуру, диаметром около 10 км, маркирующуюся в южной и юго-восточной части лиловатыми цветами, а в юго-западном секторе – долиной ручья. Центр этой структуры несколько смещен на юго-юго-запад относительно точки (помечена синим цветом на рис. 23), соответствующей координатам центра кратера по литературным данным.

Кратерная воронка выработана в тектонически сильно деформированных породах среднего палеозоя и представленных терригенно-карбонатной толщей ордовика и нижнего девона мощностью 250 –300 м, среднедевонской – нижнекаменноугольной терригенно-вулканической толщей мощностью 800-1050 м, нижнекаменноугольной толщей терригенно-углистых и карбонатных пород мощностью 1400 –2000 м и среднекаменноугольной толщей терригенных пород мощностью 400-500 м. Породы прорваны интрузиями основных и ультраосновных пород. Пенеплезированная поверхность этого комплекса перекрыта меловыми и палеогеновыми 100 –200 метровыми отложениями терригенно-карбонатных осадков. Завершает разрез мишени эоценовые опоки, песчаники и глины.

По геофизическим данным истинное ложе кратера располагается на глубине 550 – 600 м и, очевидно, заполнена аллогенной брекчией. Кратерная депрессия окружена кольцом брекчированных палеозойских пород, перекрытых местами выбросами аллогенной брекчии. Закратерные выбросы аллогенной брекчии встречены в северном и северо-восточном секторах. Естественные выходы импактитов наблюдались на валу кратера и на севере и северо-востоке вблизи кратерного вала. В аллогенной брекчии присутствуют обломки с конусами сотрясения и ударно-метаморфизованный кварц с планарными деформационными структурами.

На космоснимках отчетливо проявляется и Беенчиме-Салаатинская структура (рис. 24), расположенная в бассейне реки Беенчиме – левого притока р. Оленек в поле развития кембрийских осадочных пород. Примечательно, что эта метеоритная структура выглядит как двойная (рис. 24), тогда как в литературе она описана как одиночная. Вполне возможно, что она была образована также двойным астероидом подобно Каменскому и Гусевскому кратерам, однако это подтвердить могут лишь только полевые исследования. Главная структура в рельефе выражена как депрессия диаметром 6 – 6,5 км, окруженная кольцевым валом высотой 50-70 м и шириной 1,5 – 2 км с хорошо выраженной крутизной внутренних склонов. В депресии присутствую отдельные возвышенности высотой около 150 м.

Породы мишени, выходящие на поверхность вблизи кратера, представлены отложениями нижнего кембрия – алевролитами, песчаниками, конгломератами, доломитами и глинистыми известняками а также породами куонамской свиты (нерасчлененный нижний – средний кембрий) – пестроцветные битуминозные известняки и горючие сланцы. Общая мощность осадочного чехла в этом районе достигает 1000 – 1200 м. Морфология ложа кратера неизвестна. Породы ложа кратера, примыкающие к валу, интенсивно дефлрмированы, обладают текстурой грис и конусами сотрясения. Характерны разрывные нарушения, в северо-восточной части кратера, в пределах внутреннего сколна вала наблюдаются центробежные надвиги с размером чешуй от сотен метров до 2 – 3 км по длинной оси. Кольцевой вал, окружающий депрессию, выражается в рельефе благодаря подьему пластов пород цокольного комплекса. Вероятная мощность аллогенных брекчий, заполняющих кратер, оценивается в 600 м. В ее состав входят обломки вышеупомянутых комлексов, а также окремненные водорослевые, песчанистые и битуминозные доломиты венда и песчаники перми. Размер обломков – первые десятки см, они часто обладают текстурой грис. Цемент брекчии иногда сильно пиритизирован. Аллогенная брекчив внутри кратерной депрессии почти повсеместно перекрыта четвертичными отложениями, обнажения импактитов встречаются на возвышенных участках внутри кратера и вдоль бортов структуры (рис. 25).

Курский кратер диаметром 6 км расположен в районе Воронежского поднятия фундамента Русской платформы. Структура перекрыта среднеюрскими, меловыми и четвертичными отложениями мощностью около 110 - 150 м. В состав пород мишени кратера входят архейские граниты и гнейсы, нижнепротерозойские джеспилиты, амфиболиты и изверженные породы основного состава, среднедевонские глины, известняки и песчаники, а также не найденные в первоначальном залегании верхнедевонские и каменноугольные отложения.

По геофизическим данным и данным бурения кратер обладает центральным поднятием высотой около 200 м и кольцевым желобом глубиной 260 м относительно борта кратера. Полагается, что кратер был частично эродирован. Воронка выполнена аллогенной брекчией, в состав которой входят обломки кристаллических и осадочных пород подчас с признаками ударного метаморфизма, цементированные мелкообломочным материалом.

Кратер Чукча расположен в северо-западной части полуострова Таймыр. В рельефе он выражен в виде глубокой депрессии диаметром 6 км с крутым наклоном внутреннего склона вала (6 о – 9 о), плоским днищем и центральной горкой около 1 км в диаметре и высотой 30 м. Глубина депрессии составляет 200 м. На космоснимках в районе прослеживается круглая структура диаметром около 17 км, центрированная несколько севернее (75 o 45’с.ш., 97 о 57’ в.д.) относительно точки с координатами, приведенными в таблице (рис. 26). Судя по взаимотношениям возрастов пород, входящих в кратерный комплекс, и перекрывающих осадков, а также сохранении перекрывающего мезозойско-кайнозойского комплекса в кратере, кратер был образован в позднем мелу или раннем палеогене.

Мишень кратера сложена смятой в складки терригенно-карбонетной толщей верхнего рифея – нижнего ордовика прорванной рифейскими и верхнепалеозойскими габбро и гранитами. Внутрикратерные отложения представлены 100-метровой верхненеогеновой толщей. Следы ударной переработки на валу отсутствуют и наблюдаются лишь в возвышении, расположенном в центре структуры и, очевидно, представляющее центральное поднятие ложа кратера. Эта горка сложена хаотично перемешанными блоками и клиппенами пород мишени. В зернах кварца отмечены системы плоскостных элементов, конуса сотрясения отсутствуют. Вероятно, структура была достаточно сильно эродирована в кайнозое.

Импактиты Мишиногорского кратера, расположенные к востоку от Чудского озера в Псковской области, принадлежат небольшому кратеру диаметром в несколько километров. В рельефе Мишина гора выражена как вытянутая в субмеридиональном направлении пологая возвышенность с относительной высотой 20 – 25м и размерами 8 х 4 км (рис. 27).

Мишень кратера двуслойная – архейские гнейсы и граниты перекрыты 500-метровой толщей осадочных пород, состоящей изверхнепротерозойских песчаников и алевролитов (90 м), кембрийсктх глин и песчаников (100 м), ордовикских песчаников, доломитов и известняков (150 м) и девонских мергелей, доломитов, песчаников и глин (около 200 м). Простая воронка, диаметром 2,5 км заполнена аллогенной брекчией. По данным бурения, проведенного в центре кратера, аутигенная брекчия, слагающая ложе кратера, встречена на глубине 800 м. На ней залегает полимиктовая аллогенная брекчия мощностью около 600 м, в состав обломков которой входят как породы архейского кристаллического фундамента, так и осадки. Верхняя часть импактной толщи (200 м) сложена брекчией, в составе которой преобладают осадочные породы. В аллогенной брекчии присутствуют редкие включения разложенного или раскристаллизованного импактного стекла, диаплектовое стекло по кварцу и олигоклазу, в некоторых зернах кварца наблюдаются планарные деформационные структуры. В обломках брекчии нередки конуса сотрясения. Кратерная воронка окружена 4 – 5-ти километровой полосой осадочных пород, несущих следы интенсивных деформаций и дислокаций. Полоса характеризуется блочным строением, блоки смещены, а углы падения слоев в них меняются от субгоризонтальных до субвертикальных. Мощность перекрывающих импактиты флювиогляциальных отложений составляет от 1-3 м до 20 м. Большая толщина импактитов и глубина экскавации выделяет эту структуру среди остальных небольших кратеров, гораздо более мелких. Предполагается, что структура размыта, а ее первоначальный диаметр мог быть больше нынешнего.

Существует ряд и других кольцевых структур, для которых предполагается космическое происхождение. Среди них можно упомянуть весьма древнюю структуру Суавъярви (рис. 28) диаметром около 16 км, расположенную к югу от озера Сегозеро (Карелия), Гагаринскую кольцевую структуру, находящуюся в 20 км от г. Гагарин Смоленской обл. и оз. Смердячее в Шатурском районе Mocковской области. Однако в настоящее время для уверенного обоснования их ударно-взрывного происхождения требуется проведение дополнительных геологических работ, в первую очередь мелкого бурения.

В заключение нужно сказать и несколько слов о научном и практическом значении метеоритных кратеров. Открытие факта астероидной бомбардировки Земли изменило уже устоявшуюся систему взглядов на взаимодействие Земли с окружающим пространством и показало, что история нашей планеты весьма прямо связана помимо Солнца с другими объектами Солнечной системы. Показано, что падение крупного астероида может изменить и линию эволюции жизни, как это случилось на рубеже мезозоя и кайнозоя, когда в результате падения одного или нескольких гигантских тел произошло массовое вымирание, коренным образом изменившее видовой состав биоты. Ударное кратерообразование - причина обмена вещества между планетами. В результате ударно-взрывного события обломки пород выбрасываются из кратеров с высокими скоростями и покидают материнскую планету. Действительно, сравнительно недавно в метеоритных коллекциях было опознано вещество с Луны и Марса, выбитое с поверхности этих тел ударами крупных метеороидов. Практическое значение меторитных кратеров, с точки зрения автора, не так уж и велико, и, конечно, уступает значению интрузивных пород с богатыми рудами, нефтяным залежам, алмазоносным трубкам взрыва и т.д. Однако годовой продукт от эксплуатации метеоритных кратеров оценивается в 5 млрд $. Основная продукция – строительный материал, железо-никель-медно-цинковые, железные и урановые руды. Метеоритные кратеры подчас являются хранилищами высококачественной воды. Также они используются как объекты туризма, лучшими примерами чего являются Аризонский кратер в США и кратер Рис в Германии.

H.J. Melosh Impact cratering: a geologic process. 1989, Oxford University Press, N.-Y., 245 p.

B.M. French (1998), Traces of Catastrophe: A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. LPI Contribution N 954, Lunar and Planetary Institute, Houston, 120 pp.

В.Л. Масайтис и др., Алмазоносные импактиты Попигайского кратера, 1998, Л., “Недра”,179 с.

Shtoefler D. and Grieve R.A.F. Classification and nomenclatura of impact metamorphic rock. 1994, In: European Sci. Foundation Second Intl. Workshop on “Impact cratering and the evolution of planet Earth”. Ostersund, Sweden (abstract)

Масайтис В.Л. и др. Попигайский метеоритный кратер. 1975, М.: Наука, 124 с.

Масайтис В.Л. и др. Геология астроблем. 1980: Ленинград, Недра, 231 с.

Импактиты, А.А. Маракушев (ред.), М. МГУ, 1981, 240 с.

Импактные кратеры на рубеже мезозоя и кайнозоя. 1990. Л: Наука, 192 с.

Фельдман В.И., Петрология импактитов, 1990 М., МГУ, 300 с.

Stoffler, D.; Langenhorst, F. Shock metamorphism of quartz in nature and experiment: I. Basic observation and theory. 1994, Meteoritics, v29, 155-121

Grieve, R. A. F.; Langenhorst, F.; Stoffler, D. Shock metamorphism of quartz in nature and experiment: II.Significance in geoscience. 1996, Meteoritics & Planetary Sciences, v31, 6-35