Самый крупный из известных кратеров - это Вредефорт. Небесное тело, которое в него врезалось имело диаметр около 10 км. Блуждающие вокруг Земли астероиды изучены нами очень мало. Помимо общепризнанных и известных кратеров можно рассмотреть еще один пример, которые открывает новую главу в изучении истории астероидных атак и в прогнозировании новых угроз нашей планеты.
Ударные кратеры Земли: новый взгляд на угрозу
Из моей статьи для организационно-методического отдела Академии Естествознания:
Исследование астероидов является первостепенной целью современной астрономии и планетологии. Данные небесные тела, представляющие собой остатки ранней Солнечной системы, содержат важную информацию для расшифровки процессов, имевших место в её прошлом.
Надо понимать, что точное количество астероидов в Солнечной системе остаётся неизвестным. По состоянию на 2025 год учёным известно около 1,5 миллиона астероидов (каталог Центра малых планет). Сама по себе цифра впечатляющая, однако это капля в море относительно общего количества небесных тел, блуждающих в космосе.
Формирование астероидов связано как с аккумуляцией пыли и газа в протопланетном диске (Morbidelli et al., 2012), так и, возможно, с последствиями взрывов сверхновых звезд. Вместе с тем, скорость движения последних существенно отличается от скорости "обычных" тел, обращающихся вокруг Солнца. И это важно!
Изучение астероидов позволит глубже понять механизмы формирования планет и эволюцию Солнечной системы, а также прогнозировать потенциальные угрозы столкновений с Землей (Bottke et al., 2002).
Необходимо подчеркнуть, что конкретные процессы формирования астероидов, траектории их движения и вероятность пересечения с орбитой Земли требуют дальнейших исследований. (Morbidelli, A., et al. "Origin and dynamical evolution of the asteroids." Asteroids III. University of Arizona Press, 2002.)
Вместе с тем, анализ прошлых столкновений небесных объектов с Землей представляет собой исключительно важную область исследований.
Выявление закономерностей известных столкновений, оценка их частоты и анализ последствий позволяют не только интерпретировать прошлое, но и разрабатывать превентивные меры для предотвращения будущих бедствий.
Крупнейшие ударные кратеры
Проведем обзор крупнейших кратеров на Земле, признанных наукой ударными:
1. Кратер Вредефорт. Находится в Южной Африке, его диаметр приближается к 300 километрам. Учёные считают, что астероид, который образовал этот кратер, был самым большим из когда-либо упавших на Землю, его диаметр составлял порядка 10 км.
2. Кратер Садбери. Ударный кратер в канадской провинции Онтарио. Удар создал кратер около 248 км в диаметре. Образовался при падении астероида или кометы диаметром 10 км.
3. Кратер Чиксулуб. Находится на полуострове Юкатан в Мексике, диаметр кратера — 180 км. Многие учёные считают, что метеорит, образовавший эту структуру, убил динозавров. Возник в результате удара астероида диаметром около 10 км.
4. Кратер Попигай. Находится в Сибири, диаметр — около 100 км. Размер астероида около 5 км.
5. Кратер Маникуаган. Образование располагается в канадском Квебеке, появилось после падения 5-километрового астероида. Диаметр кратера — 100 км.
В таблице 1 приведены размеры кратера и предполагаемые размеры небесных тел, в результате которых они образовались.
Сопоставив размер кратера и астероида, можно вычислить отношение данных величин друг к другу. Таким образом, получаем общее среднее значение отношения размеров кратера и небесного тела, равному 4,58.
Ударный кратер против кратера "навылет"
Ударные кратеры и гипотетические кратеры от астероидов, пробивших земную кору насквозь, различаются масштабом последствий, механизмом образования и долгосрочным влиянием на планету. Ударные кратеры возникают при столкновении небесных тел с поверхностью, когда вся энергия, высвободившаяся от удара наносит разрушительное воздействие на поверхность Земли и её атмосферы. Тогда как полное пробитие коры — хоть и крайне маловероятное событие, - могло бы привести к менее катастрофическим последствиям для поверхности Земли.
Вероятность пробития земной коры насквозь
Вероятность того, что астероид полностью пробьёт земную кору, чрезвычайно мала и равна примерно 1 к 300 000 в год (или 0,00021% в год) — это для удара крупного металлического астероида по самой тонкой части океанической коры. Для континентальной коры вероятность ещё на порядок ниже.
Параметры для пробития насквозь
Минимальные параметры астероида для пробития коры насквозь следующие. При минимальной толщине океанической коры в 5 км диаметр астероида должен быть как минимум 1,3 км M-типа (то есть целиком металлический); При средней толщине океанической коры в 6,5 км диаметр "снаряда" д.б. размером 3,6 км. Если рассматривать континентальную кору толщиной в 25 км достаточно астероида размером всего в 13,6 км. При этом скорость движения потенциального объекта должна быть не меньше второй космической скорости (около 11 км/сек.)
Вернемся к параметрам известных кратеров, приведенных в Таблице 1. Размеры этих кратеров и их "виновников" сопоставимы с приведенными диаметрами данных "снарядов".
Отличие только в скорости движение и в материале (типе астероида).
Такла-Макан - сквозной кратер
Предположим, что пустыня Такла-Макан является кратером и сравним его размеры с подобными кратерами на планете. приведенными в таблице 1.
Пустыня ТМ находится на западе Китая в Синьцзян-Уйгурском автономном районе. Является одной из крупнейших песчаных пустынь мира.
Характеристики:
— длина с запада на восток — свыше 1000 км;
— ширина — до 400 км;
— площадь песков — свыше 300 000 км².
Эта пустыня имеет форму эллипса. Для расчета возьмем её ширину в поперечнике по границам песчаных дюн, равную 453 км. (рис.1).
Исходя из вычисленного, в таблице 1 отношения размеров диаметра небесного тела и диаметра кратера можно рассчитать диаметр "снаряда", опираясь на размеры этой пустыни.
То есть, размер потенциального астероида, который мог бы пробить континентальную земную кору в районе пустыни Такла-Макан мог быть равен 21 км.в диаметре. При определенной скорости "снаряда", его составе и угле входа - он вполне мог пробить земную кору насквозь.
Если предположить, что жерлом кратера является не только территория пустыни Такла-Макан в границах песчаных дюн, а еще и огибающие её горы, то за расчетный диаметр предполагаемого кратера будет равен 750 км.
Таким образом, если предположить, что природа образования в Таримской впадине данной пустыни астероидная, то она является самым крупным ударным кратером на Земле.