Астроблемы Луны, Меркурия, Марса.

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования «Дом юных техников» ( МБУДО ДЮТ ).

Реферат на тему:

«Астроблемы Луны, Меркурия и Марса»

Выполнил: Галухин Даниил Александрович
05.06.2003
МБОУ СОШ №15 8Б класс
Почтовый индекс: 36080
Г.О. Королёв, улица Дзержинского 13/2, кв. 245
Телефон: +79263388574
Адрес электронной почты: [email protected]
Руководитель: Липатова Наталья Борисовна
Электронная почта: [email protected]
Телефон: +79104258995

2017 год

Г.О Королёв, Московская область

Введение

Я изучил астроблемы Земли и мне стало интересно, есть ли астроблемы на каких-нибудь других планетах нашей Солнечной системы? Я узнал о происхождении этого слова, в 1960 году американский геолог Ричард Дитц предложил называть места падения космических тел «астроблемами», что в переводе с греческого означает «звёздные раны». Астроблемы-малоизученные объекты нашего мира, поэтому мне захотелось отыскать как можно больше информации о них.

Я изучил много источников: научная литература, сеть интернет и хочу вам представить следующее. Общее количество кратеров, обнаруженных на объектах Солнечной системы (за исключением земных), и зарегистрированных в базе данных Международного астрономического союза составляет около 4780. Их диаметр разнится от сотен километров до десятков метров. Наибольшее количество ударных структур отмечено на Луне — около 1600, а также на Марсе — около 1000 и Венере — около 900.

Я тщательно исследовал карты планет, старался сам находить астроблемы. И мне это удалось. Свои находки я сверял с данными из интернета и научной литературы. И было очень здорово, когда они подтверждались.

Особенно легко это было делать, работая с картой Луны, где практически в условиях крайне разреженной атмосферы и полном отсутствии эрозионных процессов можно было наблюдать ударные кратеры и первичные, и вторичные, которые существуют многие тысячи миллионов лет, а может, и больше. Это было так интересно и увлекательно.

Тоже самое я проделал с картами Меркурия и Марса. И везде можно было наблюдать четко выраженные астроблемы названных планет. Это завораживало и потрясало. Можно было представить, что происходило миллиарды лет тому назад. Перед глазами проплывала история не только исследуемых планет, но и нашей планеты Земля.

Основная часть

И я решил узнать – как это было? И что образовывалось вследствие этих процессов.

Я просмотрел множество метеоритных кратеров на планетах и спутниках Солнечной системы.

Метеоритные кратеры- округлые углубления в грунте диаметром от немногих метров до десятков километров, образованные при падении гигантских метеоритов. При скоростях 2—5 км/сек и более метеорит во время удара превращается из твёрдого состояния в сильно сжатый газ, который создаёт мощную взрывную волну. От метеорита могут сохраниться лишь незначительные осколки. Метеоритные кратеры подразделяются на два главных типа: ударные и взрывные; существуют также переходные типы. Характерными особенностями ударного кратера являются относительно небольшие размеры (диаметр от 8—9 м до нескольких десятков м), насыпной вал вокруг кратера, наличие многочисленных, преимущественно мелких метеоритных осколков, перемешанных с осколками скальных пород. В насыпном материале, заполняющем кратер, а также в грунте вокруг кратера обычно присутствует метеоритная пыль. Характерными признаками взрывного кратера являются его крупные размеры (от многих десятков м до десятков км), приподнятые взрывом в бортах кратера радиально по отношению к его центру пласты скальных пород; отсутствие в кратере метеоритных осколков, обычно рассеянных вокруг него. В зависимости от состава скальных пород в кратере могут присутствовать импактиты, конусы сотрясения, представляющие собой своеобразные радиально-лучистые структуры на обломках скальных пород, и минеральные разновидности кварца — коэсит и стиповерит.

Импактиты -горные породы астроблем. Импактиты выделяются как самостоятельный тип горных пород наравне с осадочными, магматическими и метаморфическими. Тагамиты-неполнокристаллические расплавные импактиты, содержащие кроме стекла также выросшие из расплава кристаллы.

Округлая воронка кратера окружена валом, образованным задранными пластами горных пород мишени, перекрытыми выброшенными при взрыве обломками пород, которые слагают насыпной вал. Часть обломков переносится взрывной волной еще дальше и дает шлейф за кратерными выбросами, который по мере удаления от центра становится все тоньше. Форма и размеры астроблем характер преобразования в них пород коры Солнечной системы являются результатом ударного метаморфизма процесса своеобразного, совершенно не похожего на другие геологические процессы, происходящие как на Земле, так и на других планетах Солнечной системы. Метаморфизм развивается при соударениях космических тел друг с другом в последствие высвобождения очень большой энергии за крайне малое время в момент удара давление достигает нескольких гигапаскалей, а температура-десятков тысяч градусов. Энергия соударения космического тела с поверхностью планеты зависит от его массы, скорости и угла падения. Скорость сближения Земли и астероида лежит в пределах 11,2-72,8 км/с. Минимальная величина определяется второй космической скоростью, а максимальная-векторной суммой второй космической скорости, скорости вращения Земли. При скоростях соударения 3-5 км/с образуются ударные кратеры-лунки и воронки,-по размеру соответствующие метеориту-ударнику. породы мишени дробятся и выбрасываются равномерно вокруг воронки при вертикальном падении или вперед по направлению падения при ударе под углом. Результаты вулканического взрыва и импактного события совершенно несопоставимы. В вулканическом процессе энергия не расходуется одномоментно, а в серии друг за другом. Резкое торможение космического тела при столкновении с поверхностью планеты приводит к возникновению ударной волны сжатия, которая движется от точки столкновения в породах мишени и в веществе ударника. Давление может составлять 100-300 ГПа. Сжатие, естественно, вызывает нагрев вещества до нескольких десятков тысяч градусов за столь же краткие промежутки времени. Чем больше общая энергия соударения, тем дольше вещество остается в сжатом состоянии. Ударное сжатие сменяется разрежением, которое сопровождается механическим преобразованием породы, ее дроблением и адиабатическим охлаждением вещества. Эти процессы происходят медленнее, чем возрастание при сжатии давления и температуры. И самое главное, если давление в горных породах при разгрузке почти сразу возвращается к исходному, то-температура нет. Это связано с тем, что нагрев вещества при сжатии расходуется намного больше энергии, чем на само сжатие, а температура спадает медленнее, чем давление. Поэтому послеударная температура вещества в точке удара оказывается очень высокой, достигая 10-15 тысяч градусов. Следствием переработки метеорита-ударника является заметное повышение в импактном расплаве содержания химических элементов, которых много в космических телах, но мало в земной коре.

Кол-во Ni, Cr,Co,Ir,Os увеличивается в расплавных импактитах в 2-10 раз по сравнению с породами мишени, но при этом распределяются они в расплавных импактитах неравномерно. В настоящий момент насчитывается до 15 циклов кратеро образования на поверхности Луны за последние 4,5 миллиардов лет. На основании выводов о чашеообразной форме зоны разрушения астроблемы ее примерно полусферической форме с центром в точке взрыва и возможной глубине крупных кратеров до половины диаметра структур

Огромные равнины Луны едва ли являются застывшими потоками лавы из глубоких недр, они, вероятно, образовались за счёт тепла, выделяемого радиоактивными элементами, сконцентрированными вблизи поверхностных слоёв.

Пыль, спекшиеся агрегаты(брекчии) и обломки горных пород, формирующие верхний поверхностный слой Луны(реголит), образовались в результате соударений и эрозии под действием света и частиц больших энергий.

Судя по наблюдениям А.Т Базилевского и др., образование подобных кратеров на Луне могло привести к аналогичному базальтоидному магматизму в крупных кольцевых структурах и без видимого наличия свободной воды за счет внутреннего тепла спутника при снижении давления. Большинство Лунных кратеров имеют ударное происхождение, а базальтовые излияния в основном были лишь следствием метеоритных ударов. На поверхности конвективные потоки могут проявляться в виде концентрических кольцевых валов в соответствии с соотношениями объёмов восходящих в центре и нисходящих к периферии потоков, примерами могут служить наблюдения концентрических зональных кольцевых плутонов с взаимными переходами. Ударная волна от точки соударения движется во все стороны и в первые моменты ее фронт имеет сферическую форму. Однако, очень быстро эта форма искажается из-за неоднородности свойств пород мишени, а амплитуда ударной волны падает до 0,001 ГПА и менее на краю кратера. Механическое и тепловое воздействие на породы мишени также быстро падает. Поэтому в образующемся метеоритном кратере в центре возникает зона испарения вещества, затем располагается зона плавления вещества и, наконец, зона дробления пород. Продукты дробления плавления и испарения горных пород мишени вовлекаются ударной волной в центробежное движение вверх в атмосферу планеты и в стороны, за пределы кратера. Расширение пара опережает давление расплава и твердых обломков и благодаря очень высокой скорости создается эффект взрыва. Следовательно, импактный процесс начинаясь как удар, заканчивается как взрыв. Следствием ударов является формирование на Луне особого поверхностного слоя- Реголита. Наиболее интересными мне показались наибольшие кратеры Луны, Марса и Меркурия и я хочу их рассмотреть. Все описанные для Луны процессы характерны и для других Планет. В настоящее время наиболее вероятным можно считать такое строение внешнего слоя Луны: В глубине расположены скальные породы, может быть лавы, выше лежит крупнообломочный и полевой слой, образованный под действием крупных метеоритов. На поверхности находится мелкодисперсный слой, созданный позднее длительной обработкой мелкими метеоритами. Частицы верхнего слоя могут быть связаны или даже сцементированы между собой. Внешний облик частиц реголита говорит о том, что они образуются под ударами метеоритов или метеоритных дождей, падающих на поверхность Луны с космическими скоростями и вызывающие тепловые взрывы. Под действием возникающих при взрыве высоких температур происходит плавление кристаллических пород их разбрасывание в расплавленном состоянии. В реголите обнаружены отдельные минералы и железные металлические частицы. На поверхности некоторых частиц обнаружено даже не ржавеющие железо, крайне распыленное.

Зерно лунного реголита со следами удара микрометеорита

Аполлон-гигантский древний ударный кратер, неофициально именуемый бассейном Аполлон. Диаметр-524 км. Его возраст колеблется от 2,5 до 3,5 млрд лет. Название присвоено в честь американской космической программы Аполлон и утверждено Международным астрономическим союзом в 1970 г.

Королёв  — большой ударный кратер на обратной стороне Луны диаметром в 423 км. Название присвоено в честь советского учёного, конструктора ракетной техники Сергея Павловича Королёва и утверждено МАС в 1970 г. В честь С. П. Королёва назван также кратер на Марсе.

Байи-гигантский ударный кратер в южной приполярной материковой области на видимой стороне Луны.Диаметр 300 км. Название дано в честь астронома и деятеля Великой Французской революции Жана Сильвена Байии утверждено МАС в 1935 г.

Белькович-большой ударный кратер в северо-западной части Моря Гумбольдта на обратной стороне Луны. Название дано в честь советского астронома  Игоря Владимировича Бельковича и утверждено МАС в 1964 г. Образование кратера относится к нектарскому периоду .

Бетховен-большой ударный кратер на Меркурии. Его диаметр составляет 643 км. Возраст оценивается в 4,0–3,9 млрд лет. Назван в честь немецкого композитора Людвига ван Бетховена.Это название было утверждено МАС в 1976году.

Достоевский-411-километровый ударный кратер, расположенный на Меркурии. Возраст кратера оценивается в 4 млрд лет. Название утверждено МАС в 1979 году.

Гёте — 383-километровый ударный кратер, расположенный на Меркурии по координатам  Назван в честь немецкого поэта Иоганна Вольфганга фон Гёте. Большинство ученых определяют этот кратер как бассейн.

Толстой- 390-километровый древний ударный кратер, расположенный на Меркурии. Кратер Толстой образовался в очень ранней истории Меркурия. Примерный возраст 4 млрд лет.

Гейл- ударный кратер на Марсе, названный в честь Уолтера Фредерика Гейла, астронома-любителя. Диаметр 154 км. Возраст кратера составляет 3,5—3,8 миллиардов лет.

Тихонравов-крупный марсианский ударный кратер. Диаметр 386 км. Ученые полагают, что в древней истории Марса кратер заполняло гигантское озеро. Кратер назван в честь советского конструктора ракетно-космической техники Михаила Клавдиевича Тихонравова.

Галле- ударный кратер на Марсе. Назван в честь астронома Иоганна Готфрида Галле. Имеет диаметр 224 км. Кратер иногда называют «кратер—счастливое лицо» из-за сходства ее со смайликом

Бер — ударный кратер на Марсе. Диаметр — 86 км.Назван в честь немецкого астронома, соавтора первого глобуса Марса, Вильгельма Бера (его имя носит и кратер на Луне). Это название было утверждено МАС в 1973 году

Вывод

Сегодня мы узнали, что кратеры существуют и не только на Земле. Кратеры на других планетах отлично сохранились, а некоторые из них остались нетронутыми, т.к на этих планетах нет атмосферы, даже если есть, то очень разреженная и никак не оказывающая влияние на кратеры. Также кратеры бывают первичными-появившиеся только в одном экземпляре в результате падения метеорита и вторичными, когда метеорит создаёт сразу несколько кратеров.

Астроблемы очень важны в изучении химического состава космических тел, добыче редкоземельных металлов. Металлы и полиметаллы импактитов можно использовать в радиопромышленности, ракетостроении, в производстве космического оборудования, медицине, топлива.

Сейчас взоры человечества направлены в сторону освоения Луны и Марса. Россия и США собираются к 2030 году построить научные базы на Луне, начать добычу полезных ископаемых. Также этот обьект интересен и тем, что здесь можно создать обсерватории для вне атмосферных наблюдений за далекими звездами, галактиками, что расширит горизонты представления человечества

Источники

Литература: Кац Я.Г.,Козлов В.В.,Макаров Н.В.,Сулиди-Кондратьев Е.Д., Геологи изучают планеты- М.: Недра,1984Космическая геология - М.: Знание,1979. Масайтис В.Л.,Данилин А.Н., Мащак М.С. и др. Геология астроблем- М.: Недра,1980

И.И Черкасов, В.В Шварев «Грунт Луны» Издательство Наука,1975 год

Мелош Г. Образование ударных кратеров. Геологический процесс-М.: Мир,1994

Ударные кратеры на Луне и других планетах.-М.: Наука,1985

Wikipedia.org (Список кратеров Меркурия, Марса, Луны https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%802.jpg

Приложение