Кратер — воронка от удара или извержения¶

Кратер — воронкообразное углубление в поверхности планеты, спутника, астероида или иного небесного тела, образовавшееся в результате удара метеорита, вулканического извержения либо иных процессов. Термин происходит от греческого «κρατήρ» — чаша для смешивания вина. В земной геологии кратером также называют воронку на поверхности вулкана, через которую магма выходит наружу, и котлованы техногенного происхождения (шахтные, карьерные, от взрывов).

¶Классификация

По происхождению кратеры делят на три основные группы:

• Ударные (метеоритные) — образуются при столкновении небесного тела с поверхностью планеты или спутника. Наиболее распространённый тип в Солнечной системе.
• Вулканические — формируются при извержении: магма разрушает породы, выбрасывает обломки, по краям воронки накапливаются пирокластические отложения.
• Смешанные и иные — кратеры проседания, кальдеры вулканов, воронки от подземных ядерных взрывов, техногенные котлованы.

По размеру ударные кратеры принято делить на три класса: простые (до нескольких километров в поперечнике, имеют форму чаши), сложные (несколько километров, на дне появляется центральный подъём) и бассейны (сотни и тысячи километров, многокольцевые структуры — например, Море Дождей на Луне).

¶Образование ударного кратера

Процесс занимает считанные минуты и состоит из нескольких фаз. При ударе метеорита о поверхность кинетическая энергия тела мгновенно преобразуется в тепловую и ударную. Породы подвергаются сжатию до мегапаскалей, возникает ударная волна, которая распространяется вглубь и в стороны. Материал дна выбрасывается наружу, формируя характерное кольцо выбросов (эйджектов) вокруг воронки. При столкновении с каменистыми породами на дне образуется слой ударного стекла и ударно-метаморфизованных пород (шоковый кварц, стишовиты).

Размер кратера зависит от массы и скорости тела, угла удара и свойств грунта. Эмпирическая формула связывает диаметр кратера с диаметром тела: для типичных скоростей в Солнечной системе кратер примерно в 10–20 раз шире метеорита. При ударах сверхзвуковых тел энергия может достигать мегатоннов в тротиловом эквиваленте — кратер Чикшулуб на Юкатане (диаметр около 180 километров) образовался при ударе астероида диаметром около 10 километров, что совпало с вымиранием динозавров 66 миллионов лет назад.

¶Кратеры на Земле

На Земле ударные кратеры встречаются реже, чем на Луне или Меркурии, поскольку эрозия, тектоника и вулканизм стирают следы ударов. Тем не менее известно более 190 подтверждённых структур. Крупнейшие из них:

Российские ударные структуры включают также Кольский суперглубинный кратер (гипотетическая структура под Кольским полуостровом), Каркинский кратер в Башкортостане (диаметр около 10 км) и множество мелких воронок в Сибири. Крупнейшая подтверждённая структура в России — Попигайский кратер, известный аномальными скоплениями лонгсайдитов — алмазов, образовавшихся при ударе.

¶Кратеры на других телах Солнечной системы

На Луне ударные кратеры занимают около 17 % площади видимой стороны, в основном на гористых «материковых» областях. Крупнейшие — Эратосфен (92 км), Тихо (85 км), Коперник (93 км). На обратной стороне Луны кратеров существенно больше.

Меркурий покрыт кратерами почти целиком; крупнейший — Калорис (1550 км). Марс имеет кратеры диаметром до 1000 км (Бореалис-бассейн). На спутниках Юпитера и Сатурна кратеры встречаются реже из-за вулканической активности (Ио) или покрытия льдом (Европа, Энцелад).

¶Вулканические кратеры

Вулканический кратер (жерло) — верхняя часть вулканического конуса, через которую магма выходит на поверхность. Размеры варьируются от десятков метров до нескольких километров. Крупнейший вулканический кратер мира — кальдера Тоба на Суматре (100×30 км). В России вулканические кратеры распространены на Камчатке и Курильских островах: жерло вулкана Авачинский, кальдеры Узон и Толмачёв на Камчатке, кратер вулкана Эбеко на Парамушире.

¶Значение

Изучение кратеров позволяет определять возраст поверхностей небесных тел по плотности кратеров, реконструировать историю столкновений в Солнечной системе, находить полезные ископаемые (ударные алмазы, руды). Кратеры играют практическую роль: в кратерах планируются посадочные миссии (как «Чикшулуб-Дрилл»), а глубокие кратеры могут служить естественными обсерваториями.

¶История изучения

Первые гипотезы о метеоритном происхождении кратеров высказал в XIX веке немецкий геолог Альфред Вегенер, а систематически обосновал в 1906 году британский геолог Элджин Дэйли. В СССР изучение ударных структур активно велось с 1950-х годов под руководством В. И. Гвердсмити и Е. А. Козловского. Современная планетология считает ударные процессы одним из главных факторов эволюции тел Солнечной системы.

Источники: Большая российская энциклопедия; Геологический словарь (под ред. О. А. Богославской); А. Е. Рингвуд «Происхождение Земли и Луны»; журнал «Метеоритика»; данные Института геохимии им. В. И. Вернадского РАН.