Кратер — впадина от удара или извержения¶

Кратер — это воронкообразное углубление (впадина) в поверхности планеты, спутника, астероида или иного небесного тела, образующееся в результате удара метеорита, вулканического извержения либо иных процессов. Термин происходит от греческого слова «κρατήρ» — чаша, кубок. На Земле кратеры встречаются в виде кольцевых структур, часто скрытых эрозией и растительностью; на безатмосферных телах — Луне, Меркурии, Марсе — они сохраняются миллиарды лет и составляют основную часть рельефа.

¶Классификация

Кратеры различают по происхождению:

• Ударные (метеоритные) — образуются при столкновении небесного тела с поверхностью. Наиболее распространённый тип во Вселенной.
• Вулканические — формируются при извержении: это жерло вулкана, кальдера или взрывная воронка. На Луне вулканические кратеры неотличимы от ударных по внешнему виду, поэтому их разделяют по геологическим признакам.
• Газовые (взрывные) — возникают при подземных взрывах газов, например на Венере.
• Криовулканические — образуются на ледяных телах (Тритон, Энцелад) извержениями воды и аммиака.
• Искусственные — результат ядерных испытаний (например, кратер Седан в Неваде, 1962 год) или крупных взрывов на Земле.

По размерам кратеры варьируются от микроворонок диаметром в несколько сантиметров до гигантских структур. Крупнейший известный ударный кратер Солнечной системы — бассейн Аиткен на обратной стороне Луны, около 2500 км в поперечнике.

¶Механизм образования ударного кратера

При столкновении метеорита со скоростью в несколько километров в секунду кинетическая энергия мгновенно преобразуется в тепловую и ударную. Процесс состоит из трёх фаз:

1. Контакт и сжатие — тело-нарушитель внедряется в породу, формируется зона сверхвысокого давления.
2. Вскрытие полости — расплавленная и выброшенная порода выбрасывается вверх и в стороны, образуя луну (обломочный материал вокруг кратера).
3. Изостатическая коррекция и застывание — дно кратера частично «отскакивает» вверх, у крупных структур формируется центральный пик.

Размер кратера зависит от массы и скорости тела, а также от плотности грунта. Эмпирическое соотношение: диаметр кратера примерно в 10–20 раз превышает диаметр метеорита. Удары оставляют концентрические кольца у особо крупных структур — таков, например, кратер Королёва на Марсе.

¶Строение

Типичный ударный кратер состоит из:

• Воронки — чашеобразного углубления с плоским или выпуклым дном.
• Вала — приподнятого края, сложенного вывернутыми наружу породами.
• Луны — поля выброшенного обломочного материала, иногда уходящего на сотни километров.
• Центрального пика — у кратеров среднего и крупного размера (диаметром свыше ~6 км на Земле, ~20 км на Луне), возникающего при «отскоке» дна.

¶Кратеры на Земле

На Земле ударные кратеры редки из-за активной эрозии, тектоники и растительности. Достоверно известно около 190 подтверждённых структур. Крупнейшие:

Кратер Чикшулуб связан с вымиранием динозавров 66 млн лет назад. Кратер Попигай в Якутии известен аномально высоким содержанием алмазов в ударно-метаморфизованных породах.

¶Кратеры на других телах

• Луна — поверхность почти целиком покрыта кратерами; моря («моря») — крупные древние ударные бассейны, залитые базальтами.
• Меркурий — плотность кратеров сопоставима с лунной, крупнейший — бассейн Калорис (1550 км).
• Марс — кратеры северного полушария сглажены, южное покрыто древними воронками; крупнейший — бассейн Утопия.
• Венера — из-за плотной атмосферы мелкие метеориты сгорают, крупные кратеры редки (около 900).
• Плутон, Церера, Энцелад — кратеры сочетаются с криовулканическими структурами.

¶Значение

Изучение кратеров позволяет датировать поверхность небесных тел по плотности их кратерования, реконструировать историю столкновений в Солнечной системе и оценивать риски астероидной опасности. Кратерные структуры Земли используются как источники полезных ископаемых (руды, алмазы) и как объекты геологических памятников. Некоторые кратеры, например Вольф-Крик в Австралии или Метеор в Аризоне, стали туристическими достопримечательностями.

¶Интересные факты

• Кратер Барингера в Аризоне (1,2 км в диаметре, ~50 тыс. лет) настолько похож на вулканическую структуру, что первооткрыватель Дэниэл Барингер десятилетия бурил его в поисках метеоритного железа, так и не найденного в достаточном количестве.
• На Земле ежегодно фиксируется несколько десятков метеоритных ударов, но большинство оставляют лишь микроворонки.
• Слово «кратер» в вулканологии означает жерло вулкана — историческое значение термина предшествует планетологии.

¶Источники

• Геология планет: учебное пособие
• Метеоритика: ударные кратеры Солнечной системы
• Каталог подтверждённых ударных кратеров Земли (Earth Impact Database)
• Публикации Института геологии рудных месторождений РАН о кратере Попигай