Nedslagskrater

Nedslagskratere i solsystemet:
  • Øverst til venstre: 500 kilometer bredt (310 mi) Engelier-krateret på Saturns måne Iapetus
  • Øverst til høyre: Nylig dannet nedslagskrater på Mars som viser et uberørt strålesystem av utkastet materiale. [ 1 ]
  • Nederst til venstre: 50 000 år gammelt meteorkrater øst for Flagstaff, Arizona, USA på jorden
  • Nederst til høyre: Det fremtredende krateret Tycho i det sørlige høylandet på Månen

Et nedslagskrater eller astrobleme er depresjonen etter nedslaget av en meteoritt på overflaten av en planetarisk kropp ( planet , dvergplanet , asteroide eller satellitt ) med en solid overflate.

I motsetning til vulkanske kratere, som er et resultat av en eksplosjon eller intern kollaps, [ 2 ] har nedslagskratere typisk hevede kanter og gulv som er lavere i høyden enn det omkringliggende terrenget. [ 3 ] Månenedslagskratere spenner fra mikroskopiske kratere i månebergarter returnert av Apollo-programmet [ 4 ] og små, enkle, skålformede fordypninger i måneregolitten til store, komplekse, flerringede nedslagsbassenger. Meteorkrateret er et velkjent eksempel på et lite nedslagskrater på jorden.

Slagkratere er de dominerende geografiske egenskapene på mange faste objekter i solsystemet , som Månen, Merkur, Callisto, Ganymedes og de fleste måner og små asteroider. På andre planeter og måner som opplever mer aktive overflategeologiske prosesser, som Jorden, Venus, Europa, Io og Titan, er synlige nedslagskratere mindre vanlige fordi de eroderes, begraves eller transformeres av tektonikk over tid. Der slike prosesser har ødelagt det meste av den opprinnelige kratertopografien, er begrepene slagstruktur eller astroblem mer vanlig brukt. I den tidlige litteraturen, før viktigheten av nedslagskratere ble anerkjent, ble begrepene kryptoeksplosjon eller kryptovulkanisk struktur ofte brukt for å beskrive det som nå er anerkjent som nedslagsrelaterte trekk på jorden. [ 5 ]

Kraterregistreringer fra svært gamle overflater, som Merkur, Månen og det sørlige høylandet på Mars, registrerer en periode med intens tidlig bombardement i det indre solsystemet for rundt 3,9 milliarder år siden. Siden den gang har kraterhastigheten på jorden vært betydelig lavere, men den er merkbar likevel; Jorden opplever ett til tre nedslag som er store nok til å produsere et krater på 20 kilometer i diameter (12 mil) omtrent én gang hver million år i gjennomsnitt. [ 6 ]​ [ 7 ]​ Dette indikerer at det burde være mange flere relativt unge kratere på planeten enn det som har blitt oppdaget så langt. Kraterhastigheten i det indre solsystemet svinger som et resultat av kollisjoner i asteroidebeltet som skaper en familie av fragmenter som ofte blir fosset inn i det indre solsystemet. [ 8 ] Baptistina-familien av asteroider ble dannet i en kollisjon for 80 millioner år siden, og antas å ha forårsaket en stor økning i nedslagshastigheten. Legg merke til at krateringshastigheten i det ytre solsystemet kan være forskjellig fra det indre solsystemet. [ 9 ] Selv om jordens aktive overflateprosesser raskt ødelegger nedslagsrekorden, er rundt 190 jordiske nedslagskratere identifisert. [ 10 ] Disse varierer i diameter fra noen få titalls meter til omtrent 300 km (190 mi), og varierer i alder fra nyere tid (for eksempel Sikhote-Alin-kratrene i Russland hvis skapelse ble sett i 1947) til eldre. to milliarder år gamle, selv om de fleste er mindre enn 500 millioner år gamle fordi geologiske prosesser har en tendens til å slette eldre kratere. De finnes også selektivt i de stabile indre områdene på kontinentene. [ 11 ] Få undervannskratere har blitt oppdaget på grunn av vanskeligheten med å kartlegge havbunnen, den raske endringshastigheten til havbunnen, og subduksjonen av havbunnen inn i jordens indre ved platetektoniske prosesser .

Nedslagskratere må ikke forveksles med landformer som kan virke like, inkludert kalderaer, synkehull, isbreer, ringdammer, saltkupler og andre.

Historikk

Daniel M. Barringer, en gruveingeniør, var allerede i 1903 overbevist om at krateret han eide, Meteor Crater, var av kosmisk opprinnelse. Imidlertid antok de fleste geologer på den tiden at den ble dannet som et resultat av et dampvulkanutbrudd. [ 12 ] : 41–42 

På 1920-tallet studerte den amerikanske geologen Walter H. Bucher flere steder som nå er anerkjent som nedslagskratere i USA . Han konkluderte med at de var blitt skapt av en eller annen stor eksplosiv hendelse, men mente at denne kraften sannsynligvis var av vulkansk opprinnelse. I 1936 gjennomgikk imidlertid geologene John D. Boon og Claude C. Albritton Jr. Buchers studier og konkluderte med at kratrene han studerte sannsynligvis ble dannet av nedslag. [ 13 ]

Grove Karl Gilbert foreslo i 1893 at kratrene på Månen ble dannet av store asteroideangrep. Ralph Baldwin skrev i 1949 at kratrene på Månen for det meste var av nedslagsopprinnelse. Rundt 1960 gjenopplivet Gene Shoemaker ideen. I følge David H. Levy så Gene på kratrene på Månen som logiske nedslagssteder som ikke ble dannet gradvis, over evigheter , men eksplosivt, over sekunder . For sin doktorgrad ved Princeton (1960), under Harry Hammond Hess , studerte Shoemaker kraternedslagsdynamikken til Barringer Crater . Shoemaker bemerket at Meteor Crater hadde samme form og struktur som to eksplosjonskratere laget av atombombeforsøk på Nevada Test Site , spesielt Jangle U i 1951 og Teapot Ess i 1955. I 1960 identifiserte Edward C.T. Chao og Shoemaker coesitt (en form av silisiumdioksid ) i Meteor Crater , som viser at krateret ble dannet fra et sammenstøt som genererte ekstremt høye temperaturer og trykk. De fulgte denne oppdagelsen med identifisering av coesitt i suevitt i Ries fra Nördlingen , som beviser dens virkningsopprinnelse. [ 14 ]

Væpnet med kunnskap om sjokkmetamorfe trekk startet Carlyle S. Beals og kolleger ved Dominion Astrophysical Observatory i Victoria, British Columbia , Canada og Wolf von Engelhardt ved Universitetet i Tübingen i Tyskland et metodisk søk ​​etter nedslagskratere. I 1970 hadde de identifisert mer enn 50. Selv om arbeidet deres var kontroversielt, ga de amerikanske Apollo -månelandingene , som pågikk på den tiden, støttende bevis ved å gjenkjenne frekvensen av nedslagskratere på Månen . [ 15 ] Fordi erosjonsprosessene på Månen er minimale, vedvarer kratere. Siden Jorden kunne forventes å ha omtrent samme kraterhastighet som Månen, ble det klart at Jorden hadde lidd langt flere nedslag enn det som kunne sees ved å telle de åpenbare kratrene.

Funksjoner

Meteorittene som faller på stjernene kan ha svært forskjellige dimensjoner, alt fra små støvkorn til asteroider som måler titalls kilometer. Den kinetiske energien til en meteoritt er så stor at den plutselige spredningen på bakken forårsaker dens voldsomme fragmentering. [ 16 ]

Det har vært tilfeller hvor massen av meteoritten har vært veldig stor, der lavaen fra det indre bryter inn i utgravningen og danner en innsjø som, når den er størknet , gir krateret en flat bunn. På grunn av sin form kalles kratere av denne typen cirques.

Den ekstraordinære kraften til disse prosjektilene som faller ned fra himmelen, kan lett forklares med hastigheten deres (fra 50 000 til 100 000 km/t) og massen. Kombinasjonen av disse to parameterne oversetter til kolossal kinetisk energi: en meteoritt med en diameter på 250 m som når 75 000 km/t frigjør like mye energi som det største jordskjelvet eller vulkanutbruddet i planetens historie.

Det har vist seg eksperimentelt at formen på kratrene er identisk med den som er et resultat av eksplosjonen av et prosjektil eller en bombe på bakken , det vil si en bolle (ordet krater kommer fra gresk for "fartøy"). Nedslagskrateret genererer en rekke modifikasjoner på landskapet produsert av den voldelige kollisjonshendelsen forårsaket, og gir opphav til modifiserte bergarter kalt breccias , og kaster også en stor mengde smeltet materiale i nærheten av området.

Atmosfæreeffekter

På planeter som har en gassformet konvolutt, er kratere mindre tallrike. Friksjonen med atmosfæren bremser brått meteorittene og de gjennomgår en veldig intens oppvarming . Temperaturen når tusenvis av grader og kan gi opphav til tre forskjellige fenomener avhengig av meteorittens sammensetning, masse, hastighet, retning og form . Fordampning kan forekomme i store høyder (et meteorittstøv faller deretter sakte til bakken); desintegrasjon nær bakken, på grunn av den enorme forskjellen i temperatur mellom det indre og ytre av meteoritten (i så fall oppfører de større fragmentene som projiseres i retning av bakken seg på bakken som om de var så mange primære meteoritter); betydelig slitasje under passasjen av atmosfæren ( ablasjon ). I dette tilfellet kan noe som en homogen blokk nå bakken, som, hvis den måler flere meter, produserer den nevnte eksplosive desintegrasjonen. Tilstedeværelsen av en atmosfære har således konsekvensen av å redusere antallet og dimensjonene til meteorittene som når bakken.

I tillegg utøver atmosfæren andre handlinger som over tid sletter sporene etterlatt på bakken av disse påvirkningene. Dette er erosjon , som kan ha mange former: rennende vann, vind, frysing og tining av bakken, biologisk aktivitet, etc. Alt dette stemmer overens med å fylle fordypningene i kratrene og slite ned veggen til cirques.

Kratere på planetlegemer i solsystemet

Meteorittkratere på jorden

Sortert etter kontinenter, vises en liste over meteorittkratere oppsøkt av forskere på hver lenke nedenfor:

Se også

Referanser

  1. ↑ Spektakulært nytt Mars-nedslagskrater oppdaget fra bane , Ars Technica , 6. februar 2014.
  2. ^ "1981bvtp.book.....B Side 746" . articles.adsabs.harvard.edu . 
  3. ↑ Consolmagno, GJ; Schäfer, MW (1994). Worlds Apart: En lærebok i planetariske vitenskaper; Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ, s.56.
  4. ^ Morrison, DA; Clanton, USA (1979). "Egenskaper til mikrokratere og kosmisk støv på mindre enn 1000 Å dimensjoner" . Proceedings of Lunar and Planetary Science Conference 10th, Houston, Tex., 19-23 mars 1979 (New York: Pergamon Press Inc.) 2 : 1649-1663. Bibcode : 1979LPSC...10.1649M . Hentet 3. februar 2022 . 
  5. ↑ French, Bevan M (1998). "Kapittel 7: Hvordan finne påvirkningsstrukturer". Traces of Catastrophe : A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures . Lunar and Planetary Institute . s. 97-99 . OCLC  40770730 . 
  6. ↑ Carr, M.H. (2006) Mars overflate; Cambridge University Press: Cambridge, Storbritannia, s. 23.
  7. ↑ Sorg RA; Skomaker, E. M. (1994). Opptegnelsen over tidligere innvirkninger på jorden i farer på grunn av kometer og asteroider, T. Gehrels, red.; University of Arizona Press, Tucson, AZ, s. 417–464.
  8. ^ Bottke, WF; Vokrouhlický D Nesvorný D. (2007). "Et asteroidebrudd for 160 Myr siden som den sannsynlige kilden til K/T-impaktoren". Nature 449 (7158): 48-53. Bibcode : 2007 Natur.449...48B . PMID  17805288 . S2CID  4322622 . doi : 10.1038/nature06070 . 
  9. ^ Zahnle, K. (2003). "Krateringshastigheter i det ytre solsystemet" . Icarus 163 (2): 263. Bibcode : 2003Icar..163..263Z . doi : 10.1016/s0019-1035(03)00048-4 . Arkivert fra originalen 30. juli 2009 . Hentet 24. oktober 2017 . Ukjent parameter ignorert ( hjelp )  |citeseerx=
  10. ↑ Grieve, R.A.F.; Cintala, MJ; Tagle, R. (2007). Planetary Impacts in Encyclopedia of the Solar System, 2. utgave, LA. McFadden et al. Eds, s. 826.
  11. ↑ Skomaker, E.M.; Shoemaker, CS (1999). The Role of Collisions in The New Solar System, 4. utgave, JK Beatty et al., Eds., s. 73.
  12. ^ Levy, David (2002). Skomaker av Levy: Mannen som gjorde inntrykk . Princeton: Princeton University Press. s. 59 , 69, 74–75, 78–79, 81–85, 99–100. ISBN  9780691113258 . 
  13. ↑ Boon, John D.; Albritton, Claude C. Jr. (november 1936). "Meteorittkratere og deres mulige forhold til "kryptovulkaniske strukturer " . Field & Laboratory 5 (1): 1-9. 
  14. ^ Levy, David (2002). Skomaker av Levy: Mannen som gjorde inntrykk . Princeton: Princeton University Press. s. 59 , 69, 74–75, 78–79, 81–85, 99–100. ISBN  9780691113258 . 
  15. ↑ Grieve, RAF (1990) Impact Cratering on the Earth. Scientific American, april 1990, s. 66.
  16. ↑ Suppe, J. 1985. Prinsipper for strukturell geologi . Red. Prentice-Hall. ISBN 1-59529-030-3
  17. ↑ Pedro Arranz García og Alex Mendiolagoitia Pauly, 2003. Å kjenne til og observere solsystemet . Ed. Astronomical Association of Madrid. ISBN 84-607-8033-3

Eksterne lenker