Az ütközési kráter egy többé-kevésbé kör alakú mélyedés, amely egy tárgy ütközéséből következik egy elég nagyra, így az ütközés nem rombolja le teljesen. Ha a mélyedés sokkal sekélyebb, mint széles, akkor egy ütközési medencéről beszélünk .
A kifejezést különösen a csillagászatban használják a kozmikus hatás következtében fellépő depresszió kijelölésére , vagyis a Földet , a Holdat vagy bármely más testet eltaláló égitestek ( aszteroida vagy üstökös ) ütközéséből . elég nagy ahhoz, hogy a becsapódás ereje ne rombolja le.
Pontosabban, asztroblemeknek nevezzük azokat a földi hatásszerkezeteket, amelyek többé-kevésbé könnyen beazonosíthatók az erózió különféle tényezőinek munkája miatt. A kráter csak az asztrobleme egyik építőköve.
A holdkrátereket az évszázadok folyamán különböző értelmezések jellemezték: korallzátony , jéggyűrűk Hanns Hörbiger örök jégének doktrínája szerint , ciklonok , Johannes Kepler által Selenite által ásott lyukak , a François Arago vagy a Camille Flammarion által népszerű csillagászat szerinti vulkanizmus .
1645-ben Langrenus térképet tett közzé, amely részletesen bemutatta a hold domborzatát . Elsőként vezetett be egy nomenklatúrát a Holdon ( tengereken ) lévő foltok és kráterek elnevezésére, amely ezeknek a topográfiai elemeknek híres emberek, jelen esetben az ókor tudósainak és filozófusainak nevét adta a középkorból és annak idejéből. Az olasz jezsuita, Giovanni Battista Riccioli 1651-ben megjelent Almagestum novum (en) című művében szisztematikusan fejleszti a Langrenus által bevezetett gyakorlatot. Riccioli az északi féltekén az idősebbek, a déli féltekén a modernek nevét terjeszti (néhány kivételtől eltekintve), jezsuita kollégáinak nevét részesítve előnyben.
Az amerikai geológus és üzletember, Daniel Barringer meg volt győződve arról, hogy 1902-ben létezik egy becsapódási kráter a Földön, és a meteor kráterben ( Arizona ) olyan kis vasdarabokat fedezett fel, amelyeket egy vas meteorit zuhanásának tulajdonít . Hipotézisét azonban kevéssé fogadja el a tudományos közösség, amely Walter Hermann Bucher geológushoz hasonlóan a vulkáni robbanás hipotézisét támogatja, egészen Eugene M. Shoemaker munkájáig, amely 1960-ban a Meteor Kráter koesit kristályainak szintjén kiemeli az erős kristályokat. impaktizmus.
Fegyveres egy jobb ismerete sokkolt kvarc , Carlyle Smith Beals és kollégái a Szövetségi Observatory of Victoria , valamint Wolf von Engelhardt az Eberhard Karl Tübingeni Egyetemen kezdődött a késő 1960-as évek szisztematikus keresés a kráterek hatása, azokat Noha kutatásaik ellentmondásosak, az Apollo-program alátámasztó bizonyítékokat szolgáltat a Hold magas kráteresedési rátájának feltárásával , ami azt sugallja, hogy a Földet is megkapták a késői nagy bombázások, de az erózió eltávolította az ütközési krátereinek nagy részét.
A meteorit-ütközések által létrehozott kráterek tanulmányozásához szókincs és meghatározások szükségesek, amelyek alkalmasak geometriai jellemzőik megfelelő leírására.
1998-ban, majd 2004-ben a tudósok lefektették a fő definíciókat, amelyek leírják az ütközéses kráterek különböző paramétereit és formáit. Határozottan arra ösztönzik a hatásokat tanulmányozó embereket, hogy ugyanazt a terminológiát használják. 2005-ben e szerzők egy része programot hajtott végre a hatás hatásainak kiszámítására, módosítva ezeket a definíciókat, és újakkal kiegészítve. Ezeket a definíciókat itt reprodukáljuk.
A definíciókat (félkövér betűkkel) a kráter keletkezésének különböző szakaszait leíró szöveg tartalmazza. Az angol fordítást dőlt betűvel említik, hogy segítsék a gyakran ezen a nyelven írt tudományos publikációk olvasását.
A kifejezések meghatározásaAmikor a meteorit a földre ér, gyorsan behatol, az ütközés hatalmas energiája alatt elpárolog. A talaj rugalmasan viselkedik - mértéke szerint - és mélyen süllyed, miközben elpárolog és megreped. Néhány másodperc múlva a lyuk eléri maximális méretét, ez a tranziens kráter ( tranziens kráter ).
Ezután a talaj újra elfoglalja a helyét, ez a visszapattanás ( visszapattanás ). A végéig marad egy utolsó kráter ( végső kráter ), amelynek alakja függ a párologtatott és kilökődött alagsortérfogattól, a kőzetben lévő maradék összenyomódástól, a visszapattanás erejétől, sárcsuszamlásoktól, földcsuszamlásoktól és a csapadéktól. A végső kráter stabilizálása néhány hétig vagy hónapig tart, mire az erózió megkezdődik.
Az a szög, amellyel a meteorit a földet éri, befolyásolja a kráter körkörösségét, és nem a meteorit alakját. Minél jobban legel a szög, annál hosszabb lesz a kráter, de a megnyúlás 45 ° -os szög alatt lesz észrevehető.
Ma a legtöbb nagy kráter csak erodált formájában látható, és csak olyan látszólagos krátert ( látszólagos krátert ) tudunk mérni, amelynek alakja az erózió mértékétől, az üledék feltöltődésétől vagy az altalaj mozgásától függően többé-kevésbé látható.
A visszapattanás során, és ha a kráter mérete elegendő, a központ jobban emelkedik, mint a környezet, kissé olyan, mint egy csepp víz. Többé- kevésbé központi emelkedést ( központi emelkedést ) képez, amely magasabb lehet, mint a kráter padlója. Ez többé-kevésbé hangsúlyos központi csúcsot ( központi csúcsot ) alkot .
Az ütközési kráter laboratóriumi szimulációja
egyetlen kráter
( Meteor Crater , Egyesült Államok)
átmeneti kráter
(Mars)
komplex kráter központi csúccsal
(Tycho, Hold)
többgyűrűs kráter
( Vredefort , Dél-Afrikai Köztársaság)
medence
( Mare Imbrium , Hold)
A központi csúcsú krátereket összetett krátereknek ( komplex krátereknek ) nevezzük , szemben az egyszerű kráterekkel ( egyszerű kráterekkel ), amelyeknek nincs ilyen. A gyakorlatban a Földön a kráterek, amelyek végátmérője kevesebb, mint 3,2 kilométer, egyszerűek, túl vannak, összetettek (ami kb. 2,6 kilométeres átmeneti átmérőnek felel meg).
Az egyszerű kráterből az összetett kráterbe történő átmenet nem hirtelen történik. Az egyetlen kráter, amelynek ürege tál alakú, és a középső csúcsú komplex kráter, van egy átmeneti kráter ( kráter átmenet ), amely lapos fenekű tál formájú.
Nagyon nagy becsapódások esetén a központi csúcs meghaladhatja a stabilitás magasságát és újra leeshet, ezáltal egy krátergyűrű többszörös ( többgyűrűs kráter ) a komplex kráter egyik formája. A központi csúcsot egy többé-kevésbé hangsúlyos központi gyűrű alakú szerkezet, a központi gyűrű ( csúcsgyűrű ) váltja fel .
Amikor a meteorit elég nagy ahhoz, hogy megtörje a kéreg és kiömlött magmát okozzon , akkor azt Medencének ( medencének ) hívják , nem pedig a kráternek.
Egyéb kifejezésekEjectának ( ejecta ) jelöljük a becsapódás helyéről kilökődött kőzettöredékeket, és gyakrabban azokat a szerkezeteket, amelyeket a kráter körül alkotnak. Ezeket a szerkezeteket általában sugárirányú pályákból képezik, sugárzott struktúrának ( sugárrendszer ) is nevezzük . A kráteren túllépve nem részei annak, de az asztrobleme alkotó elemei. Létezésük a Földön múlandó az erózió miatt, amely gyorsan kitörli a nyomokat. A Holdon és kisebb részben a Marson (ismét az erózió miatt) láthatók ezek a struktúrák a legjobban.
A terminológiai zavarok elkerülése érdekében egy szakértői csoport 2004-ben találkozott és közzétette az ütközési kráterekkel kapcsolatos fő dimenziók hivatalos meghatározását .
A tranziens kráterhez kapcsolódó méretek
Az egyszerű kráterhez kapcsolódó méretek
A komplex kráterhez kapcsolódó méretek
D tc = a tranziens kráter átmérője
D sc = egyszerű-összetett átmenetátmérő
D tr = a csúcs-csúcs átmeneti kráter átmérője .
D fr = végső csúcs-csúcs átmérő
D a = látszólagos átmérő
D cp = a központi csúcs átmérője
D cu = a központi emelkedő átmérője
Még nincs jól bevált terminológia ezen mennyiségek egyértelmű leírására. Ezért mindenképpen meg kell elégednünk a fenti diagramokkal, amelyek bemutatják az ebben a cikkben használt méreteket.
Az ütőszerkezetek kialakulását analóg szimulációval alaposan tanulmányozták . Numerikus szimulációval is elvégezték , de az utóbbi megközelítéssel az a probléma, hogy az anyagok fizikája rövid ideig rendkívüli nyomásnak és hőmérsékletnek van kitéve .
A mélyedés mérete és alakja főleg az alábbiaktól függ:
A mélyedés átmérője és mélysége ezzel együtt növekszik , mélység / átmérő aránya csökken és alakja általában a következőképpen változik:
Az ütés lökéshullámot generál, amely terjed az alagsorban (valamint az ütközésmérőn). Több tíz km / s nagyságrendű ütközési sebesség esetén a hullámfront mögötti nyomás több millió légkört , a hőmérséklet pedig ezer fokot ér el . Ezen nagy igénybevételek mellett az altalaj és az ütközésmérő anyagai fluidizálódnak (folyadékként áramlanak). A tömörítési hullámot egy ritkaságú (azaz dekompressziós) hullám követi, amely depressziót hoz létre az anyagok kifelé történő elűzésével. Az áramlás a fluid anyagok erő eltérítse a falak a vályú, ezek nagyrészt kiadja formájában egy kúpos penge , egy kis töredéke ezek nekinyomódik a fal. Amint a sokk és a ritkaság hullámai szétszélednek, amikor eltávolodnak a sokk helyétől, az áramlások végül megszűnnek, amikor a feszültségek a kőzetek mechanikai szilárdsága alá csökkennek. A jelenség megáll a kevésbé erőszakos hatások miatt (félgömb alakú kráterek). Mások számára az átmeneti üreg falai befelé omlanak és központi csúcsot vagy gyűrűt alkotnak, vagy még összetettebb struktúrákat alkotnak.
Az erőszakos hatások nem korlátozódnak a kráter és az ejecta kialakulására . A 10 km átmérőjű tárgy Földre esésével felszabaduló energia például öt nagyságrenddel meghaladja a legerősebb földrengésekét . Az erőszakos földrengések , a vulkanikus tevékenységek , a szökőárak (olyan óceáni ütközések esetén , mint a hipotetikus Mahuika-kráter ), a savas eső és a porvédő napfény (a fotoszintézis és éghajlati hatások megállítása , az élelmiszerlánc összeomlása ) a legpusztítóbbak. a legerőszakosabb hatások hatásait.
A Földön az ütközési krátereket gyakran nehéz azonosítani. Amíg az 1960-as években , az elején a „űrkorszak” voltak, kevés kivételtől eltekintve, jelentette vulkanikus jelenségek . A térbeli tanulmányok által elért haladás, a geológiai, műholdas vagy geofizikai képek fejlesztése lehetővé tette a geológusok számára, hogy fokozatosan orvosolják a régi zavarokat, miközben megsokszorozzák az új felfedezéseket.
A Földre jellemző körülmények azonban gyorsan lebontják a krátereket:
A nagy (több mint száz kilométer átmérőjű) krátereket elhagyó hatások valószínűleg részt vesznek az élő fajok fejlődésében. Például a Chicxulub-krátert előidéző hatás hozzájárult a kréta és a harmadkori tömeges kihaláshoz , amelynek állítólag a nem madár dinoszauruszok a leghíresebb áldozatok.
Azt is felfedezni, hogy a különböző betétek fém le vannak kötve az ilyen hatások, mint például az arany és platina betétek a Sudbury a kanadai .
A legfiatalabb becsapódási kráter a földön a Carancas meteorité, amely látja a2007. szeptember 15élő kráter kialakulása Peruban . Egészen a legutóbbi időkig a legrégebbi ismert dél-afrikai Vredefort volt : 2,023 milliárd évvel ezelőttre datálva ez volt a Földön valaha regisztrált legnagyobb kráter, amelynek átmérője megközelítőleg 300 kilométer volt. 2012-ben a 3 milliárd éves múltra visszatekintő Maniitsoq kráter a Vredefort előtti legrégibbé tette.
Kétféle égi tárgy ütközhet bolygónkkal:
Más objektumok - amelyeket eddig nem figyeltek meg - potenciálisan elüthetik a Földet. Ezek csillagközi tárgyak. Sebességük nagyobb, mint 72 km / s (különben a Nap körül keringenek). Eredetük szerint a természet és a sűrűség nem ismert.
Charles Frankel geológus néhány statisztikai becslést ad az ütközési gyakoriságról, két hatás közötti átlagos időtartamban kifejezve:
A kráter alakjának meghatározásához az egyik alapvető kritérium a tranziens átmérője.
Miután megismertük az ütközésmérő és a cél paramétereit, különféle elméletek lehetővé teszik számunkra a becsapódás által generált tranziens kráter kiszámítását. Ambiciózus lenne kimerítő listát készíteni. Ezek a képletek a Földhatás-program program ajánlásaiból származnak .
Adatok és egységekEzekben a képletekben a kifejezéseket a következőképpen határozzák meg:
Minden átmérőt, mélységet, vastagságot és magasságot m-ben fejezünk ki.
A kráter jellege nem változik közvetlenül egy egyszerű kráterből egy komplex kráterré, amelynek központi csúcsa van. Az átmenet fokozatosan történik. Hasonlóképpen, ha a végső átmérő nagyobb, mint:
Ezután a kráter morfológiát készít egy központi gyűrűvel.
Átmeneti kráterméret Átmérő Mélység A kráter végső átmérőjeHa a kráter egyszerű kráter:
, Marcus, Melosh és Collins (2004) után.Egyébként a kráter összetett és:
, McKinnon és Schenk (1985) után. Kráter széleinek magasságaEz a képlet egyszerű és összetett kráterekre érvényes.
Megsértési vastagságEgyszerű kráter esetén:
Komplex kráter esetén:
, val vel:A kevés vízzel , elhanyagolható légkörrel és életformával nem rendelkező Hold megőrzi azokat a hegeket, amelyeket a tektonika befagyása óta kapott összes hatás hagy maga után. Ez jól mutatja a Földet eltaláló mennyei tárgyak mennyiségét.
A holdkráter végső mélysége a kráter széleinek teteje (gerincvonal) és a kráter padlóját borító breccia lencse teteje közötti távolság.
Egyszerű kráter esetén:
Komplex kráter esetén:
Figyelem ! Az olvadt kőzetréteg vastagsága nem vonható le a komplex kráterek előző képletéből.