Pangea

Minden, ami földtudomány

Csillagsebek a Föld arcán

2014. szeptember 03. 22:53 - Tranquillius

Az asztroblémák meglehetősen ritka felszínformái Földünknek. Egészen a XIX. század végig nem is tudott róla az emberiség, hogy nemcsak a Holdnak de a Kék bolygónak is vannak becsapódási kráterei, azaz "csillag" okozta sérülései. Azóta a tudomány közel kétszáz kisebb-nagyobb, látható és eltemetett földönkívüli eredetű krátert azonosított. Változatos alakjuk és formakincsük nem csupán a geomorfológusokat és csillagászokat ejtik rabul. Számukra a legérdekesebbek közül válogattunk.

neo_barringer.jpg

A leghíresebb - Barringer kráter, Arizona, USA

Daniel Moreau Barringer az elsők között volt, akik kiálltak az arizonai kráter égi eredete mellett a XX. század hajnalán, egy olyan korban, amikor még Cholnoky Jenő is a vulkánikus eredet mellett érvelt (ne hibáztassuk érte, akkoriban a Hold krátereit is vulkáni eredetűnek vélték). A formakincs ugyan hasonló, de a kráter ez esetben nem alulról, hanem ellenkezőleg - felülről alakult ki. A philadelphiai bányamérnök konok elhatározással kereste a kráter mélyén a kincset érő vas-nikkel meteoritot, amely a legutolsó jégkorszak idején, mintegy 50000 éve ütötte ezt a sebhelyet a Földgolyónk arcára.

Akkoriban még dús erdők zöldelltek a tájon, és ha hihetünk a geográfusoknak és régészeknek még nem járt ember errefelé. Csupán mamutok, masztodonok és hatalmas földi lajhárok láthatták, ahogy az 50 méter széles, 300000 tonnás meteor lecsap az égből másodpercenként 12 kilométeres sebességgel. Az eredmény? Hatalmas robbanás, földrengés, mindent letaroló légnyomás, letarolt és gőzzé vált erdők, valamint egy 230 m mély, 1 km átmérőjű kráter. A lassan leülepedő por nyomán víz fakadt fel a kráter aljában, ahol 70 m vastag tavi üledék rakódott le, mielőtt a melegebbé és szárazabbá váló éghajlat nyomán végleg kiszáradt. 

A meteoritot Barringer ugyan nem találta meg, de a jólét más módon biztosítva van a kései leszármazottai számára, akik a mai napig birtokolják ezt a földterületet és turisták tízezreit kalauzolják a holdbéli tájon. 

barringer_crater.jpgA köddé vált vas krátere (forrás)

Földönkívüli eredetű ásványok és kőzetek - A nördlingeni Ries-kráter, Németország

A bajor Nördlingen városka egy 24 kilométer átmérőjű 100-150 méter mély becsapódási kráterben található. ~14,4 millió éve, a miocénben hullott ide egy nagyobbacska meteor (a földet érés után már meteorit), amely ezt a kör alakú medencét képezte. Geológusok és csillagászok modellezték a becsapódást és arra jutottak, hogy  egy 1,5 kilométer átmérőjű meteorról lehetett szó, amely valószínűleg nyugat, vagy északnyugat felől érkezhetett 30-50 fokos szögben, másodpercenként 20 kilométeres sebességgel. A becsapódás energiája 1,8 millió darab hirosimai atombombával volt egyenértékű. A becsapódás utáni másodpercekben 150 köbkilométernyi anyag került a légkörbe, a törmelék nagy része 40 kilométeres körön belül ért újra földet, helyenként 100 méter vastagságban.

A pláne az, hogy e csillagközi vándor nem egyedül érkezett, hanem párban. A Ries-krátertől 42 kilométerre nyugatra található az egyidejűleg keletkezett, 3,8 kilométer átmérőjű Steinheim-kráter. Valószínűleg ide hullott a légkörben kettéváló meteor kisebbik, 150 méter átmérőjű része. E két kráterről még 50 éve is azt gondolták róla, hogy vulkanikus eredetű, de ekkor olyan ásványokat sikerült felfedezni, amely minden kétséget kizáróan bizonyította a földönkívüli eredetet.  

big ries crater.jpgA Nördlinger Ries krátere madártávlatból (forrás)

Érdekes módon először fizikusok hozták létre laboratóriumi körülmények között azokat az ásványokat, amelyekkel sikerült bizonyítani, hogy a vulkáninak hitt kráter égi eredetű. A coesit nevű metamorf kvarcot Loring Coes állította elő 1953-ban, míg a stishovit nevű ugyancsak metamorf kvarcásványt Szergej M. Stishov 1961-ben. Ezeket az ásványokat találták meg geológusok a Barringer- és a Ries-kráternél is. Előfordulásuk egyértelműen jelzi a sokk-metamorfózisnak nevezett folyamatot, melyet a nagy sebességű és erejű becsapódás okozott ezekben a kvarc-tartalmú ásványokban. Hogy ezek az ásványok létrejöhessenek legalább 2 gigapascal nyomásra és legalább 700 °C fok hőmérsékletre van szükség. Ezek a körülmények pedig csak 75 kilométerrel a felszín alatt adódnak. Így szinte bizonyos, hogy a felszínen talált coesit és stishovit ásványok becsapódás, azaz hirtelen sokkhatás révén metamorfizálódtak a földfelszín kvarctartalmű üledékeiből.

A Ries kráternél írták le először a suevit nevű kőzetet utalván a megtalálás helyére, a Svábföldre. A kráterben és mellette található impaktit breccsa anyaga a becsapódás következtében megolvadt üvegszerű és meg nem olvadt felszíni kőzeteket tartalmaz. Az üvegszerű anyagok közül a legnevesebb a becsapódás által keleti irányban kiszórt zöld kőzetüveg, a moldavit. Csehországbeli lelőhelyéről kapta nevét, ahonnan az olivazöld moldavitok 99%-a származik. Jól jellemzi a hatalmas becsapódás erejét, hogy a kőzetüveg 450 kilométerre található a Nördlinger Ries-től.

ries-103sm.jpgA Ries-kráter környékének földtana (forrás)

Quebec kék szeme - Lac Manicouagan-kráter, Kanada

214 millió éves esemény tükrözödik a kanadai ősföldön található Manicouagan-tó tükrében. Az ember kissé rásegített a látványra a Manicouagan völgyzáró gáttal, ezért a tározó közepén található René Levasseur-sziget még hatásosabban rajzolja ki a kissé lepusztult krátert. A maga nemében egyedülálló felszínforma ez a kráter, melyről az erózió egy kilométer kőzetet gyalult le az évmilliók során. 100 kilométer széles, melyet egy körülbelül 5 km átmérőjű aszteroida becsapódása okozott. Az eseményt összefüggésbe lehet hozni a Késő-Triász karni korszakának végén lezajlott kihalással, mely lehetővé tette a dinoszauruszok elterjedését a Földön. A környéken olyan lökéshullámok által, földpátból létrejövő üveges maszkelinit ásványt találtak, melyet addig csak marsi eredetű meteoritokból ismertek. 

crater-de-impacto-manicouagan-ne-quebec.jpgQuebec szeme (forrás: wikipédia)

A becsapódás pillanatában a meteorit az átmérőjének megfelelő mélységig hatol (tengerben 3-4-szeresére). Mivel a hangsebességnél gyorsabban mozog, az energia egy lökéshullám frontot tol maga előtt, ezért a nagyon lapos szögű becsapódásoktól eltekintve mindig kör alakú kráter alakul ki. A becsapódás után a lefékeződés azonnal megtörténik és a meteoritra visszaható erő és a kilalakuló közel 3000 fokos hőmérséklet miatt a meteor szinte azonnal elpárolog - ezért nem volt esélyes sem Barringernek megtalálni a kincset érő vasat. A lökéshullám a becsapódás sebességének közel háromszorosával dobja ki a törmeléket. Ez elérheti a szökési sebességet is, így újabb meteor-alapanyag kerülhet a világűrbe. A Manicouagan-kráter esetében a sokkhatást szenvedett amfibolit, gneisz és anortozit alapkőzeteknek és a rajta található ordovíciumi mészkőnek és dolomitnak 1500-5000 évbe került, míg normális hőmérsékletére hűlt vissza. 

A becsapódás után kialakult krátergyűrű közepén a földkéreg és a földköpeny is benyomódik, majd egy dekompressziós lökéshullám hatására "visszapattan", magával húzva a köpeny anyagának egy részét. Ezáltal a kéreg akár kilométereket is vékonyodhat.

A kráter kialakulása után azonnal megindiulnak a lepusztulási folyamatok, a kráter kicsorbul, majd évmilliókkal később a külső erők (szél, víz, jég, hőmérséklet-ingadozás) a gyökeréig lepusztíthatják. Így járt a Manicouagan-kráter is, amelyet a jégkorszakban előrenyomuló jég negatív formájúra gyalult, azaz a kráter peremét alkotó dombsor helyén ma tavat találunk, míg a kráter közepét alkotó mélyedés jelenik meg benne szigetszerűen. 

ManicouaganDEM.jpgA Manicouagan-kráter digitális domborzatmodellje (forrás)

 -75 % a K-T határonChicxulub-kráter, Yucatán-félsziget, Mexikó

Majdnem feledésbe merült kőolajfúrásokból ismerjük a félig tengerben, félig a mexikói Yucatán-félsziget alatt elhelyezkedő gyűrűs formát, mely nagy valószínűséggel felelőssé tehető a dinoszauruszok kihalásáért. 1100 méter üledék fedi be a 65 millió éve bekövetkezett irtózatos erejű becsapódás helyszínét. Fúrásminták és a mélység gravitációs anomáliái alapján Glen Penfield az olajfúró társaság mérnöke egy szabályos, 180 kilométer átmérőjű formát azonosított. Gyanakodtak rá, hogy becsapódás révén jöhetett létre, de nem hozhatták nyilvánosságra az eredményeket az olajtársaság üzletpolitikai szabályzata miatt. Egy konferencián ugyan bemutathatták, de ott senki nem figyelt fel rá. Végleg a fiókba került volna, ha egy másik szálon nem jutnak el ide más kutatók. 1980-ban a Nobel-díjas fizikus, Luis Alvarez és geológus fia azt a meglepő eredményt kapta a Kréta kor végi üledékek vizsgálatakor, hogy a rétegek a normálisnál 30-130-szor több irídiumot tartalmaznak. Mivel ez a fém meglehetősen ritkán fordul elő a Föld felszínén valahogy meg kellett magyarázni a feldúsulást és arra jutottak, hogy nem származhatott máshonnan, mint egy - a karibi térségben - bekövetkezett meteorbecsapódásból. 

chicxulub_yucatan.jpgA Chicxulub-kráter elhelyezkedése (forrás)

Mivel a K-T (Kréta-Tercier, azaz Harmadidőszak) határt jelölő, világszerte előforduló sötét színű, agyagos rétegsor felett gyakorlatilag már nem találtak dinoszaurusztól származó leleltet (elvétve áthalmozódás révén előfordulhattak) adódott a feltételezés, hogy ez a 10-14 kilométer átmérőjű aszteroida okozta a földi fajok 75%-nak eltűnését. A becsapódás ereje körülbelük kétmilliószorosa volt a valaha épített legnagyobb atombombának. 

A becsapódás következtében annyi por kerülhetett a légkörbe, hogy hónapokig, évekig akadályozta a napsugárzást. 10-20%-kal csökkenhetett a besugárzás, ami kihatott a fotoszintézisre. Üledéktől függően a kráterből kikerülő anyag okozhatott savasesőt is. A hőmérséklet ezáltal csökkent és bekövetkezett az ún. impakt, vagy (egy atomháború hasonló hatásai miatt) nukleáris tél. Ilyenkor a hőmérséklet drasztikusan lecsökken, komoly zavarokat idézve elő a földi táplálékláncban, amely ugyancsak felgyorsíthatja a kihalást.  A felszabaduló hatalmas hő és a forró törmelék tűzviharokat okozhatott, melyek a bolygó távoli részeire is eljuthattak. Földrengések és ennek nyomán szökőárak alakulhattak ki, melyek távoli kontinensek partvidékét is letarolhatták.

Feltételezések szerint a nukleáris telet az ultraibolya tavasz követi, amikor az intenzív hő és a keletkező nitrogén-oxidok miatt megsérült ózonréteg nem képes visszaverni az ultraibolya sugárzást ami további károkat okozhatott a napfénytől amúgy is elszokott növényekben. A modellek alapján feltételezhető, hogy egy hasonló aszteroida-becsapódás az emberiség végét jelentheti. 

chicxulub.jpgA Chicxulub-kráter keresztmetszete (forrás)

A legnagyobb és egyben a második legöregebb - Vredefort-kráter, Dél-Afrika

Szerencsére a yucatánihoz hasonló becsapódások kifejezetten ritkák és a földi légkör kialakulása után a becsapódási események kifejezetten megritkultak. Úgy 4 milliárd éve lehettett a meteorzápor maximuma, amikor a Föld tömege jelentősen gyarapodott a több tízezernyi becsapódó aszteroidáknak köszönhetően, amelyek során kialakulhattak 1000, sőt 5000 kilométer átmérőjű kráterek is! Azonban az erózió, a lemeztektonika alaposan átarjzolta azóta a Föld felszínét, így csupán a legidősebb kőzetek elemzésével, közvetetten tudjuk bizonyítani a meteorbombázás létezését. 

vredefort_crater.jpgA Vredefort-kráter peremét alkotó hegylánc (forrás: panoramio)

Földünkön a legidősebb - bizonyíthatóan meteorbecsapódás következtében létrejött kráter Dél-Afrikában található és 2 milliárd éves. Átmérője 300 kilométer. Kráterének pereme ugyan kicsorbult a eltelt időben, de még mindig egy 70 kilométer széles hegyláncot formál. Közben folyóvölgyek árkolták fel, melyek azonban követik a gyűrűs szerkezetet. Déli és keleti része a földfelszínen már alig nyomozható. 

A kráter közepén található Vredefort-dómról egészen a '90-es évekig azt gondolták, hogy vulkáni működés révén keletkezett. Ám ekkor megtalálták a Vaal-folyó mentén azokat a kőzeteket, amelyek oly jellemzőek a becsapódási kráterekre, így a dóm keletkezésének történetét is át kellett írni. 

640px-Vredefort_Dome_STS51I-33-56AA.jpgVredefort-kráter (forrás: wikipédia)

Bronzkori meteorzápor Kaali-kráter, Saaremaa-sziget, Észtország

Valószínűleg ez volt az egyetlen olyan becsapódás, mely lakott területen következett be ~7600 évvel ezelőtt. A korabeli finnugor ősök talán még láthatták is azt az északkelet felől érkező 20 és 80 tonna közé becsült meteort, amely közvetlenül a becsapódás előtt kilenc részre esett szét 5-10 kilométeres magasságban. Aki esetleg a közelben tartózkodott és túlélte a 81000 köbméternyi anyag kirobbanását és a hat kilométeres körzetben pusztító tűzvihart, egészen biztos egy egészen új hiedelemvilág történetét mesélte tovább unokáinak, melyet később a Kalevalában vetettek papírra.

800px-Kaali-crater-saaremaa-estonia-aug-2007.jpgA Kaali-kráter (forrás:wikipédia)

A kilenc kráterben kis tavak alakultak ki, partjukra visszatért az erdő és az ember is. A vaskorban kővel kerítették őket, feltehetően áldozati helyekként funkcionáltak ezek a szent tavak. Ez lehetett a legutolsó komoly meteorbecsapódás, amely sebet ejtett a Föld arcán. Voltak azonban olyan események is, ahol a meteor még a levegőben felrobbant, mint például az 1908-as Tunguszka-meteor, ami ugyancsak komoly pusztítást okozott a szibériai tajgán, de asztroblémát nem hozott létre. 

kaali_saarema.jpgVaskori áldozati hely (forrás)

Hasonló asztroblémák feltételezések szerint Magyarország területén is találhatók, egy a Bükkben, egy pedig az Ormánságban, Magyarmecske és Téseny között 6-800 méter üledék alatt. Utóbbira az ELTE geofizikusai bukkantak rá a földkéreg elektronikus ellenállásának vizsgálata során, kora valószínűleg perm időszaki.  

Manapság a Föld felé közelító aszteroidákat komoly berendezések figyelik, melyek révén előrejelezhető (netán megakadályozható) bármilyen nagyobb becsapódási esemény. A földön pedig lelkes amatőrök is megtalálhatják a maguk asztroblémáját, akár egyszerűen a gégömb (googleearth) böngészésével.

 

Erősen ajánlott olvasmány: http://planetologia.elte.hu/atlasz/impact-full-angol.pdf 

 

Egy kattintás és nem maradsz le az új posztokról:

 

5 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://pangea.blog.hu/api/trackback/id/tr966654643

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Manarola (törölt) 2014.09.04. 20:27:21

Nem "csillag" okozza.
És nem földönkívüli kráterek, mert a kráter maga földi, max. a meteorit ami földönkívüli eredetű.

Tranquillius 2014.09.04. 21:43:24

@Alick: Földvárnak tűnik és az óriásitól nagyon messze van. A Kárpát-medence pedig egészen biztosan nem becsapódási kráter.

mrbloodbunny · http://mrbloodbunny.blog.hu/ 2014.09.05. 14:42:52

nagyon klassz írás, köszönet érte! "a nukleáris telet az ultraibolya tavasz követi" tételmondat pedig a legszebb dolog amit eddig idén olvastam.

@Manarola: a csillagok gravitációja játszik a meteorok pályájával, szóval tulajdonképp csillagok okozzák.

geegee · http://eszakonelunk.blog.hu 2015.02.13. 22:53:29

Szuper poszt, köszönet.Igencsak becsokizósak lehettek ezek a becsapódások, látványra.
És hát amíg Bruce Willis él, addig nincsenek gondjaink a következőkkel...
:-)))