Метеоритный кратер или кратер Бэрринджера — ударный кратер примерно в 37 милях (60 км) к востоку от Флагстаффа и в 18 милях (29 км) к западу от Уинслоу в пустыне северной Аризоны , США. Это место имело несколько более ранних названий, а фрагменты метеорита официально называются Метеоритом Каньона Диабло , в честь соседнего Каньона Диабло . [2]
Метеоритный кратер находится на высоте 5640 футов (1719 м) над уровнем моря. [3] Его диаметр составляет около 3900 футов (1200 м), глубина около 560 футов (170 м) и он окружен краем, возвышающимся на 148 футов (45 м) над окружающими равнинами. Центр кратера заполнен обломками высотой 690–790 футов (210–240 м), лежащими над коренной породой кратера. [1] Одной из особенностей кратера является его квадратный контур, который, как полагают, вызван существующими региональными трещинами (трещинами) в слоях на месте удара. [4]
Несмотря на попытку сделать кратер общественной достопримечательностью, [5] кратер по сей день остается в частной собственности семьи Бэрринджер через их компанию Barringer Crater Company. Лунный и Планетарный институт , Американский музей естественной истории и другие научные институты называют его «наиболее сохранившимся метеоритным кратером на Земле». [6] [7] [8] В ноябре 1967 года он был признан национальным природным памятником . [9]
Кратер образовался около 50 000 лет назад в эпоху плейстоцена , когда местный климат на плато Колорадо был намного прохладнее и влажнее. [10] [11] Район представлял собой открытые луга, усеянные лесными массивами, населенными мамонтами и гигантскими наземными ленивцами . [12] [13]
Объект, образовавший кратер, представлял собой никель - железный метеорит диаметром около 160 футов (50 м). Скорость удара была предметом некоторых споров. Первоначально моделирование предполагало, что метеорит упал на скорости до 45 000 миль в час (20 км/с), но более поздние исследования показывают, что удар был значительно медленнее — 29 000 миль в час (12,8 км/с). Считается, что около половины массы ударника испарилось во время его спуска через атмосферу. [14] Энергия удара оценивается в 10 мегатонн в тротиловом эквиваленте . Метеорит в основном испарился при ударе, оставив в кратере лишь несколько останков. [15]
Считается, что с момента образования кратера край потерял 50–65 футов (15–20 м) высоты на гребне края в результате естественной эрозии . Точно так же считается, что в бассейне кратера имеется примерно 100 футов (30 м) дополнительных послеударных отложений из озерных отложений и аллювия . [16] На Земле видно очень мало кратеров, поскольку многие из них были стерты эрозионными геологическими процессами. Относительно молодой возраст Метеоритного кратера в сочетании с сухим климатом Аризоны позволил этому кратеру остаться сравнительно неизменным с момента его образования. Отсутствие эрозии, которая сохранила форму кратера, значительно ускорило его революционное признание как ударного кратера естественного небесного тела. [17]
Метеоритный кратер привлек внимание ученых после того, как с ним столкнулись американские поселенцы в 19 веке. Кратеру было присвоено несколько ранних названий, в том числе «Кун-Гора», «Кун-Бьютт», «Кратерная гора», «Метеоритная гора» и «Метеоритный кратер». [18] [19] [20] Дэниел М. Барринджер был одним из первых, кто предположил, что кратер образовался в результате удара метеорита: семья Барринджеров подала иски о добыче полезных ископаемых и купила его и его окрестности в начале 20 века. [21] [22] Это привело к тому, что кратер также стал известен как «Кратер Бэрринджера». [23] [24] Метеориты из этого района называются метеоритами Каньона Диабло, в честь Каньона Диабло, штат Аризона , который был ближайшим к кратеру сообществом в конце 19 века. Каньон также пересекает усыпанное поле , где найдены метеориты, оставшиеся после образования кратера. Первоначально кратер был приписан действию вулканического парового взрыва , поскольку вулканическое поле Сан-Франциско находится всего в 40 милях (64 км) к западу. [25]
В 1891 году минералог Альберт Э. Фут представил первую научную статью о метеоритах Северной Аризоны. [26] [27] Несколькими годами ранее Фут получил железный камень для анализа от руководителя железной дороги. Фут сразу же признал в камне метеорит и возглавил экспедицию по поиску и извлечению дополнительных образцов метеорита. Команда собрала образцы от небольших фрагментов до более 600 фунтов (270 кг). Фут идентифицировал в метеоритах несколько минералов, в том числе микроскопические алмазы. Его статья для Ассоциации содействия развитию науки предоставила научному сообществу первое геологическое описание Метеоритного кратера. [28]
В ноябре 1891 года Гроув Карл Гилберт , главный геолог Геологической службы США , исследовал кратер и пришел к выводу, что он стал результатом парового взрыва вулкана . [28] Гилберт предположил, что если бы это был ударный кратер, то объем кратера, а также метеоритный материал все еще должны были присутствовать в краю кратера. Гилберт также предположил, что большая часть метеорита должна быть погребена в кратере, и это должно вызвать большую магнитную аномалию. Расчеты Гилберта показали, что объем кратера и обломков на краю были примерно одинаковыми, а это означало, что масса гипотетического ударника отсутствовала. Не было также обнаружено никаких магнитных аномалий; он утверждал, что фрагменты метеорита, найденные на краю, были случайностью. Гилберт опубликовал свои выводы в серии лекций. [29] В 1892 году Гилберт был одним из первых ученых, предположивших, что кратеры Луны возникли в результате удара, а не вулканизма. [30]
В 1903 году горный инженер и бизнесмен Дэниел М. Барринджер предположил, что кратер образовался в результате удара большого железного метеорита . [31] Компания Барринджера, Standard Iron Company, заявила право на добычу полезных ископаемых на этой земле и получила подписанный Теодором Рузвельтом патент на землю на 640 акров (1 квадратную милю, 260 га) вокруг центра кратера в 1903 году. [32] [33] [22]
Бэрринджер накопил небольшое состояние, будучи инвестором успешной шахты Содружество в Пирсе , округ Кочиз, штат Аризона . Он составил амбициозные планы относительно металла, который, как он полагал, был погребен под дном кратера. [34] По размеру кратера он подсчитал, что масса метеорита составляла 100 миллионов тонн. [29] Железная руда того типа, что была найдена в кратере, в то время оценивалась в 125 долларов США за тонну, поэтому Бэрринджер искал месторождение, которое, по его мнению, стоило более миллиарда долларов 1903 года. [34] «К 1928 году Бэрринджер вложил в кратер большую часть своего состояния – 500 000 долларов, или примерно 7 миллионов долларов в долларах 2017 года». [35]
Аргументы Бэрринджера были встречены со скептицизмом. В то время кратеры, видимые на Луне, считались вулканическими , и об ударных кратерах не было известно. Он настаивал и стремился подкрепить свою теорию, обнаружив останки метеорита. На момент открытия окружающие равнины были покрыты примерно 30 тоннами крупных фрагментов окисленного железного метеорита. Это заставило Бэрринджера поверить в то, что основная часть ударного элемента все еще может быть найдена под дном кратера. В то время физика удара была плохо изучена, и Бэрринджер не знал, что большая часть метеорита испарилась при ударе. Он потратил 27 лет, пытаясь найти большое месторождение метеоритного железа , и пробурил его на глубину 1375 футов (419 м), но никаких значительных месторождений так и не было обнаружено. [36] [ собственный источник? ]
У Бэрринджера были хорошие политические связи. В 1906 году по его просьбе президент Рузвельт санкционировал открытие почтового отделения с нетрадиционным названием «Метеор», расположенного в Саншайн, остановке на железной дороге Атчисон, Топика и Санта-Фе , в 6 милях к северу от кратера. [37] Почтовое отделение Метеора закрылось 15 апреля 1912 года из-за неиспользования.
В 1929 году астроном Ф.Р. Моултон был нанят компанией по изучению кратера Барринджера для исследования физики удара. Моултон пришел к выводу, что ударник, вероятно, весил всего 300 000 тонн и что удар такого тела произвел бы достаточно тепла, чтобы мгновенно испарить ударник. [38] [39] [40] Дэниел М. Барринджер умер всего через десять дней после публикации второго отчета Моултона.
К этому времени «большая часть научного мнения склонилась к точности гипотезы удара… Очевидно, идея, слишком радикальная и новая для принятия в 1905 году, какой бы логичной она ни была, постепенно стала респектабельной в течение прошедших 20-х годов». годы." [41]
Харви Харлоу Нинингер был американским метеоритом и педагогом , он возродил интерес к научному изучению метеоритов в 1930-х годах и собрал самую большую к тому времени личную коллекцию метеоритов. Находясь в Денвере , штат Колорадо , Нинингер опубликовал первое издание брошюры под названием «Комета ударяется о Землю», в которой описывалось, как образовался метеоритный кратер, когда астероид столкнулся с Землей. [42] В 1942 году Нинингер перенес свой дом и бизнес из Денвера в обсерваторию метеорного кратера, расположенную недалеко от поворота на метеоритный кратер на шоссе 66 . [43] Он окрестил здание «Американским музеем метеоритов» и опубликовал ряд книг, посвященных метеоритам и метеоритным кратерам. Он также провел широкий спектр исследований в кратере, обнаружив импактит, железо-никелевые сферулы, связанные с ударом и испарением астероида, а также наличие многих других особенностей, таких как полурасплавленные слизи метеорного железа, смешанные с расплавленной мишенью. камень. Открытия Нинингера были обобщены и опубликованы в основополагающей работе « Метеоритный кратер в Аризоне» (1956). [44] Обширные отборы проб и полевые исследования Нинингера в 1930-х и 40-х годах внесли значительный вклад в принятие научным сообществом идеи о том, что метеорный кратер образовался в результате удара астероида. [45] Многие из его открытий позже были замечены в других относительно свежих ударных кратерах, включая Хенбери и Монтураки .
Нинингер считал, что кратер должен стать национальным памятником , и в 1948 году он успешно обратился к Американскому астрономическому обществу с просьбой принять предложение в поддержку национализации кратера, сделав «несанкционированное — и ложное — заявление о том, что [Бэрринджеры] будут восприимчивы». к справедливой покупке кратера». [5] К этому времени добыча полезных ископаемых в кратере прекратилась, и Бэрринджеры занимались планированием туристической достопримечательности на краю кратера. В то время Нинингер руководил Американским музеем метеоритов неподалеку, на шоссе 66. Нинингер надеялся, что на краю кратера можно будет построить общественный музей и что этот проект может привести к основанию федерального института исследования метеоритов. [5] Обиженная попыткой Нинингера национализировать кратер, семья Бэрринджера немедленно лишила его прав на разведку и возможности проводить дальнейшие полевые исследования в кратере. [5] Несколько лет спустя, в 1953 году, Standard Iron Company была переименована в «Barringer Crater Company», а на краю кратера был построен частный музей. [46]
Юджин Мерл Шумейкер продолжил исследования кратера. Ключевым открытием стало присутствие в кратере минералов коэсита и стишовита , редких форм кремнезема , встречающихся только там, где кварцсодержащие породы были сильно потрясены мгновенным избыточным давлением. Потрясенный кварц не может быть создан вулканическим действием; единственные известные механизмы его создания — это естественный процесс с помощью молнии или удара или искусственно, посредством ядерного взрыва . [32] [47] В 1960 году Эдвард К.Т. Чао и Шумейкер определили коэсит в Метеоритном кратере, добавив к растущему объему доказательств того, что кратер образовался в результате удара, создавшего чрезвычайно высокие температуры и давления. Он подтвердил то, что уже предположили Ф.Р. Моултон и Х.Х. Нинингер: удар испарил подавляющее большинство ударника. Обломки метеорита Каньон Диабло , найденные разбросанными по всему месту падения, откололись от основного тела до и во время удара. [48] Шумейкер опубликовал свои выводы в своей книге 1974 года « Путеводитель по геологии метеоритного кратера в Аризоне». [49]
Геологи использовали ядерный взрыв, образовавший кратер Седан и другие подобные кратеры эпохи атмосферных ядерных испытаний , чтобы установить верхний и нижний пределы кинетической энергии метеорита. [50]
Удар создал перевернутую стратиграфию , так что слои, расположенные непосредственно за пределами края, уложены в порядке, обратном тому, в котором они обычно встречаются; удар опрокинул и перевернул слои на расстояние 1–2 км от края кратера. [51] [52] В частности, поднявшись на край кратера снаружи, можно обнаружить:
Почвы вокруг кратера бурые, слабо- и умеренно-щелочные, щебнистые или каменистые суглинки серии Вайнона; на краю кратера и в самом кратере Вайнона нанесена на карту в сложной ассоциации с обнажением горных пород. [53]
В 1960-х и 1970-х годах астронавты НАСА тренировались в кратере для подготовки к полетам Аполлона на Луну , [55] [56] и постоянная полевая подготовка астронавтов продолжается и по сей день. [57] [58]
8 августа 1964 года два коммерческих пилота на самолете Cessna 150 пролетели низко над кратером. Пересекнув кольцо, они не смогли поддерживать горизонтальный полет. Пилот попытался обойти кратер, чтобы перелезть через его край. При попытке выбраться самолет заглох, разбился и загорелся. Обычно сообщается, что у самолета закончилось топливо, но это неверно. Оба пассажира получили серьезные ранения, но выжили. [59] Небольшая часть обломков, не убранных с места крушения, остается видимой. [60]
В 2006 году проект под названием METCRAX (от METeor CRAter eXperiment) исследовал «суточное накопление и разрушение температурных инверсий бассейна или бассейнов холодного воздуха , а также связанные с ними физические и динамические процессы, объясняющие их развивающуюся структуру и морфологию». [61] [62]
Метеоритный кратер — популярное туристическое направление, которое ежегодно посещают около 270 000 человек. [63] Кратер принадлежит семейной компании Barringer Crater Company. [64] Метеоритный кратер является важным образовательным и исследовательским объектом. [65] Он использовался для обучения астронавтов Аполлона и продолжает оставаться активной тренировочной площадкой для астронавтов. [66] [67] Центр посетителей метеоритного кратера расположен на северном краю кратера. Здесь представлены интерактивные экспонаты и дисплеи о метеоритах и астероидах , космосе , Солнечной системе и кометах , включая Стену славы американских астронавтов, а также такие экспонаты, как стандартный командный модуль Аполлона (BP-29), весом 1406 фунтов (638 кг). метеорит, найденный в этом районе, и образцы метеоритов из Метеоритного кратера, которые можно потрогать. Ранее известный как Музей астрогеологии , Центр для посетителей включает в себя Центр открытий и Музей космонавтики, [68] кинотеатр, сувенирный магазин и смотровые площадки с видами на край кратера. Экскурсии по краю проводятся ежедневно, если позволяет погода. [69]
Широкая публика знает его открытие как «Метеоритный кратер»; его настоящее научное название, определенное Метеоритным обществом, — Метеоритный кратер Бэрринджера.
Сноска: кратер был известен под несколькими названиями. До того, как было установлено происхождение удара, кратер назывался Кун-Маунтин или Кун-Бьютт. Позже его назвали Метеоритным кратером, и это популярное название, используемое сегодня. Тем не менее, название, признанное Метеоритным обществом, в состав которого входят профессиональные геологи, изучающие ударные кратеры, - это Метеоритный кратер Бэрринджера, в знак признания работы Дэниела Моро Бэрринджера, который отстаивал ударное происхождение кратера.
Географические данные, связанные с метеоритным кратером, на OpenStreetMap.