Метеоритный кратер , или кратер Барринджера , — 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. У этого места было несколько более ранних названий, а фрагменты метеорита официально называются метеоритом Каньон Дьябло , в честь соседнего Каньона Дьябло . [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 ободом, который возвышается на 148 футов (45 м) над окружающими равнинами. Центр кратера заполнен 690–790 футами (210–240 м) щебня, лежащего над коренной породой кратера. [1] Одной из особенностей кратера является его квадратный контур, который, как полагают, вызван существующими региональными трещинами в слоях в месте удара. [4]
Несмотря на попытку сделать кратер общественной достопримечательностью, [5] кратер по сей день остается частной собственностью семьи Барринджер через их компанию Barringer Crater Company. Институт Луны и планет , Американский музей естественной истории и другие научные институты провозглашают его «самым хорошо сохранившимся метеоритным кратером на Земле». [6] [7] [8] В ноябре 1967 года он был объявлен Национальной природной достопримечательностью. [9]
Кратер образовался около 50 000 лет назад в эпоху плейстоцена , когда местный климат на плато Колорадо был намного прохладнее и влажнее. [10] [11] Местность представляла собой открытую травянистую равнину, усеянную лесами, в которых обитали мамонты и гигантские наземные ленивцы . [12] [13]
Объект, который вырыл кратер, был никель - железным метеоритом диаметром около 160 футов (50 м). Скорость удара была предметом некоторых споров. Первоначально моделирование предполагало, что метеорит ударил со скоростью до 45 000 миль в час (20 км/с), но более поздние исследования показывают, что удар был существенно медленнее, со скоростью 29 000 миль в час (12,8 км/с). Считается, что около половины массы ударника испарилось во время его падения через атмосферу. [14] Энергия удара была оценена в 10 мегатонн ТНТ -э . Метеорит в основном испарился при ударе, оставив мало остатков в кратере. [15]
С момента образования кратера, как полагают, обод потерял 50–65 футов (15–20 м) высоты на гребне обода в результате естественной эрозии . Аналогичным образом, впадина кратера, как полагают, имеет примерно 100 футов (30 м) дополнительных пост-ударных отложений из озерных отложений и аллювия . [16] На Земле видно очень мало оставшихся кратеров, поскольку многие из них были стерты эрозионными геологическими процессами. Относительно молодой возраст Метеорного кратера в сочетании с сухим климатом Аризоны позволил этому кратеру оставаться сравнительно неизменным с момента его образования. Отсутствие эрозии, сохранившее форму кратера, значительно ускорило его новаторское признание как ударного кратера от естественного небесного тела. [17]
Метеоритный кратер привлек внимание ученых после того, как американские поселенцы столкнулись с ним в 19 веке. Кратеру дали несколько ранних названий, включая «Гора Кун», «Кун-Бьютт», «Гора Крейтер», «Гора Метеор» и «Кратер Метеор». [18] [19] [20] Дэниел М. Барринджер был одним из первых, кто предположил, что кратер был образован ударом метеорита, а семья Барринджер подала иски о добыче полезных ископаемых и выкупила его и его окрестности в начале 20 века. [21] [22] Это привело к тому, что кратер также стал известен как «Кратер Барринджера». [23] [24] Метеориты из этого района называются метеоритами Каньона Дьябло, в честь Каньона Дьябло, Аризона , который был ближайшим сообществом к кратеру в конце 19 века. Каньон также пересекает усыпанное поле , где были найдены метеориты из кратерообразующего события. Первоначально предполагалось, что кратер был образован в результате вулканического парового взрыва ; свидетельства геологически недавней вулканической активности встречаются в этой части Аризоны — юго-восточный край вулканического поля Сан-Франциско находится всего в 20 милях (32 км) к северо-западу от Метеорного кратера. [25]
В 1891 году минералог Альберт Э. Фут представил первую научную работу о метеоритах Северной Аризоны. [26] [27] Несколькими годами ранее Фут получил железный камень для анализа от руководителя железной дороги. Фут сразу же распознал камень как метеорит и возглавил экспедицию для поиска и извлечения дополнительных образцов метеорита. Команда собрала образцы от небольших фрагментов до более 600 фунтов (270 кг). Фут идентифицировал несколько минералов в метеоритах, включая микроскопические алмазы. Его работа в 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 образовался в результате парового взрыва вулкана . [28] Гилберт предположил, что если это был ударный кратер, то объём кратера, а также метеоритный материал должны были всё ещё присутствовать на ободе кратера. Гилберт также предположил, что большая часть метеорита должна быть погребена в кратере, и что это должно было создать большую магнитную аномалию. Расчёты Гилберта показали, что объём кратера и обломков на ободе были примерно эквивалентны, что означало, что масса гипотетического ударника отсутствовала. Также не было обнаружено никаких обнаруживаемых магнитных аномалий; он утверждал, что фрагменты метеорита, найденные на ободе, были случайными или помещены туда. Гилберт опубликовал свои выводы в серии лекций. [29] В 1892 году Гилберт был одним из первых ученых, кто предположил, что кратеры на Луне возникли в результате удара, а не вулканизма. [30]
В 1903 году горный инженер и бизнесмен Дэниел М. Барринджер предположил, что кратер был образован в результате падения большого железного метеорита . [31] Компания Барринджера, Standard Iron Company, застолбила за собой право на добычу полезных ископаемых на этой земле и получила патент на землю, подписанный Теодором Рузвельтом, на 640 акров (1 кв. милю, 260 га) вокруг центра кратера в 1903 году . [32] [33] [22]
Барринджер накопил небольшое состояние в качестве инвестора в успешную шахту Commonwealth Mine в Пирсе , округ Кочис, Аризона . Он составил амбициозные планы относительно металла, который, как он считал, был погребен под дном кратера. [34] По его оценкам, исходя из размера кратера, метеорит имел массу 100 миллионов тонн. [29] Железная руда того типа, который был найден в кратере, в то время оценивалась в 125 долларов США за тонну, поэтому Барринджер искал месторождение, которое, по его мнению, стоило более миллиарда долларов 1903 года. [34] «К 1928 году Барринджер вложил большую часть своего состояния в кратер — 500 000 долларов, или примерно 7 миллионов долларов в долларах 2017 года». [35]
Аргументы Барринджера были встречены скептически. В то время считалось, что кратеры, видимые на Луне, были вулканическими , а ударные кратеры не были известны. Он упорствовал и стремился подкрепить свою теорию, обнаружив остатки метеорита. На момент открытия окружающие равнины были покрыты примерно 30 тоннами крупных фрагментов окисленного железного метеорита. Это привело Барринджера к мысли, что основная часть ударника все еще может быть найдена под дном кратера. Физика удара была плохо изучена в то время, и Барринджер не знал, что большая часть метеорита испарилась при ударе. Он провел 27 лет, пытаясь найти большое месторождение метеоритного железа , и пробурил скважину на глубину 1375 футов (419 м), но никаких значительных месторождений так и не было найдено. [36] [ самоизданный источник? ]
У Барринджера были хорошие политические связи. В 1906 году по его просьбе президент Рузвельт санкционировал создание почтового отделения с нетрадиционным названием «Метеор», расположенного в Саншайне, на остановке на железной дороге Атчисон, Топика и Санта-Фе , в 6 милях (9,7 км) к северу от кратера. [37] Почтовое отделение Метеор закрылось 15 апреля 1912 года из-за неиспользования.
В 1929 году астроном Ф. Р. Моултон был нанят компанией Barringer Crater Company для исследования физики удара. Моултон пришел к выводу, что ударник, вероятно, весил всего 300 000 тонн, и что удар такого тела мог бы выработать достаточно тепла, чтобы мгновенно испарить ударник. [38] [39] [40] Барринджер умер всего через десять дней после публикации второго отчета Моултона.
К этому времени «большая часть научного мнения склонилась в пользу точности гипотезы о воздействии... По-видимому, идея, слишком радикальная и новая для принятия в 1905 году, независимо от того, насколько она была логична, постепенно стала уважаемой в течение прошедших 20 лет» [41] .
Харви Харлоу Нинингер был американским метеоритистом и педагогом , и он возродил интерес к научному изучению метеоритов в 1930-х годах и собрал самую большую личную коллекцию метеоритов на тот момент. Находясь в Денвере , штат Колорадо , Нинингер опубликовал первое издание брошюры под названием «Комета ударяет Землю», в которой описывалось, как образовался Метеоритный кратер, когда астероид столкнулся с Землей. [42] В 1942 году Нинингер перевез свой дом и бизнес из Денвера в Обсерваторию Метеоритного кратера, расположенную недалеко от поворота на Метеоритный кратер на шоссе 66. [ 43] Он окрестил здание «Американским музеем метеоритов» и опубликовал ряд книг, связанных с метеоритами и Метеоритными кратерами, в этом месте. Он также провел широкий спектр исследований в кратере, обнаружив импактит, железо-никелевые шарики, связанные с ударом и испарением астероида, и наличие многих других особенностей, таких как полурасплавленные слитки метеоритного железа, смешанные с расплавленной целевой породой. Открытия Нинингера были собраны и опубликованы в основополагающей работе «Метеоритный кратер Аризоны» (1956). [44] Обширный отбор проб и полевые работы Нинингера в 1930-х и 40-х годах внесли значительный вклад в принятие научным сообществом идеи о том, что Метеоритный кратер образовался в результате удара астероида. [45] Многие из его открытий позже были обнаружены в других относительно свежих ударных кратерах, включая Хенбери и Монтураки .
Нинингер считал, что кратер должен стать национальным памятником , и в 1948 году он успешно подал петицию в Американское астрономическое общество с просьбой принять предложение в поддержку национализации кратера, сделав «несанкционированное — и ложное — заявление о том, что [Барринджеры] были бы восприимчивы к справедливой покупке кратера». [5] К этому времени горнодобывающая деятельность в кратере прекратилась, и Барринджеры были в процессе планирования туристической достопримечательности на краю кратера. В то время Нинингер управлял Американским музеем метеоритов неподалеку, на шоссе 66. Нинингер надеялся, что на краю кратера можно будет построить публичный музей, и что проект может привести к основанию федерального института метеоритных исследований. [5] Оскорбленная попыткой Нинингера национализировать кратер, семья Барринджеров немедленно прекратила его права на разведку и возможность проводить дальнейшие полевые работы на кратере. [5] Несколько лет спустя, в 1953 году, компания Standard Iron Company была переименована в «Barringer Crater Company», а на краю кратера был построен частный музей. [46]
Юджин Мерл Шумейкер продолжил исследования в кратере. Ключевым открытием стало наличие в кратере минералов коэсита и стишовита , редких форм кремнезема, которые встречаются только там, где кварцсодержащие породы были сильно потрясены мгновенным избыточным давлением. Ударный кварц не может быть создан вулканической деятельностью; единственные известные механизмы его создания - это естественный удар молнии или ударное событие , или искусственный, посредством ядерного взрыва . [32] [47] В 1960 году Эдвард CT Чао и Шумейкер идентифицировали коэсит в Метеоритном кратере, добавив к растущему числу доказательств того, что кратер образовался в результате удара, создавшего чрезвычайно высокие температуры и давления. Он подтвердил то, что уже предложили FR Moulton и HH Nininger: удар испарил большую часть ударника. Куски метеорита Canyon Diablo , найденные разбросанными вокруг места, 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, который создал кратер Седан и другие подобные кратеры эпохи атмосферных ядерных испытаний , чтобы установить верхний и нижний пределы кинетической энергии метеорита, упавшего на землю. [50]
Удар создал перевернутую стратиграфию , так что слои, непосредственно находящиеся снаружи кратера, располагаются в порядке, обратном тому, в котором они обычно располагаются; удар перевернул и инвертировал слои на расстояние 1–2 км от края кратера. [51] [52] В частности, если подняться на край кратера снаружи, можно обнаружить:
Почвы вокруг кратера коричневые, слабо- или умеренно щелочные, гравийные или каменистые суглинки серии Винона; на краю кратера и в самом кратере Винона отображается в сложной ассоциации с выходом скальных пород. [53]
В 1960-х и 1970-х годах астронавты НАСА тренировались в кратере, готовясь к миссиям «Аполлон» 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. После пересечения края они не смогли поддерживать горизонтальный полет. Пилот попытался сделать круг в кратере, чтобы перебраться через край. Во время попытки выбраться самолет заглох, разбился и загорелся. Обычно сообщается, что у самолета закончилось топливо, но это неверно. Оба пассажира получили серьезные травмы, но выжили. [59] Небольшая часть обломков, не удаленных с места крушения, остается видимой. [60]
В 2006 году проект под названием METCRAX (METeor CRAter eXperiment) исследовал «суточное накопление и разрушение инверсий температуры в бассейнах или скоплений холодного воздуха и связанные с ними физические и динамические процессы, объясняющие их эволюционную структуру и морфологию». [61] [62]
Кратер Метеор является популярным туристическим направлением, его посещают около 270 000 человек в год. [63] Кратер принадлежит семейной компании Barringer Crater Company. [64] Кратер Метеор является важным образовательным и исследовательским объектом. [65] Он использовался для обучения астронавтов Apollo и продолжает оставаться действующим местом обучения астронавтов. [66] [67] Центр для посетителей кратера Метеор находится на северном краю кратера. Он представляет собой интерактивные экспонаты и экспозиции о метеоритах и астероидах , космосе , Солнечной системе и кометах , включая Американскую стену славы астронавтов и такие экспонаты, как командный модуль Apollo (BP-29), метеорит весом 1406 фунтов (638 кг), найденный в этом районе, и образцы метеоритов из кратера Метеор, которые можно потрогать. Ранее известный как Музей астрогеологии , Центр для посетителей включает в себя Центр открытий и Музей космоса, [68] кинотеатр, сувенирный магазин и смотровые площадки с видами на внутреннюю часть кратера. Экскурсии по кратеру проводятся ежедневно, если позволяет погода. [69]
Широкой публике его открытие известно как "Метеоритный кратер"; его правильное научное название, определенное Метеоритным обществом, — Метеоритный кратер Баррингера.
Сноска: кратер был известен под несколькими названиями. До того, как было установлено его ударное происхождение, кратер назывался Coon Mountain или Coon Butte. Позже его стали называть Meteor Crater, что является популярным или распространенным названием, используемым сегодня. Однако название, признанное Метеоритным обществом, состоящим частично из профессиональных геологов, изучающих ударные кратеры, — это метеоритный кратер Барринджера в знак признания работы Даниэля Моро Барринджера, который отстаивал ударное происхождение кратера.
Географические данные, связанные с метеоритным кратером на OpenStreetMap