stringtranslate.com

Ударная структура Вредефорта

Ударная структура Вредефорт является крупнейшей подтвержденной ударной структурой на Земле . [1] Кратер, который с тех пор был размыт, был оценен в 170–300 километров (110–190 миль) в поперечнике, когда он образовался. [2] [3] Оставшаяся структура, включающая деформированную подстилающую породу, расположена в современной провинции Фри-Стейт в Южной Африке . Она названа в честь города Вредефорт , который находится недалеко от ее центра. Центральное поднятие структуры известно как Купол Вредефорта . Ударная структура была сформирована в палеопротерозойскую эру , 2,023 миллиарда (± 4 миллиона) лет назад. Это вторая по возрасту известная ударная структура на Земле после Яррабуббы .

В 2005 году купол Вредефорт был включен в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО из-за его геологического интереса.

Формирование и структура

Карта Южной Африки, показывающая расположение купола Вредефорт, остатков ударной структуры возрастом 2,023 млрд лет. Прерывистый линейный круг диаметром 300 км (190 миль) отмечает размеры первоначального кратера.
Вид с вершины Аасвёлкоп в самом сердце ударной структуры Вредефорт с рекой Вааль и Вентерскрун справа на заднем плане.

По оценкам, астероид , упавший на Вредефорт, был одним из крупнейших, когда-либо сталкивавшихся с Землей со времен Гадейского эона, около четырех миллиардов лет назад. Первоначально считалось, что его диаметр составлял приблизительно 10–15 км (6,2–9,3 мили). [4] По состоянию на 2022 год диаметр болида оценивался от 20 до 25 километров (12–16 миль), а вертикальная скорость падения составляла 15–25 километров в секунду (34 000–56 000 миль в час). [3]

Первоначальная структура удара, как предполагается, имела диаметр не менее 170 км (110 миль), при этом удар повлиял на структуру окружающей вмещающей породы в круговой области диаметром около 300 км (190 миль). [2] Другие оценки помещают первоначальный диаметр кратера ближе к 300 км (190 миль). [3] С тех пор ландшафт был размыт на глубину около 7–11 км (4,3–6,8 миль) с момента образования, уничтожив первоначальный кратер. Оставшаяся структура, «Купол Вредефорта», состоит из частичного кольца холмов диаметром 70 км (43 мили) и является остатками центрального поднятия, созданного отскоком породы под местом удара после столкновения. [2]

По оценкам, возраст структуры составляет 2,023 миллиарда лет (± 4 миллиона лет) [5] или 2,019/2,020 миллиарда лет (± 2-3 миллиона лет) [6] , что помещает ее в оросирийский период палеопротерозойской эры. Это вторая по возрасту общепризнанная ударная структура на Земле. Для сравнения, она примерно на 10% старше ударной структуры бассейна Садбери (1,849 миллиарда лет), а ударная структура Яррабубба старше ударной структуры Вредефорта примерно на 0,2 миллиарда лет. [7] Другие предполагаемые более старые ударные структуры либо имеют плохо установленный возраст ( ударная структура Дхала , Индия) [8], либо весьма спорные доказательства удара, как в случае структуры Маниитсок возрастом около 3,023 млрд лет , Западная Гренландия [9] и структуры Суавярви возрастом около 2,4 млрд лет , Россия. [10] Их классификация как ударных структур остается спорной и неопределенной. [7] [11]

Первоначально считалось, что купол в центре ударной структуры образовался в результате вулканического взрыва, но в середине 1990-х годов появились доказательства того, что это место падения огромного болида, о чем свидетельствуют характерные конусы обломков в русле близлежащей реки Вааль .

Эта ударная структура является одной из немногих многокольцевых ударных структур на Земле, хотя они более распространены в других местах Солнечной системы. Возможно, самым известным примером является кратер Валгалла на спутнике Юпитера Каллисто . На Луне Земли тоже есть несколько. Геологические процессы, такие как эрозия и тектоника плит , разрушили большинство многокольцевых ударных структур на Земле.

Удар деформировал бассейн Витватерсранда , который формировался в течение 250 миллионов лет между 950 и 700 миллионами лет до удара Вредефорта. Вышележащие лавы Вентерсдорпа и Трансваальская супергруппа , которые формировались между 700 и 80 миллионами лет до удара метеорита, были также деформированы образованием ударной структуры шириной 300 километров (190 миль). [4] [12] Сегодня скалы образуют частичные концентрические кольца вокруг центра ударной структуры, причем самые старые, скалы Витватерсранда , образуют полукруг в 25 км (16 миль) от центра. Поскольку скалы Витватерсранда состоят из нескольких слоев очень твердых, устойчивых к эрозии осадков (например, кварцитов и полосчатых железняков ), [4] [13] они образуют заметную дугу холмов, которую можно увидеть к северо-западу от центра ударной структуры на спутниковом снимке выше. За скалами Витватерсранда последовательно следуют лавы Вентерсдорпа на расстоянии около 35 км (22 мили) от центра, а также Трансваальская супергруппа, состоящая из узкой полосы доломитовых пород Гаап и подгруппы пород Претория, которые вместе образуют полосу шириной 25–30 километров (16–19 миль) за ее пределами. [14]

Примерно с середины подгруппы пород Претория вокруг центра ударной структуры порядок пород меняется на противоположный. Двигаясь наружу к тому месту, где раньше был край кратера, группа доломитов Гаап снова выходит на поверхность в 60 км (37 миль) от центра, за ней следует дуга лав Вентерсдорпа, за которой, между 80 и 120 км (50 и 75 миль) от центра, снова выходят на поверхность породы Витватерсранда, образуя прерывистую дугу сегодняшних выходов. Группа Йоханнесбурга является самой известной, потому что именно здесь в 1886 году было обнаружено золото. [4] [14] Таким образом, возможно, что если бы не удар Вредефорта, это золото никогда бы не было обнаружено. [4]

Центр ударной структуры Вредефорт диаметром 40 километров (25 миль) состоит из гранитного купола (там, где он не покрыт гораздо более молодыми породами, принадлежащими к супергруппе Кару ), который является открытой частью кратона Каапвааль , одного из древнейших микроконтинентов, образовавшихся на Земле 3,9 миллиарда лет назад. [4] Этот центральный пиковый подъем, или купол, типичен для сложной ударной структуры, где разжиженные породы выплеснулись вслед за метеором, когда он проник в поверхность.

Сохранение

Объект Всемирного наследия Купол Вредефорт в настоящее время является объектом застройки, и местные владельцы выразили обеспокоенность по поводу сброса сточных вод в реку Вааль и импактной структуры. [15] Предоставление прав на разведку по краям импактной структуры привело к тому, что экологические организации стали выражать опасения по поводу разрушительной добычи полезных ископаемых.

Сообщество

В куполе Вредефорта в центре ударной структуры расположены четыре города: Парис , Вредефорт, Коппис и Вентерскрун . Парис является крупнейшим и туристическим центром; и Вредефорт, и Коппис в основном зависят от сельскохозяйственной экономики.

19 декабря 2011 года ICASA выдала лицензию на вещание общественной радиостанции для вещания для говорящих на африкаанс и английском языках членов общин в пределах ударной структуры. Название на африкаанс Koepel Stereo (Купольное стерео) относится к куполу и объявляет свое вещание как KSFM. Станция вещает на частоте 94,9 МГц FM.

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ Университет Рочестера (26 сентября 2022 г.). «Астероид, образовавший кратер Вредефорт, оказался больше, чем считалось ранее». Science X. Архивировано из оригинала 26 сентября 2022 г.
  2. ^ abc Huber, MS; Kovaleva, E.; Rae, ASP; Tisato, N.; Gulick, SPS (август 2023 г.). «Можно ли обнаружить архейские ударные структуры? Пример крупнейшей и наиболее глубоко эродированной ударной структуры Земли». Журнал геофизических исследований: Планеты . 128 (8). Bibcode : 2023JGRE..12807721H. doi : 10.1029/2022JE007721 . ISSN  2169-9097.
  3. ^ abc Allen, Natalie H.; Nakajima, Miki; Wünnemann, Kai; Helhoski, Søren; Trail, Dustin (2022). "Пересмотр условий формирования кратера Вредефорт". Journal of Geophysical Research: Planets . 127 (8): e2022JE007186. Bibcode : 2022JGRE..12707186A. doi : 10.1029/2022JE007186 . S2CID  251449730.
  4. ^ abcdef Маккарти, Теренс (2005). История Земли и жизни . Struik Publishers. стр. 89–90, 102–107, 134–136. ISBN 978-1-77007-148-3. OCLC  883592852.
  5. ^ Камо, SL; Реймольд, WU; Крог, TE; Коллистон, WP (ноябрь 1996 г.). «Возраст 2,023 млрд лет для ударного события Вредефорт и первый отчет о метаморфизованных ударом цирконах в псевдотахилитовых брекчиях и гранофирах». Earth and Planetary Science Letters . 144 (3–4): 369–387. Bibcode : 1996E&PSL.144..369K. doi : 10.1016/S0012-821X(96)00180-X.
  6. ^ Moser, DE (1997). "Датирование ударной волны и термического отпечатка гигантского удара Вредефорта, Южная Африка". Geology . 25 (1): 7. Bibcode :1997Geo....25....7M. doi :10.1130/0091-7613(1997)025<0007:DTSWAT>2.3.CO;2. ISSN  0091-7613.
  7. ^ ab Erickson, TM, Kirkland, CL, Timms, NE, Cavosie, AJ и Davison, TM, 2020. Точный радиометрический возраст устанавливает Яррабуббу, Западная Австралия, как старейшую признанную метеоритную ударную структуру Земли. Nature communications , 11(1), стр. 1-8. doi :10.1038/s41467-019-13985-7
  8. ^ Пати, Дж. К., Ку, В. Дж., Кёберл, К., Реймолд, В. У., Чакарворти, М. и Шмитт, Р. Т., 2017. Геохимические доказательства внеземного компонента в ударной расплавленной брекчии из палеопротерозойской ударной структуры Дхала, Индия. Метеоритика и планетарная наука , 52(4), стр. 722-736. doi :10.1111/maps.12826
  9. ^ Гард, А.А., Макдональд, И., Дайк, Б. и Кейлен, Н., 2012. Поиск гигантских древних ударных структур на Земле: мезоархейская структура Маниитсок, Западная Гренландия. Earth and Planetary Science Letters , 337, стр. 197-210. doi :10.1016/j.epsl.2012.04.026
  10. ^ Мащак, М.С. и Наумов, М.В., 2012. Ударная структура Суавярви, северо-запад России. Метеоритика и планетарная наука , 47(10), стр.1644-1658. doi :10.1111/j.1945-5100.2012.01428.x
  11. ^ Реймольд, В. У.; Феррьер, Л .; Дойч, А.; Кёберль, К. (2014). «Противоречие в отношении ударов: критерии распознавания ударов и связанные с ними вопросы». Метеоритика и планетарная наука . 49 (5): 723–731. Bibcode : 2014M&PS...49..723R. doi : 10.1111/maps.12284 .
  12. ^ Норман, Ник; Уитфилд, Гэвин (2006). Геологические путешествия . Struik Publishers. стр. 38–49, 60–61. ISBN 978-1-77007-062-2. OCLC  974035410.
  13. ^ Трасвелл, Дж. Ф. (1977). Геологическая эволюция Южной Африки . Purnell. стр. 23–38. OCLC  488347575.
  14. ^ ab Геологическая карта Южной Африки, Лесото и Свазиленда (1970 г.). Совет по наукам о Земле, Геологическая служба Южной Африки.
  15. ^ Момберг, Элеанор (23 августа 2009 г.). "Река, направляющаяся к скалам" . Получено 22 марта 2011 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме « Купол Вредефорта» .