Тектиты (от древнегреческого τηκτός ( tēktós ) «расплавленный») представляют собой тела размером с гравий , состоящие из черного, зеленого, коричневого или серого природного стекла , образовавшегося из земных обломков, выброшенных во время ударов метеоритов . Термин был придуман австрийским геологом Францем Эдуардом Зюссом (1867–1941), сыном Эдуарда Зюсса . [примечание 1] [1] Обычно их размер варьируется от миллиметров до сантиметров. Тектиты миллиметрового масштаба известны как микротектиты . [2] [3] [4]
Тектиты характеризуются:
Хотя тектиты внешне похожи на некоторые земные вулканические стекла ( обсидианы ), они имеют необычные отличительные физические характеристики, отличающие их от таких стекол. Во-первых, они полностью стекловаты и лишены каких-либо микролитов или вкрапленников , в отличие от земных вулканических стекол. Во-вторых, несмотря на высокое содержание кремнезема (>65 мас.%), валовой химический и изотопный состав тектитов ближе к сланцам и аналогичным осадочным породам и сильно отличается от валового химического и изотопного состава земных вулканических стекол. В-третьих, тектиты практически не содержат воды (<0,02 мас.%), в отличие от земных вулканических стекол. В-четвертых, полосчатость течения в тектитах часто содержит частицы и полосы лешательерита , не встречающиеся в земных вулканических стеклах. Наконец, в некоторых тектитах присутствуют частично расплавленные включения потрясенных и непотрясенных минеральных зерен, т. е. кварца , апатита и циркона , а также коэсита . [2] [3] [4]
По разнице содержания воды можно отличить тектиты от земных вулканических стекол. При нагревании до точки плавления земные вулканические стекла превращаются в пенистое стекло из-за содержания в них воды и других летучих веществ. В отличие от земного вулканического стекла, тектит образует не более нескольких пузырьков при нагревании до точки плавления из-за гораздо меньшего содержания воды и других летучих веществ. [5]
По морфологии и физическим характеристикам тектиты традиционно делят на четыре группы. Те, что встречаются на суше, традиционно подразделяются на три группы: (1) тектиты всплесковой формы (нормальные), (2) тектиты аэродинамической формы и (3) (слоистые) тектиты типа Муонг Нонг. Тектиты брызговой и аэродинамической формы различаются только по внешнему виду и некоторым физическим характеристикам. Тектиты брызговой формы — это тектиты сантиметровых размеров, имеющие форму сфер, эллипсоидов, капелек, гантелей и других форм, характерных для изолированных расплавленных тел. Считается, что они образовались в результате затвердевания вращающихся жидкостей, а не атмосферной абляции. Тектиты аэродинамической формы, которые в основном являются частью разбросанного поля Австралазии, представляют собой тектиты всплесковой формы (пуговицы), которые имеют вторичное кольцо или фланец. Утверждается, что вторичное кольцо или фланец образовались во время высокоскоростного входа в атмосферу и абляции затвердевшего тектита в форме брызг в атмосферу. Тектиты Муонг Нонг обычно крупнее, размером более 10 см и весом 24 кг, неравномерные и слоистые тектиты. Они имеют массивный, глыбистый вид, имеют слоистую структуру с обильными пузырьками и содержат минеральные включения, такие как циркон, бадделеит , хромит , рутил , корунд , кристобалит и коэсит. [2] [3] [4] [5]
Микротектиты, четвертая группа тектитов, имеют размеры менее 1 мм. Они имеют разнообразную форму: от сферической до гантельной, дискообразной, овальной и каплевидной. Их цвета варьируются от бесцветных и прозрачных до желтоватых и бледно-коричневых. Они часто содержат пузырьки и включения лешательерита. Микротектиты обычно встречаются в глубоководных отложениях того же возраста, что и четыре известных разбросанных месторождения. [3] [4] Микротектиты Австралазийского усыпанного поля также были обнаружены на суше в пределах китайских отложений лёсса, а также в заполненных осадками швах и ямах выветривания дециметрового размера, образовавшихся в обнажениях гранита, подвергшихся ледниковой эрозии, в Трансантарктических горах Земли Виктории в Антарктиде. [6] [7]
Большинство тектитов было обнаружено в четырех географически обширных разбросанных месторождениях: Австралазийском, Центральноевропейском, Кот-д'Ивуарском и Североамериканском. [8] [9] [ нужны обновления? ] Как резюмировал Кёберл [10] , тектиты в пределах каждого разбросанного поля родственны друг другу по критериям петрологических, физических и химических свойств, а также по возрасту. Кроме того, по тем же критериям три из четырех разбросанных полей были четко связаны с ударными кратерами. [2] [3] [4] Известные типы тектитов, сгруппированные в соответствии с их известными разбросанными полями, связанными с ними кратерами и возрастом:
Сравнивая количество известных ударных кратеров с количеством известных разбросанных полей, Наталья Артемьева отметила важные факторы, такие как то, что кратер должен превышать определенный диаметр, чтобы образовался дистальный выброс, и что событие должно быть относительно недавним. [11] Ограничиваясь диаметром 10 км или более и возрастом менее 50 млн лет назад, исследование дало список из 13 кратеров-кандидатов, из которых восемь самых молодых приведены ниже.
Предварительные статьи конца 1970-х годов предполагали, что источником Австралазийского разбросанного поля является Жаманшин [14] или Эльгыгытгын [15] .
Повенмайр и другие предположили существование дополнительного поля, усыпанного тектитом, Центральноамериканского поля. Свидетельствами этого сообщенного поля, усыпанного тектитом, являются тектиты, добытые в западном Белизе в районе деревень Буллет-Три-Фолс, Санта-Фамилия и Билли-Уайт. Этот район расположен примерно в 55 км к востоку-юго-востоку от Тикаля, где было обнаружено 13 тектитов неизвестного происхождения, возраст двух из которых составляет 820 000 лет. Ограниченное количество доказательств интерпретируется как указывающее на то, что предполагаемое разбросанное поле в Центральной Америке, вероятно, охватывает Белиз, Гондурас , Гватемалу , Никарагуа и, возможно, части южной Мексики . Предполагаемый ударный кратер Пантасма на севере Никарагуа может быть источником этих тектитов. [16] [17] [18]
Возраст тектитов четырех разбросанных месторождений определен радиометрическими методами датирования . Возраст молдавитов , разновидности тектитов, обнаруженных в Чехии , был определен в 14 миллионов лет, что хорошо согласуется с возрастом, определенным для кратера Нёрдлингер-Рис (в нескольких сотнях километров от Германии) методом радиометрического датирования свевитов ( ударная брекчия , обнаруженная в кратере). Подобные соглашения существуют между тектитами из разбросанных полей Северной Америки и ударным кратером в Чесапикском заливе, а также между тектитами из разбросанных полей в Кот-д'Ивуаре и кратером озера Босумтви . Возраст тектитов обычно определяется либо методом K-Ar, датированием по трекам деления, методом Ar-Ar или комбинацией этих методов. [2] [3] [4] Тектиты в геологических и археологических отложениях использовались в качестве маркеров возраста слоистых отложений, но эта практика является спорной. [19]
Подавляющее большинство ученых Земли и планетологов пришли к единому мнению, что тектиты состоят из земных обломков, которые были выброшены во время образования ударного кратера . Во время экстремальных условий, вызванных ударом метеорита на сверхскоростной скорости, приповерхностные земные отложения и породы либо расплавлялись, испарялись, либо выполнялись некоторые комбинации этих действий, а затем выбрасывались из ударного кратера. После выброса из ударного кратера материал образовал тела расплавленного материала размером от миллиметра до сантиметра, которые, попав в атмосферу, быстро охладились, образовав тектиты, которые упали на Землю, создав слой дистальных выбросов в сотни или тысячи километров от места удара. [2] [3] [4] [20] [21] [22]
Земной источник тектитов подтверждается хорошо документированными свидетельствами. Химический и изотопный состав тектитов указывает на то, что они образуются в результате плавления богатых кремнеземом коровых и осадочных пород , не встречающихся на Луне . Кроме того, в некоторых тектитах присутствуют реликтовые минеральные включения ( кварц , циркон , рутил , хромит , монацит ), характерные для наземных отложений, коровых и осадочных нефтематеринских пород. Кроме того, три из четырех разбросанных тектитовых полей по своему возрасту, химическому и изотопному составу связаны с известными ударными кратерами. Ряд различных геохимических исследований тектитов Австралазийского разбросанного поля пришел к выводу, что эти тектиты состоят из расплавленных юрских отложений или осадочных пород, которые подверглись выветриванию и отложились около 167 млн лет назад . Их геохимия позволяет предположить, что источником австралийских тектитов является единая осадочная формация с узким диапазоном стратиграфических возрастов, около 170 млн лет назад, более или менее. Это эффективно опровергает многочисленные гипотезы воздействия. [ нужны разъяснения ] [2] [3] [4] [21] [22]
Хотя широко распространено мнение, что образование и широкое распространение тектитов требуют интенсивного (перегретого) плавления приповерхностных отложений и горных пород в месте удара и последующего высокоскоростного выброса этого материала из ударного кратера, точные процессы, происходящие при этом, остаются неизвестными. мало понятный. Одним из возможных механизмов образования тектитов является выброс сильно шокированного и перегретого расплава во время начальной стадии контакта/сжатия при образовании ударного кратера. В качестве альтернативы для объяснения образования тектитов использовались различные механизмы, включающие рассеивание ударно-расплавленного материала расширяющимся шлейфом пара, создаваемым сверхскоростным воздействием. Любой механизм образования тектитов должен объяснять химические данные, которые позволяют предположить, что исходный материал, из которого были созданы тектиты, произошел из приповерхностных пород и отложений на месте удара. Кроме того, нехватка известных разбросанных полей по сравнению с количеством выявленных ударных кратеров указывает на то, что для образования тектитов в результате удара метеорита требуются совершенно особые и редко встречающиеся обстоятельства. [2] [3] [21] [22]
Хотя теория образования тектитов, вызванная ударом метеорита, широко распространена, в прошлом существовали серьезные разногласия по поводу их происхождения. Еще в 1897 году голландский геолог Рогир Дидерик Мариус Вербек (1845–1926) высказал предположение о внеземном происхождении тектитов: он предположил, что они упали на Землю с Луны. [23] [примечание 2] Предложение Вербека о внеземном происхождении тектитов вскоре было поддержано австрийским геологом Францем Зюссом. [24] Впоследствии утверждалось, что тектиты состоят из материала, который был выброшен с Луны в результате крупных водородных извержений лунных вулканов, а затем дрейфовал в космосе, чтобы позже упасть на Землю в виде тектитов. Среди основных сторонников лунного происхождения тектитов — ученый НАСА Джон А. О'Киф , аэродинамик НАСА Дин Р. Чепмен , коллекционер метеоритов и тектитов Дэррил Фатрелл и давний исследователь тектита Хэл Повенмайр. [25] С 1950-х по 1990-е годы О'Киф приводил доводы в пользу лунного происхождения тектитов, основываясь на их химических, то есть редкоземельных, изотопных и объемных, составе и физических свойствах. [5] [25] Чепмен использовал сложные орбитальные компьютерные модели и обширные испытания в аэродинамической трубе, чтобы доказать, что так называемые австралийские тектиты возникли из луча Россе, выброшенного из большого кратера Тихо на ближней стороне Луны. [26] О'Киф, Повенмайр и Фатрелл на основании поведения расплавов стекла утверждали, что гомогенизация, которая называется «облагораживанием», расплавов кремнезема, которые характеризуют тектиты, не может быть объяснена теорией воздействия на Землю. [ необходимы разъяснения ] Они также утверждали, что теория воздействия на Землю не может объяснить пузырьки, чрезвычайно низкий уровень воды и другое летучее содержание тектитов. [5] [25] Фатрелл также сообщил о наличии микроскопических внутренних особенностей в тектитах, что свидетельствует о вулканическом происхождении. [27] [28]
В свое время теории, защищающие лунное происхождение тектитов, пользовались значительной поддержкой в рамках оживленного спора о происхождении тектитов, развернувшегося в 1960-е годы. Начиная с публикации исследований лунных образцов , возвращенных с Луны, консенсус ученых Земли и планетологов сместился в пользу теорий, защищающих земное воздействие, а не вулканическое происхождение Луны. Например, одна из проблем теории лунного происхождения заключается в том, что аргументы в ее пользу, основанные на поведении расплавов стекла, используют данные о давлениях и температурах, которые совершенно нехарактерны и не связаны с экстремальными условиями сверхскоростных ударов. [29] [30] Кроме того, различные исследования показали, что сверхскоростные воздействия, вероятно, вполне способны образовывать малолетучие расплавы с чрезвычайно низким содержанием воды. [10] Ученые Земли и планетологи пришли к единому мнению, что химические, т.е. редкоземельные, изотопные и валовые данные о составе убедительно демонстрируют, что тектиты произошли из пород земной коры, то есть осадочных пород, которые не похожи ни на одну известную лунную кору. [3] [10] [31]
Als gemeinschaftlichen Namen für die ganze Gruppe habe ich nach der Eigenschaft der Körper, welche im Gegensatze zu den übrigen Meteoriten gänzlich durchgeschmolzene Massen sind, die Bezeichnung "Tektite" gewählt.
(
τήχειν
, schmelzen von Metallen und anderen harten Massen;
τήχτος
, geschmolzen).[В качестве собирательного названия всей группы я выбрал – в соответствии со свойством этих тел, которые, в отличие от обычных метеоритов, представляют собой полностью расплавленные массы – обозначение «тектит». ( τήχειν , расплав (металлов и других твердых масс; τήχτος , расплавленный).]
