stringtranslate.com

Тектит

Два тектита в форме брызг, расплавленные земные выбросы от падения метеорита

Тектиты (от древнегреческого τηκτός ( tēktós )  «расплавленный») — это 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] Они обычно имеют размер от миллиметров до сантиметров. Тектиты миллиметрового масштаба известны как микротектиты . [2] [3] [4]

Тектиты характеризуются:

  1. довольно однородный состав
  2. чрезвычайно низкое содержание воды и других летучих веществ
  3. обилие лешательерита
  4. общее отсутствие микроскопических кристаллов, известных как микролиты
  5. не имеющий химической связи с местной коренной породой или местными отложениями
  6. их распространение в пределах географически обширных усеянных полей

Характеристики

Хотя тектиты внешне похожи на некоторые земные вулканические стекла ( обсидианы ), они обладают необычными отличительными физическими характеристиками, которые отличают их от таких стекол. Во-первых, они полностью стекловидны и не содержат никаких микролитов или вкрапленников , в отличие от земных вулканических стекол. Во-вторых, хотя в тектитах много кремнезема (>65 мас.%), их основной химический и изотопный состав ближе к составу сланцев и подобных осадочных пород и сильно отличается от основного 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 потока внутри тектитов часто содержит частицы и полосы лешательерита , которые не встречаются в земных вулканических стеклах. Наконец, некоторые тектиты содержат частично расплавленные включения потрясенных и не потрясенных минеральных зерен, т.е. кварца , апатита и циркона , а также коэсита . [2] [3] [4]

Разницу в содержании воды можно использовать для того, чтобы 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 производит только несколько пузырьков максимум при нагревании до точки плавления из-за гораздо более низкого содержания в нем воды и других летучих веществ. [5]

Классификация

Индокитай Муонг Нонг со слоистой структурой и включениями.

На основе морфологии и физических характеристик тектиты традиционно делятся на четыре группы. Те, что встречаются на суше, традиционно подразделяются на три группы: (1) тектиты в форме брызг (нормальные), (2) тектиты аэродинамической формы и (3) тектиты типа Муонг-Нонг (слоистые). Тектиты в форме брызг и аэродинамической формы различаются только по внешнему виду и некоторым физическим характеристикам. Тектиты в форме брызг — это сантиметровые тектиты, имеющие форму сфер, эллипсоидов, слезинок, 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 Австралазийского разбросанного поля, представляют собой тектиты в форме брызг (кнопки), которые демонстрируют вторичное кольцо или фланец. Вторичное кольцо или фланец, как утверждается, были созданы во время высокоскоростного повторного входа и абляции затвердевшего тектита в форме брызг в атмосферу. Тектиты Муонг Нонг обычно крупнее, более 10 см в размере и 24 кг в весе, нерегулярные и слоистые тектиты. Они имеют грубый, блочный вид, демонстрируют 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 размер менее 1 мм. Они демонстрируют разнообразные формы, начиная от сферической до гантелевидной, дисковой, 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 поля засыпки. [3] [4] Микротектиты Австралазийского поля засыпки также были обнаружены на суше в китайских лессовых отложениях, а также в заполненных осадками соединениях и дециметровых выветриваниях, образовавшихся в ледниково-эродированных гранитных обнажениях Трансантарктических гор Земли Виктории, Антарктида. [6] [7]

Очень редкий австралит аэродинамической формы – Shallow Bowl

Происшествие

Большинство тектитов были обнаружены в четырех географически обширных полях разброса: Австралазийском, Центральноевропейском, Береге Слоновой Кости и Североамериканском. [8] [9] [ нужно обновление? ] Как резюмировал Кёберл, [10] тектиты в каждом поле разброса связаны друг с другом по критериям петрологических, физических и химических свойств, а также по возрасту. Кроме того, три из четырех полей разброса были четко связаны с ударными кратерами с использованием тех же критериев. [2] [3] [4] Признанные типы тектитов, сгруппированные в соответствии с их известными полями разброса, связанными с ними кратерами и возрастом:

Сравнивая количество известных ударных кратеров с количеством известных полей разброса, Наталья Артемьева рассмотрела такие существенные факторы, как то, что кратер должен превышать определенный диаметр, чтобы произвести дистальный выброс, и что событие должно быть относительно недавним. [11] Ограничившись диаметрами 10 км или более и моложе 50 млн лет , исследование выдало список из 13 кратеров-кандидатов, из которых восемь самых молодых приведены ниже.

В предварительных работах конца 1970-х годов предполагалось, что источником австралазийского поля засыпки является Жаманшин [14] или Элгыгытгын [15] .

Povenmire и другие предположили существование дополнительного поля тектитов, Центральноамериканского поля тектитов. Доказательства этого сообщенного поля тектитов состоят из тектитов, извлеченных из западного Белиза в районе деревень Bullet Tree Falls, Santa Familia и Billy White. Эта область находится примерно в 55 км к востоку-юго-востоку от Тикаля, где были найдены 13 тектитов, два из которых были датированы как имеющие возраст 820 000 лет, неизвестного происхождения. Ограниченное количество доказательств интерпретируется как указание на то, что предполагаемое Центральноамериканское поле тектитов, 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

Возраст тектитов из четырех полей россыпи был определен с использованием методов радиометрического датирования . Возраст молдавитов , типа тектита, найденного в Чешской Республике , был определен в 14 миллионов лет, что хорошо согласуется с возрастом, определенным для кратера Нёрдлингер-Рис (в нескольких сотнях километров в Германии) с помощью радиометрического датирования свевита (ударной брекчии , найденной в кратере). Аналогичные соответствия существуют между тектитами из североамериканского поля россыпи и ударного кратера Чесапикского залива, а также между тектитами из поля россыпи в Кот-д'Ивуаре и кратера озера Босумтви . Возраст тектитов обычно определялся 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 стратифицированных отложений, но эта практика является спорной. [19]

Происхождение

Теория земного источника

Простой, сферический тектит индокитайской формы.

Подавляющее большинство ученых, изучающих Землю и планеты, сходятся во мнении, что тектиты состоят из земного мусора, выброшенного во время образования ударного кратера . Во время экстремальных условий, созданных ударом гиперскоростного метеорита, приповерхностные земные отложения и породы либо расплавились, либо испарились, либо подверглись некоторой комбинации этих процессов и были выброшены из ударного кратера. После выброса из ударного кратера материал образовал тела расплавленного материала размером от миллиметра до сантиметра, которые, возвращаясь в атмосферу, быстро остыли, образовав тектиты, которые упали на Землю, создав слой дистальных выбросов в сотнях или тысячах километров от места удара. [2] [3] [4] [20] [21] [22]

Молдавитовый тектит​

Земной источник тектитов подтверждается хорошо документированными доказательствами. Химический и изотопный состав тектитов указывает на то, что они образовались в результате плавления богатых кремнеземом корковых и осадочных пород , которые не встречаются на Луне . Кроме того, некоторые тектиты содержат реликтовые минеральные включения ( кварц , циркон , рутил , хромит и монацит ), характерные для земных отложений и корковых и осадочных исходных пород. Кроме того, три из четырех полей россыпей тектитов были связаны по своему возрасту, химическому и изотопному составу с известными ударными кратерами. Ряд различных геохимических исследований тектитов из Австралазийского поля россыпей пришли к выводу, что эти тектиты состоят из расплавленных юрских осадков или осадочных пород, которые были выветрены и отложены около 167 млн ​​лет назад . Их геохимия предполагает, что источником австралазийских тектитов является одна осадочная формация с узким диапазоном стратиграфических возрастов, близким к 170 млн лет, более или менее. Это фактически опровергает гипотезы множественного воздействия. [ необходимо разъяснение ] [2] [3] [4] [21] [22]

Хотя широко распространено мнение, что образование и широкое распространение тектитов требуют интенсивного (перегретого) плавления приповерхностных осадков и пород в месте удара и последующего высокоскоростного выброса этого материала из ударного кратера, точные процессы, которые при этом происходят, остаются плохо изученными. Одним из возможных механизмов образования тектитов является выброс сильно ударенного и перегретого расплава на начальной стадии контакта/сжатия при образовании ударного кратера. В качестве альтернативы для объяснения образования тектитов использовались различные механизмы, включающие рассеивание ударно-расплавленного материала расширяющимся паровым шлейфом, который создается гиперскоростным ударом. Любой механизм, посредством которого создаются тектиты, должен объяснять химические данные, которые предполагают, что исходный материал, из которого были созданы тектиты, произошел из приповерхностных пород и осадков в месте удара. Кроме того, скудность известных полей разброса по сравнению с числом идентифицированных ударных кратеров указывает на то, что для образования тектитов в результате падения метеорита требуются очень особые и редко встречающиеся обстоятельства. [2] [3] [21] [22]

Теории внеземного происхождения

Аэродинамическая форма австралита , его форма в виде пуговицы обусловлена ​​абляцией расплавленного стекла в атмосфере.
Тектит длиной около 3 см, массой 11 граммов.

Хотя теория образования тектитов под воздействием метеоритов широко принята, в прошлом существовали значительные споры об их происхождении. Еще в 1897 году голландский геолог Рогир Дидерик Мариус Вербеек (1845–1926) предположил внеземное происхождение тектитов: он предположил, что они упали на Землю с Луны. [23] [примечание 2] Предложение Вербеека о внеземном происхождении тектитов вскоре было поддержано австрийским геологом Францем Э. Зюссом. [24] Впоследствии утверждалось, что тектиты состоят из материала, который был выброшен с Луны крупными водородными вулканическими извержениями на Луне, а затем дрейфовал в космосе, чтобы позже упасть на Землю в виде тектитов. Основными сторонниками лунного происхождения тектитов являются ученый НАСА Джон А. О'Киф , аэродинамик НАСА Дин Р. Чепмен , коллекционер метеоритов и тектитов Даррил Футрелл и давний исследователь тектитов Хэл Повенмайр. [25] С 1950-х по 1990-е годы О'Киф отстаивал лунное происхождение тектитов, основываясь на их химическом, т. е. редкоземельном, изотопном и объемном составе и физических свойствах. [5] [25] Чепмен использовал сложные орбитальные компьютерные модели и обширные испытания в аэродинамической трубе, чтобы доказать, что так называемые австралазийские тектиты произошли от луча выброса Россе большого кратера Тихо на видимой стороне Луны. [26] О'Киф, Повенмайр и Футрелл на основе поведения расплавов стекла утверждали, что гомогенизация, называемая «осветлением», расплавов кремнезема, характеризующих тектиты, не может быть объяснена теорией земного воздействия. [ необходимо разъяснение ] Они также утверждали, что теория земного воздействия не может объяснить пузырьки и чрезвычайно низкое содержание воды и других летучих веществ в тектитах. [5] [25] Футрелл также сообщил о наличии микроскопических внутренних особенностей внутри тектитов, что свидетельствует в пользу вулканического происхождения. [27] [28]

В свое время теории, отстаивающие лунное происхождение тектитов, пользовались значительной поддержкой в ​​рамках оживленной полемики о происхождении тектитов, которая произошла в 1960-х годах. Начиная с публикации исследований, касающихся лунных образцов , возвращенных с Луны, консенсус ученых, изучающих Землю и планеты, сместился в пользу теорий, отстаивающих земное столкновение, а не лунное вулканическое происхождение. Например, одна из проблем с теорией 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 гиперскоростных ударов. [29] [30] Кроме того, различные исследования показали, что гиперскоростные удары, вероятно, вполне способны производить малолетучие расплавы с чрезвычайно низким содержанием воды. [10] Ученые, изучающие Землю и планеты, единодушно считают, что химические, то есть редкоземельные, изотопные и данные по объемному составу убедительно доказывают, что тектиты произошли из земной коры, то есть осадочных пород, которые не похожи ни на одну известную лунную кору. [3] [10] [31]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Шмадель, Лутц Д. (2007). «(12002) Зюсс». Словарь названий малых планет . Шпрингер Берлин Гейдельберг. п. 774. дои : 10.1007/978-3-540-29925-7_8490. ISBN 978-3-540-00238-3.
  2. ^ abcdefghi French, BM (1998) Следы катастрофы: Справочник по ударно-метаморфическим эффектам в земных метеоритных ударных структурах. Вклад LPI № 954. Лунный и планетарный институт, Хьюстон, Техас. 120 стр.
  3. ^ abcdefghijk McCall, GJH (2001) Тектиты в геологической летописи: стеклянные дожди с неба. Издательство Геологического общества, Бат, Соединенное Королевство. 256 стр. ISBN 1-86239-085-1 
  4. ^ abcdefgh Монтанари, А. и К. Кёберл (2000) Стратиграфия удара. Итальянские записи. Заметки лекций по наукам о Земле, серия № 93. Springer-Verlag, Нью-Йорк, Нью-Йорк. 364 стр. ISBN 3540663681 
  5. ^ abcd O'Keefe, JA, (1978) Тектиты и их происхождение. Развитие петрологии т. 4. Elsevier Scientific Publishing Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк. 254 стр. ISBN 9780444413505 
  6. ^ Чуньлай, Л., О. Цзыюан ​​и Л. Дуншэн (1993) Микротектиты и стекловидные микросферулы в лёссе: их открытия и последствия. Наука в Китае, Серия B. 36(9):1141–1152.
  7. ^ Фолко, Л., М. Д'Орацио, М. Тьеполо, С. Тонарини, Л. Оттолини, Н. Перкьяцци, П. Рошетт и Б. П. Гласс (2009) Микротектиты Трансантарктических гор: геохимическое родство с австралийскими микротектитами. Geochimica et Cosmochimica Acta. 73(12):3694–3722.
  8. ^ Барнс, В. Э. (1963), «Поля тектитов», в книге О'Кифа, Дж., ред., Тектиты; Издательство Чикагского университета, стр. 25-50
  9. ^ Ферьер, Л., Дистальные импактиты.
  10. ^ abcd Koeberl, C. (1994) Происхождение тектита при ударе гиперскоростного астероида или кометы: целевые породы, исходные кратеры и механизмы. в BO Dressler, RAF Grieve и VL Sharpton, ред., стр. 133–152, Удары крупных метеоритов и эволюция планет. Специальный доклад № 293. Геологическое общество Америки, Боулдер, Колорадо.
  11. ^ Артемьева, Наталья , Происхождение тектита при косом ударе: численное моделирование начальной стадии, в «Удары в докембрийских щитах», под редакцией Юри Пладо, Лаури Й. Песонена, стр. 272.
  12. ^ Jourdan, F., Nomade, S., Wingate, MT, Eroglu, E. и Deino, A., 2019. Сверхточный возраст и температура образования австралазийских тектитов, ограниченные анализами 40Ar/39Ar. Meteoritics & Planetary Science , 54(10), стр. 2573-2591.
  13. ^ Glass BP и Pizzuto JE (1994) «Географические вариации концентраций микротектита в Австралазии: выводы относительно местоположения и размера исходного кратера», J of Geophysical Research, т. 99, № E9, 19075-19081, сентябрь 1994 г.
  14. ^ BP Glass (1979), Кратер Жаманшин, возможный источник австралазийских тектитов? Геология, июль 1979, т. 7, стр. 351-353
  15. ^ RSDietz (1977), Кратер Эльгыгытгын, Сибирь: Вероятный источник метеоритов Австралазийского тектитового поля, июнь 1977 г., том 12, выпуск 2, стр. 145–157
  16. ^ H. Povenmire, RS Harris и JH Cornec (2011). Новые тектиты и поля рассеяния в Центральной Америке. 42-я конференция по науке о Луне и планетах, Хьюстон, Техас. Тезисы № 1224.
  17. ^ H. Povenmire, B. Burrer, JH Cornec и RS Harris (2012). Новое центральноамериканское поле тектитов. 43-я конференция по лунной и планетарной науке, Хьюстон, Техас. Тезисы № 1260.
  18. ^ Senftle, ​​FE, AN Thorpe, JR Grant, A. Hildebrand, H. Moholy-Nagy, BJ Evans и L. May (2000) Магнитные измерения стекла из Тикаля, Гватемала: Возможные тектиты. Журнал геофизических исследований. 105(B8):18921-18926.
  19. ^ Марвик, Бен; Фам, Сон Тхань; Брюэр, Рэйчел; Ван, Ли-Ин (14 августа 2021 г.). «Тектитовая геоархеология на материковой части Юго-Восточной Азии». PCI Archaeology . doi :10.31235/osf.io/93fpa. S2CID  243640447.
  20. ^ Фол, Генри. (1966) Тектиты земные. Science. 152(3727):1341–1345. doi = 10.1126/science.152.3727.1341
  21. ^ abc Koeberl, C. (1986) Геохимия тектитов и ударных стекол. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 14:323–350.
  22. ^ abc Koeberl, C. (1990) Геохимия тектитов: Обзор. Тектонофизика. 171:405–422. doi = 10.1016/0040-1951(90)90113-M
  23. ^ Вербек (1897). «Над гласкогелями ван Биллитона» [О стеклянных шарах Биллитона (сейчас: остров Белитунг у Суматры, Индонезия)]. Verslagen van de Gewone Vergaderingen der Wisen Natuurkundige Afdeeling (Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam) [Отчеты очередных сессий математической и физической секции (Королевской академии наук в Амстердаме)] (на голландском языке). 5 : 421–425.Из стр. 423: «Daar hiermede de aardsche bronnen voor deze lichamen uitgeput zijn, blijft er, volgens spreker, neits anders over dan aan te nemen, dat ze van buitenaardschen oorsprong zijn… De eenige mogelijkheid is daarom, volgens spreker, dat die lichamen uitgeworpen zijn Door de Vulkanen Van de Maan." (Поскольку земные источники этих тел тем самым исчерпаны, остается, по мнению говорящего [а именно, Вербека], ничего иного, как предположить, что они имеют внеземное происхождение. ... Единственная возможность, по мнению говорящего, состоит в том, что эти тела тела были выброшены вулканами Луны.)
  24. ^ См.:
    • Зюсс, Франц Э. (1898). «Ueber die Herkunft der Moldavite aus dem Weltraume» [О происхождении молдавитов из космоса]. Anzeiger der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, mathematische-naturwissenschaftliche Classe [Журнал Императорской академии наук, математический-научный класс (Вена, Австрия)] (на немецком языке). 35 : 255–260.
    • Зюсс, Франц Э. (6 декабря 1898 г.). «Ueber den kosmischen Ursprung der Moldavite» [О космическом происхождении молдавитов]. Verhandlungen der Kaiserlich-Königlichen Geologischen Reichsanstalt [Труды Императорско-Королевского геологического института Империи (Вена, Австрия)] (на немецком языке). 32 (16): 387–403.
  25. ^ abc Povenmire, H. (2000) Тектиты: космическая загадка. Florida Fireball Network, Indian Harbour Beach, Флорида. 209 стр.
  26. ^ Чепмен, Д. Р. (1971) Географическая структура тектитов в Австралазии, кратер и луч происхождения, а также теория тектитовых событий. Журнал геофизических исследований. 76(26):6309–6338.
  27. ^ Футрелл, Д. (1999) Лунное происхождение тектитов; космическая наука проливает новый свет на старый спор. Rock & Gem. 29(2–3):40–45.
  28. ^ Футрелл, Д. и Л. Варричо (2002) Аргумент против земного происхождения тектитов. Метеорит. Метеорит. 8(4):34–35.
  29. ^ Артемьева Н.А. (2002) Происхождение тектита при косом ударе: численное моделирование. в C. Koeberl C. и J. Plado J., ред., стр. 257–276, Удары в докембрийских щитах. Springer-Verlag, Берлин.
  30. ^ Артемьева, Н. , Э. Пьераццо и Д. Штоффлер (2002) Численное моделирование происхождения тектита при косых ударах: применение к полю разбросанных пород Ries-Moldavites. Бюллетень Чешской геологической службы. 77(4):303–311.
  31. ^ Хейдеа, К. и Г. Хайдеб (2011) Стекловидное состояние в природе - Происхождение и свойства. Химия дер Эрде. 71(4):305–335.

Примечания

  1. ^ Зюсс, Франц Э. (1900). «Die Herkunft der Moldavite und verwandter Gläser» [Происхождение молдавитов и родственных им стекол]. Jahrbuch der Kaiserlich-Königlichen Geologischen Reichsanstalt (Ежегодник Императорско-Королевского геологического института Империи) (на немецком языке). 50 . Вена , Австрия: 193–382. п. 194: 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 для всей группы я выбрал — в соответствии со свойством этих тел, которые, в отличие от обычных метеоритов, полностью расплавленные массы – обозначение «тектит». ( τήχειν , расплав (металлов и других твёрдых масс; τήχτος , расплавленный).]
  2. ^ Еще в 1893 году австралийский геолог Виктор Франц Пауль Штрайх (? – 1905) в частном письме немецкому геологу Альфреду Вильгельму Штельцнеру предположил , что тектиты Австралии имеют внеземное происхождение. См.:
    • Штельцнер, AW (1893). «Дополнительные заметки о вышеназванной коллекции». Труды Королевского общества Южной Австралии . 16 : 110–112.Со стр. 112: ""55B. Обсидиановые бомбы. Найдены между хребтом Эверард и хребтом Фрейзер". Совершенно определенно не космического происхождения, как вы [т. е. Штрайх] предполагаете в своем личном письме ко мне. По крайней мере, до сих пор мне не известны стекловидные массы метеоритного происхождения".
    • Стельцнер, Альфред В. (1893). «Ueber eigenthümliche Obsidian-Bomben aus Australien» [О странных обсидиановых бомбах из Австралии]. Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft (на немецком языке). 45 : 299–319.Из стр. 300: "Wieder Andere sind der Meinung, dass das Räthsel nur daurch gelöst werden könne, dass man den "Bomben", obwohl sie eine von jenen aller anderen bekannten Aërolithen sehr abweichende Beschaffenheit zeigen, trotzdem einen kosmischen Ursprung зушрайбе». (Опять же, другие придерживаются мнения, что загадку можно решить, только приписав «бомбам» космическое происхождение, хотя их природа сильно отличается от природы всех других известных аэролитов.)

Литература

Книги

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Тектиты.