stringtranslate.com

Ударная структура Рошешуара

Ударная структура Рошешуар или астроблема Рошешуар — ударная структура во Франции. Эрозия за миллионы лет в основном уничтожила ее ударный кратер , первоначальное поверхностное выражение удара астероида, оставив сильно деформированную коренную породу и фрагменты дна кратера в качестве доказательства.

В 2008 году французское государство признало ценность импактной структуры Рошешуар как объекта культурного наследия, создав « Национальный природный заповедник астроблема Рошешуар-Шассенон » на 12 участках, представляющих характерные геологические особенности импактной структуры.

Расположение

Названная в честь города Рошешуар , ударная структура Рошешуар расположена на западной окраине французского Центрального массива недалеко от города Лимож, примерно в 350 км (220 миль) к югу от Парижа. Рошешуар (население около3800 ) построен из горных пород, созданных или измененных ударом (импактиты) . Шассенон , треть размера Рошешуара, также построен из импактитов. Импактит использовался 2000 лет назад для строительства монументальных римских бань Кассиномагуса в Шассеноне. [2]

Структура воздействия Рошешуар пересекается административной границей, разделяющей департаменты Шаранта и Верхняя Вьенна . Название Шассенон (в Шаранте) было добавлено к Рошешуару (в Верхней Вьенне) для наименования природного заповедника по политическим причинам, направленным на получение большей поддержки от обоих департаментов.

История

Ударное происхождение структуры было признано Ф. Краутом в 1969 году. [3] Наличие необычного набора типов горных пород, называемых брекчиями, на кристаллических породах Центрального массива было отмечено в районе Рошешуар на заре геологии, в начале 1800-х годов. [4] Однако их интерпретация как осадочных, вулканических, тектонических или смешанных, была основным предметом споров до тех пор, пока ударное происхождение не стало постепенно признаваться геологическим процессом в 1960-х годах. [5] [6]

Ударное происхождение Рошешуара было окончательно подтверждено в середине 1970-х годов с распознаванием П. Ламбертом сигнала снаряда в различных породах, содержащих до 500 раз больше никеля, чем целевые породы. [7] [8] Рошешуар был тогда первой ударной структурой, которая была подтверждена наличием загрязнения снарядом, при отсутствии метеоритных обломков и при отсутствии кратерной морфологии. Это важно, потому что после того, как ударный метаморфизм был признан и использовался ранними геологами ударов в качестве критерия для идентификации ударных структур при отсутствии снаряда, противник ударных кратеров на Земле постулировал эндогенный процесс, так называемый криптовулканизм , способный создавать экстремальные ударные волны, ответственные за кратеры и ударный метаморфизм. Таким образом, Рошешуар был в списке криптовулканических структур. Распознавание сигнала от снаряда в Рошешуаре и постепенно в других ударных структурах, и особенно на границе КТ несколько лет спустя, [9] окончательно положило конец эпохе криптовулканизма и скептицизма в отношении ударных кратеров.

Возраст

Возраст удара Рошешуара является предметом споров. Возраст (в пределах погрешности) варьируется от менее 150 миллионов лет назад до более 240 миллионов лет. С конца 1990-х годов спрединг уменьшился, и последние четыре определения (с 2010 года) сходятся к возрасту между 203 и 207 миллионами лет в течение ретийского периода , на два-пять миллионов лет старше границы триаса и юры . [10] [11] [12] [13] [14]

Гипотетическое событие множественного удара

Геофизик Дэвид Роули, работающий с Джоном Спреем и Саймоном Келли, предположил, что Рошешуар мог быть частью гипотетического множественного ударного события, которое также сформировало ударную структуру Маникуаган в северном Квебеке , кратер Сен-Мартен в Манитобе , кратер Оболонь на Украине и кратер Ред-Уинг в Северной Дакоте . [15] Все ударные структуры ранее были известны и изучены, но их палеовыравнивание никогда ранее не демонстрировалось. Роули сказал, что вероятность того, что эти ударные структуры могли быть выровнены таким образом из-за случайности, близка к нулю. [16] Однако более поздние работы показали, что кратеры образовались с разницей во много миллионов лет, при этом кратер Сен-Мартен датируется 227,8 ± 1,1 млн лет назад, [17] в то время как ударная структура Маникуаган датируется примерно 214 ± 1 млн лет назад. [18]

Геологическая обстановка

Ударная структура Рошешуар расположена на окраине Французского Центрального массива. Целевые породы, обнаженные как в центре структуры под месторождением, так и радиально наружу, в основном состоят из гнейсов (синего и зеленого на карте) и гранитов (розового на карте). [3] [4] [19] [20] Эти метаморфические и интрузивные породы были внедрены около 350-300 миллионов лет назад во время варисцианской орогенеза. Последняя также называется герцинской орогенезом, это геологическое событие горообразования, вызванное позднепалеозойским континентальным столкновением между тектоническими плитами Еврамерики (Лауруссии) и Гондваны, в результате чего образовался суперконтинент Пангея. Это вызвало подъем горных хребтов, похожих на Гималаи, Центрального массива, среди прочего. Горы уже были размыты и преобразованы в пенеплен во время удара.

Центр структуры находится всего в 15–20 км (9,3–12,4 мили) от ближайших отложений. [19] Последние отложились после удара. Однако удар, скорее всего, произошел на краю Центрального массива, образовавшем в то время остров, достаточно близко к близлежащему морю, чтобы вызвать заметное цунами.

Основные характеристики

Структура удара Рошешуар состоит из центральной субкруглой зоны диаметром около 12 км (7,5 миль), обнажающей брекчии и ударные расплавленные породы (на карте обозначены серым цветом), и кольцевой диффузной зоны диаметром около 25 км (16 миль), где дайки брекчий, интенсивная трещиноватость, параавтохонные брекчии локально встречаются в кристаллических породах, образующих основание кратера. [19] Центральные отложения заполняют и обозначают начальное дно кратера. С точки зрения стратиграфии ударные отложения образуют квазигоризонтальную (небольшой наклон менее1° ) сплошной покров. Тем не менее, месторождение окружено речными долинами, обеспечивающими уникальную серию поперечных сечений, обнажающих заполнение кратера, дно кратера и подстилающую коренную породу.

Из-за текстуры и состава ударных брекчий, нет существенного вклада от осадков, что подразумевает, что не было осадочного чехла на вершине кристаллического фундамента во время удара или он был неглубоким. То же самое относится к осадкам, отложившимся в близлежащем море. [19] [21]

Тем не менее, все импактиты Рошешуара демонстрируют заметный гидротермальный отпечаток, который может быть связан с близостью моря во время удара. [19] [4] [22]

Несмотря на эрозию, последовательность литологии импактита исключительно полная в Рошешуаре. Все типологии импактитов и вся последовательность ударных метаморфических особенностей представлены как в отложениях, так и в целевом объекте. Это включает в себя дислокационную брекчию, дайки брекчии, жилы расплава, псевдотахилиты, катаклазиты, конусы дробления, мегаблоки, в целевых породах под и вокруг отложений брекчии, [4] [19] [23] и все типы свободных от расплава, бедных расплавом и богатых расплавом импактитов в отложениях. [19] Даже очень тонкие материалы (импактокластиты), отлагающиеся последними и переносимые по всему миру ветрами, сохраняются, образуя очень тонкие слоистые горизонтальные отложения поверх богатого расплавом сювита (брекчия с матрицей обломков и как обломками горных пород, так и фрагментами расплава в качестве обломков) около Шассенона (см. карту). [19] Этот материал размещается в тихой среде, после всего хаоса, вызванного раскопками, обрушением полости и возможным обратным затоплением, связанным с цунами, вызванным ударом в близлежащем море. Такая веха конечной стадии ударного отложения является исключительной в местах удара (квазиуникальный случай среди 198 официально зарегистрированных на Земле метеоритных ударов по состоянию на 2020 год).

Форма и размер

Геометрический центр структуры расположен в 4 км (2,5 мили) к западу от Рошешуара, около маленькой деревни Ла-Жюди (см. карту). Центр структуры, согласно характеру и распределению ударных повреждений в отложениях и согласно отрицательной гравитационной аномалии в цели, находится примерно в 1 км (0,62 мили) южнее, около Валетта. [24] [25]

Размер ударного кратера Рошешуар, указанный в официальной базе данных ударов (23 км; 14 миль), не имеет геологического значения. Как упоминалось ранее, изначальная морфология кратера утеряна, как и изначальный диаметр и форма кратера. Сообщаемый диаметр в 23 км (14 миль) соответствует размеру области, где деформация, приписываемая удару, была зарегистрирована авторами в 1970-х годах. [24] [19] [4] Из морфологии дна кратера и распределения ударных отложений ясно, что изначальный кратер был намного больше, чем 12-километровая (7,5 миль) зона, где обнажаются остатки заполнения кратера, нанесенные на карту. В диапазоне диаметров 4–25 км (2,5–15,5 миль) наземные ударные кратеры развивают центральный подъем, такой как кратер Болтыш, ударный кратер диаметром 24 км (15 миль) на Украине. [26] Как и Рошешуар, Болтыш образовался исключительно в кристаллическом фундаменте. Кратер зарыт, однако более глубокая структура известна благодаря многочисленным кернам бурения и геофизическим исследованиям, проведенным в советский период в поисках углеводородов. Центральный пик Болтыша возвышается примерно на 1 км (0,62 мили) над уровнем дна кратера в низине вокруг центрального пика. [26] В Рошешуаре нет центрального пика, но есть плоский центральный пик, предполагающий, что центральное поднятие обрушилось, что является характерной чертой более крупных ударных кратеров. Текущие оценки для начального кратера Рошешуара находятся в диапазоне 40 ± 10 км (24,9 ± 6,2 мили). [19] [21]

снаряд Рошешуара

Из-за заметности сидерофильного загрязнения [8] [27] кометный снаряд кажется маловероятным. Импактором был астероид. Самые ранние работы по идентификации [27] включали те же самые тяжелые методы и те же самые диагностические элементы ( Ir , Os и другие сидерофильные элементы ), как и те, которые стали известны в начале 1980-х годов с идентификацией внеземного сигнала на границе K–T по всему миру. [9] С тех пор два крайних типа снарядов, железный метеорит и хондрит, были оспорены последующими исследователями. [27] [28] [29] Самые последние исследования, похоже, согласуются с особым типом ахондрита, смесью удара железного метеорита и силикатов, ранее обозначенных как немагматические железные метеориты. [30]

Планетарные поверхности

В популяции земных ударных кратеров Рошешуар предоставляет уникальный прямой доступ для исследования основных вопросов, связанных с ударным кратерированием как геологическим и биологическим процессом. Это включает в себя понимание механики и хронологии заполнения кратеров, а также спутниковых эффектов, таких как подъём, пирокластические взрывы, оползни и многое другое. Это охватывает механику крупных перестроек ударных кратеров и головоломную задачу «флюидизации», а именно, заставить связные породы вести себя как жидкость без плавления. Это включает в себя характеристику и понимание вызванной ударом гидротермальной ячейки, ответственной за заметный гидротермальный отпечаток в Рошешуаре, любые возможные питательные вещества, среды обитания и условия потенциальной зарождающейся жизни в ударных кратерах, а также проверку последних теорий и моделей, включающих удары как важные факторы обитаемости планет.

Несмотря на этот исключительный потенциал, Рошешуар до недавнего времени был одним из наименее, если не наименее, исследованных крупных ударных кратеров на Земле. Это отчасти связано с густым растительным покровом, скрывающим геологию. Но ситуация быстро меняется с установкой CIRIR (Центра международных исследований ударов и Рошешуара) на месте и с запуском программ CIRIR, начиная с первой серии бурений истории кратера. Последнее привело к завершению восьми участков Национального заповедника. [14] Научная эксплуатация кернов, в настоящее время с 60 проектами и 60 командами из 12 стран, разбросанных по 4 континентам в рамках программы CIRIR, только начинается. Кураторское учреждение на месте для размещения кернов бурения и образцов поверхности в рамках удара на полке находится в стадии строительства. Дочернее учреждение для размещения ученых и студентов, приезжающих со всего мира для изучения ударных кратеров и/или обучения по планетарной геологии, также находится в стадии строительства. Все это стало возможным благодаря поддержке местных территорий, инвестирующих в CIRIR, благодаря поддержке государством и местными территориями Национального природного заповедника, благодаря интересу научного сообщества, а также благодаря ценности и интересу к импактной структуре Рошешуара.

Ссылки

  1. ^ ab "Rochechouart". База данных ударов по Земле . Центр планетарных и космических наук Университета Нью-Брансуика, Фредериктон . Получено 09.10.2017 .
  2. ^ Опер, Пьер; Белингард, Кристель; Боби, Сесилия; Бомбек, Полина; Бюжар, Софи; Коттенсо, Анн-Мари; Кутелас, Арно; Дени, Жюльен; Дулан, Сесиль; Дриар, Сирил; Гайяр, Жак; Гомес де Сото, Хосе; Гиттон, Дэвид; Уркейд, Дэвид; Джегузо, Энн; Лют, Лора; Луазо, Кристоф; Мишель, Селин; Перро, Ксавье; Пейн, Николас; Рок, Габриэль; Санталье, Даниэль; Сев, Стефани; Сикард, Сандра; Сулас, Сильви (2012). «Кассиномагус, l'agglomération et ses thermes: Результаты недавних исследований (2003-2010 гг.) в Шассеноне (Шаранта)» [ Кассиномагус , агломерация и ее термальные ванны: Результаты недавних исследований (2003-2010 гг.) в Шассеноне (Шаранта)] (PDF) . Досье. Аквитания (на французском языке). 28 . Бордо: Федерация Аквитании: 99–298. ISBN 978-2-910763-31-2.
  3. ^ аб Краут Ф. (1969). «Über ein neues Impaktit-Vorkommen im Gebiete von Rochechouart-Chassenon (департаменты Верхняя Вена и Шаранта, Франция)». Геология Баварика . 61 : 428–450.
  4. ^ abcde Ламберт П. (1977). . Les effets des ondes de choc naturallles et artificielles, et le cratère d'impact de Rochechouart (Лимузен, Франция), Thèse d'Etat . Университет Париж-Юг, Орсе, Франция. стр. 515 стр.
  5. ^ Dietz, RS (1963). Астроблемы: Древние метеоритные ударные структуры на Земле, в книге «Лунные метеориты и кометы», под редакцией Джерарда П. Койпера и Барбары Миддлхертс . Издательство Чикагского университета. стр. 285.
  6. ^ Chao EC, Shoemaker EM, Madsen BM (1960). «Первое естественное нахождение коэсита». Science . 132–3421 (3421): 220–222. Bibcode :1960Sci...132..220C. doi :10.1126/science.132.3421.220. PMID  17748937. S2CID  45197811.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Ламберт П. (1975). «Обогащение никелем ударных расплавленных пород из Рошешуара. Предварительные результаты и возможность метеоритного загрязнения». Метеоритика . 10 : 433–436. Bibcode : 1975Metic..10..433L.
  8. ^ ab Lambert P. (1976). «Метеоритное загрязнение в кратере Рошешуар: статистические геохимические исследования». Симпозиум по механике планетарного кратерообразования. Флагстафф, Аризона . 259 : 69–71. Bibcode : 1976LPICo.259...69L.
  9. ^ ab Alvarez LW, Alvarez W., Asaro F., Michel HV (1980). «Внеземная причина мелового–третичного вымирания». Science . 208 (4448): 1095–1108. Bibcode :1980Sci...208.1095A. CiteSeerX 10.1.1.126.8496 . doi :10.1126/science.208.4448.1095. PMID  17783054. S2CID  16017767. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Хорн А. (2016). (U-Th)/He, U/Pb и радиационное датирование повреждений ударной структуры Рошешуар-Шассенон, Франция-Магистерская диссертация . Университет штата Аризона.
  11. ^ Schmieder, M.; Buchner, E.; Schwarz, WH; Trieloff, M.; Lambert, P. (2010-10-05). "Рэтский 40Ar/39Ar возраст для ударной структуры Рошешуар (Франция) и последствия для последней триасовой осадочной записи". Meteoritics & Planetary Science . 45 (8): 1225–1242. Bibcode :2010M&PS...45.1225S. doi : 10.1111/j.1945-5100.2010.01070.x . S2CID  129154084.
  12. ^ Коэн, Бенджамин Э.; Марк, Даррен Ф.; Ли, Мартин Р.; Симпсон, Сара Л. (01.08.2017). «Новый высокоточный 40Ar/39Ar возраст ударной структуры Рошешуарта: по крайней мере на 5 млн лет старше границы триаса и юры» (PDF) . Метеоритика и планетарная наука . 52 (8): 1600–1611. Bibcode :2017M&PS...52.1600C. doi : 10.1111/maps.12880 . ISSN  1945-5100.
  13. ^ Смит, Рофф (2011-11-16). «Темные дни триаса: Затерянный мир». Nature . 479 (7373): 287–289. Bibcode :2011Natur.479..287S. doi : 10.1038/479287a . PMID  22094671.
  14. ^ ab Lambert; et al. (2017). "Программы CIRIR: возможности бурения и исследований на ударной структуре Рошешуарт". 48-я конференция по науке о Луне и планетах (1964): # 1936. Bibcode : 2017LPI....48.1936L.
  15. ^ Спрей, Джон Г.; Келли, Саймон П.; Роули, Дэвид Б. (1998). «Доказательства множественного ударного события в позднем триасе на Земле». Nature . 392 (6672): 171–173. Bibcode :1998Natur.392..171S. doi :10.1038/32397. S2CID  4413688.
  16. ↑ Стил, Диана (19 марта 1998 г.). «Цепь кратеров указывает на столкновение фрагментированной кометы». University of Chicago Chronicle .
  17. ^ Шмидер, Мартин; Джордан, Фред; Тохвер, Эрик; Клоутис, Эдвард А. (ноябрь 2014 г.). «40Ar/39Ar возраст ударной структуры озера Сен-Мартен (Канада) – освобождение позднетриасовых наземных ударных кратеров». Earth and Planetary Science Letters . 406 : 37–48. Bibcode : 2014E&PSL.406...37S. doi : 10.1016/j.epsl.2014.08.037.
  18. ^ van Soest, Matthijs C.; Hodges, Kip V.; Wartho, Jo-Anne; Biren, Marc B.; Monteleone, Brian D.; Ramezani, Jahandar; Spray, John G.; Thompson, Lucy M. (май 2011 г.). "(U-Th)/He датирование земных ударных структур: пример Маникуагана: (U-Th)/He датирование ударных кратеров". Геохимия, геофизика, геосистемы . 12 (5): n/a. doi : 10.1029/2010GC003465 . S2CID  129761765.
  19. ^ abcdefghij Lambert P. (2010). «Целевые и ударные отложения в ударной структуре Рошешуар, Франция». Специальный доклад Геологического общества Америки, Специальный доклад 465 : 509–541.
  20. ^ Шевремонт, П., Флок, Ж.П., Менилле, Ф., Стюсси, Ж.М., Дельбос, Р., Соре, Б., Блес, Ж.Л., Курб, К., Вуайя, Д. и Гравела, К. (1996). Пояснение, Carte Géologique de la France (1/50000), Feuille Rochechouart, (687): Орлеан, Франция . БРГМ.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  21. ^ ab Sapers HM, Osinski GR, Banerjee NR, Ferrière L., Lambert P. и Izawa RM (2014). "Izawa RM, 2014, Возвращаясь к ударной структуре Рошешуара, Франция". Meteoritics & Planetary Science . 49–12 (12): 2152–2168. Bibcode :2014M&PS...49.2152S. doi : 10.1111/maps.12381 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  22. ^ Simpson SL, Boyce AJ, Lambert P., Lindgren P и Lee MR (2017). «Доказательства биосферы, вызванной ударом, по сигнатуре δ34S сульфидов в ударной структуре Рошешуар, Франция». Earth and Planetary Science Letters . 460 : 192–200. Bibcode : 2017E&PSL.460..192S. doi : 10.1016/j.epsl.2016.12.023 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  23. ^ Reimold WU, Oskierski W. и Huth J. (1987). «Псевдотахилит из Шампаньяк в метеоритном кратере Рошешуар, Франция». Журнал геофизических исследований . 92 : E737–E748. Bibcode : 1987JGR....92E.737R. doi : 10.1029/JB092iB04p0E737.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  24. ^ ab Lambert P. (1977). "Кратер Рошешуар: исследование ударного зонирования". Earth and Planetary Science Letters . 35 (2): 258–268. Bibcode : 1977E&PSL..35..258L. doi : 10.1016/0012-821X(77)90129-7.
  25. ^ Pohl J., Ernstson K. и Lambert P. (1978). «Измерения силы тяжести в ударной структуре Рошешуар (Франция)». Meteoritics . 13 : 601–604. Bibcode : 1978Metic..13..601P.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  26. ^ ab Gurov E. Kellley SP Koeberl C. и Dykan NI (2006). «Осадки и заполнение ударных пород в ударном кратере Болтыш». В Charles Cockell, Christian Koeberl, Iain Gilmour-Eds, Biological Processes Associated with Impact Events, Springer Science & Business Media : 335–358. doi :10.1007/3-540-25736-5_15.
  27. ^ abc Янссенс М.-Дж., Хертоген Дж., Такахаши Х., Андерс Э. и Ламберт П. (1977). «Метеоритный кратер Рошшуар: идентификация снаряда». Журнал геофизических исследований . 82–5 (5): 750–758. Бибкод : 1977JGR....82..750J. дои : 10.1029/JB082i005p00750.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  28. ^ Хорн В. и Эль Гореси А. (1980). «Кратер Рошешуар во Франции: каменный, а не железный метеорит?». Лунная планетарная наука XI, Институт Луны и планет, Хьюстон : 468–470.
  29. ^ Koeberl C., Shukolyukov A. и Lugmair GW (2007). «Исследования изотопов хрома в земных ударных кратерах: идентификация метеоритных компонентов в Bosumtwi, Clearwater East, Lappajärvi и Rochechouart». Earth and Planetary Science Letters . 256 (3–4): 534–546. Bibcode : 2007E&PSL.256..534K. doi : 10.1016/j.epsl.2007.02.008.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  30. ^ Tagle, R., Schmitt, RT, и Erzinger, J. (2009). «Идентификация компонента снаряда в ударных структурах Рошешуар, Франция, и Сяаксъярви, Финляндия: последствия для популяции ударников для Земли». Geochimica et Cosmochimica Acta . 73 (16): 4891–4906. Bibcode : 2009GeCoA..73.4891T. doi : 10.1016/j.gca.2009.05.044.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме кратера Рошшуар .