Вторичные кратеры — это ударные кратеры , образованные выбросами , выброшенными из более крупного кратера. Иногда они образуют радиальные кратерные цепи . Кроме того, вторичные кратеры часто рассматриваются как скопления или лучи, окружающие первичные кратеры. Изучение вторичных кратеров взорвалось примерно в середине двадцатого века, когда исследователи, изучающие поверхностные кратеры для прогнозирования возраста планетарных тел, поняли, что вторичные кратеры загрязняют статистику кратеров в подсчете кратеров тела . [1]
Когда движущийся со скоростью внеземной объект сталкивается с относительно неподвижным телом, образуется ударный кратер. Первичные кратеры, образующиеся в результате столкновения, известны как первичные кратеры или ударные кратеры . Материал, выброшенный из первичных кратеров, может образовывать вторичные кратеры (вторичные) при нескольких условиях: [2]
Если выброшенный материал находится в атмосфере, как на Земле, Венере или Титане, то ему сложнее сохранять достаточно высокую скорость для создания вторичных ударов. Аналогично, тела с более высокими скоростями обновления поверхности, такие как Ио, также не регистрируют поверхностные кратеры. [2]
Самовторичные кратеры — это те, которые образуются из выброшенного материала первичного кратера, но выброшенные под таким углом, что выброшенный материал оказывает воздействие внутри самого первичного кратера. Самовторичные кратеры вызвали много споров с учеными, которые раскапывают кратерированные поверхности с намерением определить их возраст на основе состава и расплавленного материала. Наблюдаемая особенность на Тихо была интерпретирована как самовторичная морфология кратера, известная как палимпсесты . [3] [4]
Вторичные кратеры образуются вокруг первичных кратеров. [2] Когда первичный кратер образуется после поверхностного удара, ударные волны от удара вызовут напряжение поверхности вокруг ударного круга, образуя круглый внешний гребень вокруг ударного круга. Выбросы от этого первоначального удара выталкиваются вверх из ударного круга под углом к окружающей области ударного гребня. Этот слой выброса , или широкая область ударов от выброшенного материала, окружает кратер. [5]
Вторичные кратеры могут выглядеть как отдельные кратеры небольшого масштаба, похожие на первичный кратер с меньшим радиусом, или как цепочки и кластеры. Цепь вторичных кратеров — это просто ряд или цепочка вторичных кратеров, выстроенных рядом друг с другом. Аналогично, кластер — это популяция вторичных кратеров, расположенных рядом друг с другом. [6]
Первичные кратеры образуются из-за высокоскоростных ударов, фундаментальные ударные волны которых должны превышать скорость звука в материале цели. Вторичные кратеры возникают при более низких скоростях удара. Однако они все равно должны возникать на достаточно высоких скоростях, чтобы передать нагрузку на тело цели и вызвать результаты деформации, которые превышают пределы упругости, то есть вторичные снаряды должны прорвать поверхность. [2]
Может быть все труднее отличить первичные кратеры от вторичных, когда снаряд трескается и распадается на части до удара. Это зависит от условий в атмосфере, в сочетании со скоростью и составом снаряда. Например, снаряд, который ударяет по Луне, вероятно, попадет неповрежденным; тогда как если он ударит по Земле, он замедлится и нагреется из-за входа в атмосферу , возможно, разрушившись. В этом случае более мелкие куски, теперь отделенные от большого ударяющегося тела, могут ударить по поверхности планеты в области за пределами первичного кратера, где после первичного удара по поверхности появляется много вторичных кратеров. [7]
Для первичных ударов, исходя из геометрии, наиболее вероятный угол удара составляет 45° между двумя объектами, и распределение быстро падает за пределами диапазона 30° – 60°. [8] Замечено, что угол удара мало влияет на форму первичных кратеров, за исключением случая ударов под малым углом, когда результирующая форма кратера становится менее круглой и более эллиптической. [9] Угол первичного удара гораздо больше влияет на морфологию (форму) вторичных ударов. Эксперименты, проведенные с лунными кратерами, показывают, что угол выброса является самым высоким для ранних стадий выброса, которые выбрасываются из первичного удара в его самые ранние моменты, и что угол выброса уменьшается со временем для поздних стадий выброса. Например, первичный удар, который является вертикальным к поверхности тела, может создавать ранние углы выброса 60°-70°, а поздние углы выброса уменьшаются почти до 30°. [2]
Механические свойства реголита цели (существующие рыхлые породы) будут влиять на угол и скорость выброса от первичных ударов. Исследования с использованием моделирования были проведены, которые предполагают, что реголит тела цели уменьшает скорость выброса. Размеры и морфология вторичных кратеров также зависят от распределения размеров камней в реголите тела цели. [2] [10]
Расчет глубины вторичного кратера может быть сформулирован на основе плотности целевого тела. Исследования Нёрдлингерского риса в Германии и блоков выброса, окружающих края лунных и марсианских кратеров, показывают, что фрагменты выброса, имеющие схожую плотность, вероятно, будут иметь одинаковую глубину проникновения, в отличие от выбросов с различной плотностью, создающих воздействия различной глубины, такие как первичные ударники, то есть кометы и астероиды . [2]
Размер вторичного кратера определяется размером его родительского первичного кратера. Первичные кратеры могут варьироваться от микроскопических до тысяч километров в ширину. Морфология первичных кратеров варьируется от чашеобразных до больших широких впадин, где наблюдаются многокольцевые структуры . Два фактора доминируют в морфологии этих кратеров: прочность материала и гравитация. Чашеобразная морфология предполагает, что топография поддерживается прочностью материала, в то время как топография кратеров в форме впадины преодолевается гравитационными силами и разрушается в сторону плоскостности. Морфология и размер вторичных кратеров ограничены. Вторичные кратеры демонстрируют максимальный диаметр < 5% от своего родительского первичного кратера. [2] Размер вторичного кратера также зависит от его расстояния от первичного. Морфология вторичных кратеров проста, но отличительна. Вторичные кратеры, которые образуются ближе к своим первичным, кажутся более эллиптическими с меньшей глубиной. Они могут образовывать лучи или кратерные цепи. Более отдаленные вторичные звезды по форме напоминают своих родительских первичных звезд, но их часто можно увидеть в виде скоплений. [2]
Ученые уже давно собирают данные об ударных кратерах, наблюдая, что кратеры присутствуют по всему пространству Солнечной системы . [11] В частности, ударные кратеры изучаются с целью оценки возраста, как относительного, так и абсолютного, планетарных поверхностей. Датирование ландшафтов на планетах по плотности кратеров превратилось в тщательную технику, однако ее контролируют 3 ключевых предположения: [2]
Фотографии, сделанные во время известных лунных и марсианских миссий, предоставили ученым возможность подсчитать и зарегистрировать количество наблюдаемых кратеров на каждом теле. Эти базы данных подсчета кратеров далее сортируются в соответствии с размером, глубиной, морфологией и местоположением каждого кратера. [12] [13] Наблюдения и характеристики как первичных, так и вторичных кратеров используются для различения ударных кратеров в пределах небольших кратерных кластеров, которые характеризуются как кластеры кратеров диаметром ≤1 км. К сожалению, исследования возраста, вытекающие из этих баз данных кратеров, ограничены из-за загрязнения вторичных кратеров. Ученые считают сложным отсортировать все вторичные кратеры из подсчета, поскольку они представляют ложную уверенность в статистической силе. [12] Загрязнение вторичными кратерами часто неправильно используется для расчета ограничений возраста из-за ошибочных попыток использования небольших кратеров для датирования небольших участков поверхности. [2]
Вторичные кратеры распространены на каменистых телах в Солнечной системе без атмосферы или с тонкой атмосферой, таких как Луна и Марс, но редки на объектах с толстой атмосферой, таких как Земля или Венера. Однако в исследовании, опубликованном в Geological Society of America Bulletin, авторы описывают поле вторичных ударных кратеров, которые, по их мнению, были образованы материалом, выброшенным из более крупного первичного метеоритного удара около 280 миллионов лет назад. Считается, что первичный кратер находится где-то между округами Гошен и Ларами в Вайоминге и округами Баннер, Шайенн и Кимболл в Небраске . [14] [15]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )