Исследователи под руководством профессора геологии Джероэна Тромпа смоделировали удар метеорита, который привел к появлению кратера Чиксулуб (диаметр 180 км) в Мексике на полуострове Юкатан.
Этот удар был в 2 млн раз мощнее взрыва водородной бомбы и, по одной из гипотез, стал причиной массового вымирания динозавров 65 млн лет назад.
«После удара метеорита сейсмические волны проникают вглубь Земли так, как это происходит при падении камня в воду. Эти волны проходят весь земной шар и встречаются в одной точке на другой стороне. Наша модель показывает, что из-за эллиптичности Земли и гетерогенности (неоднородности) ее структуры сейсмические волны в разных областях двигаются с разными скоростями.
Таким образом, меняется и «точка встречи», и амплитуда волн, дошедших до нее.
Повторный удар на обратной стороне сильно зависит от всех структур Земли», — говорит Маттиас Мешеде, ведущий автор работы из Мюнхенского университета.
Этот же принцип может быть применен и к ударам метеоритов о другие планеты и их спутники. Использование точной модели, таким образом, позволяет судить о невидимых в астрономических наблюдениях деталях внутреннего строения небесных тел. Кроме того, можно судить о силе так называемого антиподального фокуса метеорита – области, диаметрально противоположной месту падения метеорита (области кратера), где энергия от первого толчка вновь собирается, рождая второй, более слабый толчок. Исследователи выяснили, что мощность слабого толчка зависит от рельефа и состава «пострадавшего» небесного тела — в зависимости от этого сейсмические волны по-разному фокусируются и поглощаются.
Поэтому можно решить и обратную задачу: судить о характеристиках небесного тела по соотношению характеристик кратера и антиподального фокуса.
«Мы начали с того, что задались вопросом: мог ли метеорит, упавший на Земли в районе Чиксулуб в конце Мелового периода, стать причиной массового вымирания? Знаменитая теория гласит, что падение метеорита спровоцировало извержения вулканов, после которых началась «вулканическая зима», изменившая климат и вызвавшая вымирание.
швед. trapp, от trappa - лестница), групповое название основных магматических горных пород с характерной ступенчатой отдельностью (диабаз, габбродиабаз, габбро, долерит и базальты), занимающих значительные площади - так называемые трапповые области. В состав слагающих траппы пород входят: моноклинный пироксен (обычно авгит), оливин, основной плагиоклаз, магнетит, апатит, реже встречаются ромбический пироксен и биотит; много вторичных минералов: иддингсита, который развивается по оливину, палагонита, хлорита, цеолитов, пренита, актинолита и др. Для траппов характерна офитовая структура, реже - микролитовая или стекловатая структура. Обычно траппы - это полого залегающие лавовые потоки, иногда с шаровой (подушечной) структурой, пласты туфов или интрузивные пластовые тела мощностью от 10 до 25 м; встречаются также дайки, штоки, кольцевые и цилиндрические интрузивы.
Траппы характерны для платформенных областей земной коры; они занимают значительное пространство в Восточной Сибири (около 2 миллионов кв. км), Индии (Декан), Южной Африке и Южной Америке (плато Парана). Траппы принадлежат по большей части к производным толеитовой магмы, частично - оливин-базальтовой магмы, и имеют, по-видимому, мантийное происхождение. На Среднесибирском плоскогорье внедрение и излияние магмы, сформировавшие траппы, происходили в несколько фаз, в течение длительного времени (от перми до среднего триаса). Мощность траппов достигает 2000 м.
Траппы включают в себя многие виды полезных ископаемых. С процессами дифференциации магм, образовавших траппы, связаны сульфидные медно-никелевые месторождения (например, Норильского рудного района), месторождения руд платины (Южная Африка) и железа; с продуктами гидротермальных постмагматических процессов — месторождения исландского шпата. К трапповым областям приурочены месторождения графита, возникшие при контактном метаморфизме углей под действием траппов.
Наша модель показала, что удар метеорита, породивший кратер Чиксулуб, сам по себе был недостаточно сильным, чтобы вызвать настолько массивные извержения, которые произошли позже в районе плато Декан.
Оценки мощности антиподального фокуса сейсмических волн на основании моделей сферической Земли оказались заметно завышены: предполагалось, что максимальное смещение достигало 15 м, а оказалось — всего 3–5 м. В сферической модели все волны сошлись в одной точке, поэтому амплитуда оказалась огромной.
Таким образом, гипотеза о гибели динозавров после падения на Землю крупного небесного тела, которая, казалось, уже получила исчерпывающие доказательства, вновь оказалась под вопросом.
Авторы работы в Geophysical Journal International предлагают с помощью их модели оценивать не только влияния крупных метеоритов на геологическое прошлое Земли, но и проводить аналогичные моделирования для метеоритных кратеров на других крупных космических телах, например, на Луне или Меркурии.
