Кратер Фредефорт
В любом случае, где бы ни находился кратер, на дне моря или на суше, время перебороло его: песчинку за песчинкой, крупицу за крупицей. Никаких его очертаний не сохранилось. Эрозия и различные метаморфозы изменили облик здешнего ландшафта до неузнаваемости. Ведь дождь, ветер, движение ледников неустанно шлифуют любые неровности рельефа. Пески засыпают их. Они зарастают травой и деревьями. Особую роль в сокрытии следов давней катастрофы сыграл ледниковый период. Громадные массы льда, сковавшие Гренландию, буквально «выскоблили» эту местность. Не нашлось и выброшенных взрывом пород, что тоже не удивительно, учитывая, сколько времени прошло после того события. Вообще нам известны лишь немногие образцы пород возрастом более трех миллиардов лет.
И все-таки давняя катастрофа оставила определенные следы. Ученые из Геологического ведомства Дании и Гренландии во главе с Адамом Гарде заподозрили, что здесь рухнул крупный метеорит потому, что в этом районе Гренландии была выявлена заметная аномалия магнитного поля. Она охватывала территорию размером с Калужскую область.
Ученые исследовали здешний грунт и обнаружили странно деформированные граниты. Судя по образцам кварцев, те тоже подверглись когда-то невероятному давлению, причем в течение очень короткого времени. Поскольку эти породы обнаруживали на очень большой площади, вряд ли их метаморфоза объяснялась тем, что здесь разразилось землетрясение или произошло какое-то другое событие, охватывающее обычно незначительную территорию, пишет Гарде на страницах журнала Earth and Planetary Science Letters. Все свидетельствует о том, что эти изменения возникли одномоментно — во время какой-то грандиозной катастрофы. Ею мог быть лишь удар метеорита. Оставалось очертить область бедствия. Результаты проделанной работы свидетельствуют о том, что мы можем заглянуть в прошлое на миллиард лет дальше, отыскивая следы событий, которые довелось пережить нашей планете.
Их поиск порожден вовсе не праздным любопытством ученых. Места падения крупных метеоритов интересуют, например, компании, занятые добычей полезных ископаемых. Ведь в районе почти каждого третьего кратера, известного нам, обнаружено ценное сырье: различные минералы, нефть, природный газ, редкоземельные элементы. Не случайно американская фирма North American Nickel уже подала заявку на разведку полезных ископаемых, в частности, никеля, в районе падения гренландского метеорита. Ведь одно из крупнейших месторождений никеля находится в канадском местечке Садбери — там, где около 1,8 миллиарда лет назад упал громадный метеорит. Об этом напоминает кратер диаметром 250 километров.
Диаметр самого астероида, рухнувшего тогда на Гренландию, оценивается в 30 километров. Иными словами, это была небольшая планета размером с Фобос, спутник Марса. Она была в сотни раз крупнее астероида Апофис, который может столкнуться с Землей в 2036 году. Если бы подобный объект врезался в Землю сегодня, то человеческая цивилизация, пожалуй бы, погибла.
Впрочем, мы применяем к этому событию наши сегодняшние представления о нем. На самом деле, в падении подобного метеорита не было ничего ужасного, рокового. Ведь Земля оставалась тогда «безвидна и пуста». Лишь бактерии населяли ее. Как повлияло на них последовавшее затем резкое изменение климата — «метеоритная зима»? Ученые пока не готовы ничего сказать об этом. Единственное, что можно отметить: Чикскулубский метеорит, падение которого 65 миллионов лет назад привело, как многие полагают, к вымиранию динозавров, был в два с лишним раза меньше того, что некогда рухнул на Гренландию.
Итак, у нашей планеты была бурная молодость. Ведь около 4 миллиардов лет назад она подверглась Великой космической бомбардировке (см. предыдущую статью). Традиционно считается, что эта эпоха продолжалась сравнительно недолго: не более 300 миллионов лет. Именно в то время на Луне образовались гигантские кратеры, которые мы привычно именуем «морями».
Однако результаты исследований, опубликованные в начале 2012 года на страницах журнала Nature, свидетельствуют о том, что первые два с половиной миллиарда лет земной истории проходили под непрестанный аккомпанемент космических катастроф. За это время на поверхность планеты рухнули не менее 70 метеоритов, которые не уступали по размерам Чикскулубскому метеориту Выяснить это помогло следующее обстоятельство. Когда метеорит падает на нашу планету, в воздух взметывается огромное количество расплавленной породы. Большая часть ее, застывая и принимая форму крохотных шариков размером с песчинки, вновь просыпается на землю. В месте падения крупного метеорита эти шарики в виде вкраплений встречаются в его обломках, а еще они содержатся в образцах земной породы, относящихся к эпохе, когда произошла катастрофа. Так, когда на Землю упал Чикскулубский метеорит, подобные застывшие капельки — сферулы — рассеялись по всей планете. Их повсеместно обнаруживают в слое, датируемом той эпохой.
«Иридиевая аномалия»
Проанализировав частоту залегания подобных «песчинок» в других геологических слоях, а также содержание в них редких металлов (например, тот же Чикскулубский метеорит оставил после себя «иридиевую аномалию»), ученые попытались восстановить картину бомбардировки Земли метеоритами в те времена, от которых на нашей планете не осталось даже кратеров.
Так, в образцах породы возрастом 3,24 миллиарда лет, исследованных в Южной Африке, толщина подобного слоя вкраплений достигает 25 сантиметров. Неведомый метеорит, который был виновником появления этого слоя, достигал в поперечнике, по оценке ученых, от 40 до 70 километров.
Столь длительная бомбардировка косвенно подтверждает популярную в последние годы у астрономов «модель Ниццы», согласно которой пояс астероидов около 4 миллиардов лет назад располагался гораздо ближе к Земле. Его граница пролегала внутри современной орбиты Марса (см. статью «Великая космическая бомбардировка»). По расчетам исследователей, прошло около двух миллиардов лет, прежде чем астероиды и их обломки, располагавшиеся во внутреннем кольце пояса астероидов, не покинули его. Многие из них при этом рухнули на планеты земной группы, в том числе на Землю.
Два самых древних и крупных кратера, найденных на нашей планете до открытия, сделанного в Гренландии, — уже упомянутые Фредефорт и Садбери — вероятно, являются единственными зримыми напоминаниями о тех космических бомбардировках. Но восстановить хронику тогдашних событий все-таки можно имеющимися у нас средствами — даже несмотря на то, что сами кратеры давно исчезли в горниле земных метаморфоз.
Почему пришли в движение литосферные плиты
Все течет, все меняется, — сказал древнегреческий философ Гераклит. Его слова можно отнести и к нашей планете — к тверди земной. Со временем — за сотни миллионов лет! — облик Земли разительно обновляется. Ведь ее каменная оболочка не представляет собой единого целого. Она состоит из семи крупных и нескольких небольших литосферных плит. Литосфера — это в буквальном смысле слова «каменная оболочка» Земли. Она объединяет земную кору и верхнюю часть мантии. Ее толщина достигает 150–300 километров под континентами и от нескольких километров до 90 километров — под океанами.
Литосфера плавает на астеносфере, то есть «ослабленной оболочке» разогретых и сравнительно пластичных горных пород. Литосферные плиты дрейфуют по вязкой астеносфере. Все эти фрагменты земной оболочки очень медленно, но непрерывно движутся в разных направлениях, перенося с собой целые континенты, которые на протяжении сотен миллионов лет то сливаются воедино, то снова распадаются.
За последние полмиллиарда лет, по меньшей мере, трижды перемещения литосферных плит приводили к образованию громадного суперконтинента, который впоследствии раскалывался на части, и отдельные материки вновь «разбегались» в стороны. По оценкам геологов, пройдет еще примерно четверть миллиона лет, и на Земле вновь образуется суперконтинент (см. Главную тему № 2/14 — «Рождение континентов»).