Törmäyskraateri on enemmän tai vähemmän pyöreä upotus johtuvat törmäys esineen toisen riittävän suuri, niin että se ei ole täysin tuhoutuneet vaikutus. Kun lama on paljon matalampi kuin leveä, puhumme törmäysaltaasta .
Ilmaisua käytetään erityisesti tähtitieteessä kosmisen vaikutuksen aiheuttamaan masennukseen , toisin sanoen taivaallisten esineiden ( asteroidi tai komeetta ) törmäyksestä, joka osuu maapalloon , Kuuhun tai mihin tahansa muuhun kehoon. Kiinteä liikkuu avaruudessa ja riittävän suuri, jotta iskun voima ei tuhoa sitä.
Tarkemmin sanottuna astroblemeiksi kutsutaan maanpäällisiä iskurakenteita, joista on tullut enemmän tai vähemmän helposti tunnistettavissa eroosion eri tekijöiden työn takia. Kraatteri on vain yksi astroblemen rakennuspalikoista.
Kuun kraattereita olivat erilaisia tulkintoja vuosisatojen: koralliriutta , jään renkaat mukaan oppi ikuisen jään Hanns Hörbiger , pyörremyrskyt , reikiä kaivettiin Selenite mukaan Johannes Kepler , vulkanismi mukaan Astronomy suosittu ja François Arago tai Camille Flammarion .
Vuonna 1645 Langrenus julkaisi kartan, jossa kuvataan kuun topografia . Hän oli ensimmäinen, joka ottaa käyttöön nimikkeistö varten nimeäminen läiskät Moon ( meret ) ja kraattereita, joka antoi nämä topografisia elementtejä nimet kuuluisat ihmiset, tässä tapauksessa tutkijat ja filosofit antiikin , että keskiajalla ja sen aika. Vuonna 1651 julkaistussa teoksessa Almagestum novum (en) italialainen jesuiitta Giovanni Battista Riccioli kehittää järjestelmällisesti Langrenuksen käyttöön ottamaa käytäntöä. Riccioli jakaa pohjoisen pallonpuoliskon vanhinten ja eteläisen pallonpuoliskon modernit (muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta) suosien jesuiittakollegoidensa nimiä.
Geologi ja liikemies amerikkalainen Daniel Barringer oli vakuuttunut todisteita maapallolla olevan törmäyskraatteri 1902, löytämässä että meteoriittikraatteria ( Arizona ) pieniä raudan hän määritteet putoaminen rautameteoriitti . Mutta tiedeyhteisö ei ole juurikaan hyväksynyt hänen hypoteesiaan, joka, kuten geologi Walter Hermann Bucher , kannattaa tulivuoren räjähdyksen hypoteesia, kunnes Eugene M.Shoemakerin työ, joka tuo esiin vuonna 1960 Meteor Craterin koesiittikiteiden tasolla, paljastaa vahvan effektionismi.
Aseistettu parempaa tietoa järkyttynyt kvartsia , Carlyle Smith Beals ja hänen kollegansa liittovaltion Observatory of Victoria sekä Wolf von Engelhardt on Eberhard Karl Tübingenin yliopistossa alkoi 1960-luvun lopulla järjestelmällinen haku varten kraattereita vaikutusta, ne tunnistettu yli 50 vuonna 1970. Vaikka niiden tutkimus on kiistanalainen, The Apollo-ohjelma tarjoaa tukevaa näyttöä paljastamalla Kuun suuri määrä craterization , mikä viittaa siihen, että maa sai myös suuri myöhään pommituksen mutta eroosio poistettu suurin osa sen törmäyskraateria.
Meteoriittien aiheuttamien kraatterien tutkiminen edellyttää sanastoa ja määritelmiä, jotka soveltuvat niiden geometristen ominaisuuksien kuvaamiseen.
Vuonna 1998, sitten vuonna 2004, tutkijat laativat tärkeimmät määritelmät, jotka kuvaavat iskukraatterien eri parametreja ja muotoja. Ne kannustavat voimakkaasti vaikutuksia tutkivia ihmisiä käyttämään samaa terminologiaa. Jotkut näistä kirjoittajista toteuttivat vuonna 2005 ohjelman vaikutusten vaikutusten laskemiseksi tekemällä joitain muutoksia näihin määritelmiin ja lisäämällä uusia. Nämä määritelmät toistetaan tässä.
Määritelmät (lihavoituna) annetaan tekstissä, joka kuvaa kraatterin muodostumisen eri vaiheita. Englanninkielinen käännös mainitaan kursiivilla helpottamaan usein tällä kielellä kirjoitettujen tieteellisten julkaisujen lukemista.
Termien määritelmätKun meteoriitti osuu maahan, se tunkeutuu nopeasti ja höyrystyy iskujen valtavan energian alla. Maa käyttäytyy mitattuna elastisena materiaalina ja uppoaa syvälle samalla höyrystyessään ja murtumalla. Muutaman sekunnin kuluttua reikä saavuttaa maksimimitansa, se on ohimenevä kraatteri ( ohimenevä kraatteri ).
Sitten maa ottaa taas paikkansa, se on rebound ( rebound ). Lopussa on lopullinen kraatteri ( lopullinen kraatteri ), jonka muoto riippuu höyrystyneen ja poistetun kellarin tilavuudesta, jäännöspuristuksesta kalliossa, palautumisen voimasta, mutojen, maanvyörymien seinistä ja laskeumasta. Lopullisen kraatterin stabiloituminen kestää muutaman viikon tai kuukauden, ennen kuin eroosiota alkaa.
Kulma, jolla meteoriitti osuu maahan, vaikuttaa kraatterin kiertokulkuun eikä meteoriitin muotoon. Mitä enemmän kulma laiduntaa, sitä enemmän kraatteri on pitkänomainen, mutta venymä on havaittavissa 45 ° kulman alapuolella.
Nykyään suurin osa suurista kraattereista on näkyvissä vain kuluneessa muodossaan, ja voimme mitata vain näennäiskraatterin ( näennäiskraatterin ), jonka muoto on enemmän tai vähemmän näkyvissä eroosion asteen, sedimentin latautumisen tai maaperän liikkeiden mukaan.
Palautumisen aikana ja kun kraatterin koko on riittävä, keskusta nousee enemmän kuin ympäristö, hieman kuin vesipisara. Se muodostaa enemmän tai vähemmän keskitetyn nousun ( keskisen nousun ), joka voi nousta kraatterin lattiaa korkeammalle. Tämä muodostaa keskushuipun ( keskihuipun ) enemmän tai vähemmän selväksi.
Iskukraaterin laboratoriosimulaatio
yksi kraatteri
( Meteor Crater , Yhdysvallat)
siirtymäkraatteri
(Mars)
monimutkainen kraatteri, jossa on huippu
(Tycho, Moon)
monirenkainen kraatteri
( Vredefort , Etelä-Afrikka)
altaan
( Mare Imbrium , Kuu)
Kraattereita, joissa on keskihuippu, kutsutaan monimutkaisiksi kraattereiksi ( monimutkaisiksi kraattereiksi ) vastakohtana yksinkertaisille kraattereille ( yksinkertaisille kraattereille ), joilla niitä ei ole. Käytännössä maapallolla kraatterit, joiden lopullinen halkaisija on alle 3,2 kilometriä, ovat yksinkertaisia, sen lisäksi ne ovat monimutkaisia (mikä vastaa noin 2,6 kilometrin ohimenevää halkaisijaa).
Siirtyminen yksinkertaisesta kraatterista monimutkaiseen kraatteriin ei tapahdu yhtäkkiä. Yksittäisen kraatterin, jonka ontelo on kulhonmuotoinen, ja kompleksisen kraatterin, jolla on keskihuippu, välissä on tasainen pohjainen kulho muotoinen siirtymäkraatteri ( kraatterin siirtymä ).
Hyvin suurissa iskuissa keskushuippu voi nousta vakauden korkeuden ulkopuolelle ja pudota uudelleen, mikä luo kraatterirenkaan moninkertaisen ( monirenkaisen kraatterin ) muodon monimutkaiseksi kraatteriksi. Keskihuippu korvataan enemmän tai vähemmän voimakkaalla keskellä olevalla rengasmaisella rakenteella, keskirenkaalla ( huippurengas ).
Kun meteoriitti on riittävän suuri murtamaan kuori ja aiheuttamaan magma- effuusiota , sitä kutsutaan altaaksi (ei altaaksi ) eikä kraatteriksi.
Muut ehdotMicrosoft nimeää ejecta ( ejecta ) rock-fragmentit erotettiin paikalle vaikutuksia, ja useammin rakenteisiin ne muodostavat ympäri kraatteri. Yleensä muodostuu radiaalisista poluista, näitä rakenteita kutsutaan myös säteileväksi rakenteeksi ( säteilyjärjestelmä ). Kraatterin ulkopuolelle ulottuvat ne eivät ole osa sitä, mutta ne ovat astroblemen osa. Heidän olemassaolonsa on lyhytaikainen maapallolla eroosion takia, joka nopeasti poistaa jäljet. Nämä rakenteet ovat eniten näkyvissä Kuulla ja vähemmässä määrin Marsilla (jälleen eroosion vuoksi).
Terminologisten sekaannusten välttämiseksi asiantuntijaryhmä kokoontui vuonna 2004 ja julkaisi virallisen määritelmän isku kraattereihin liittyvistä pääulottuvuuksista.
Ohimenevään kraatteriin liittyvät mitat
Yksinkertaiseen kraatteriin liittyvät mitat
Monimutkaiseen kraatteriin liittyvät mitat
D tc = ohimenevän kraatterin halkaisija
D sc = yksinkertaisen kompleksin siirtymän halkaisija
D tr = huipusta huippuun -ohimenevän kraatterin halkaisija .
D fr = huipusta huippuun lopullinen halkaisija
D a = näennäinen halkaisija
D cp = keskushuipun halkaisija
D cu = keskuskohdan halkaisija
Näiden määrien kuvaamiseksi yksiselitteisesti ei ole vielä vakiintunutta terminologiaa. Siksi on välttämätöntä tyytyä yllä oleviin kaavioihin, jotka kuvaavat tässä artikkelissa käytettyjä kokoja.
Iskurakenteiden muodostumista on tutkittu laajasti analogisella simulaatiolla . Se tehtiin myös numeerisella simulaatiolla , mutta tämän viimeisen lähestymistavan ongelmana on, että materiaalien fysiikkaa, joka on lyhyeksi ajaksi altistettu äärimmäisille paineille ja lämpötiloille, ei tunneta hyvin.
Masennuksen koko ja muoto riippuvat pääasiassa:
Syvennyksen halkaisija ja syvyys kasvavat sen myötä , sen syvyys / halkaisija-suhde pienenee ja sen muoto muuttuu yleensä seuraavasti:
Isku tuottaa iskuaallon, joka etenee kellarissa (samoin kuin iskulaitteessa). Kun iskunopeus on luokkaa useita kymmeniä km / s , aaltorintaman takana oleva paine saavuttaa miljoonia ilmakehiä ja lämpötila tuhansia asteita . Näissä suurissa rasituksissa maaperän ja iskulaitteen materiaalit leijuvat (ne virtaavat kuin neste). Puristusaalloa seuraa harvinaisuus (ts. Purku) aalto, joka aiheuttaa masennuksen karkottamalla materiaalit ulospäin. Muodostavan syvennyksen seinämien ohjaama leijutettujen materiaalien virtaus työntyy suurimmaksi osaksi kartiomaisen terän muotoon , ja pieni osa niistä painetaan seinämiä vasten. Kun isku- ja harvinaisuusaallot hajaantuvat siirtyessään poispäin iskupisteestä, virtaukset lopulta loppuvat, kun jännitykset laskevat kivien mekaanisen lujuuden alapuolelle. Ilmiö pysähtyy vähemmän väkivaltaisten vaikutusten vuoksi (pallonpuoliskon kraatterit). Toisille ohimenevän ontelon seinät romahtavat sisäänpäin ja muodostavat keskushuipun tai renkaan tai jopa monimutkaisempia rakenteita.
Väkivaltaisen iskun vaikutukset eivät rajoitu kraatterin ja ulostulon muodostumiseen . Vapautuva energia syksyllä maapallolla olevan kohteen 10 km: n halkaisijaltaan yli, esimerkiksi viisi kertaluokkaa kuin tehokkain maanjäristyksiä . Väkivaltaiset maanjäristykset , tulivuoren toiminta , tsunamit ( valtameren vaikutusten , kuten hypoteettisen Mahuika-kraatterin tapauksessa ), happosateet ja auringonvaloa suojaavan pölyn vapautuminen ( fotosynteesin ja ilmastovaikutusten pysäyttäminen , ravintoketjun romahtaminen ) ovat tuhoisimpia. väkivaltaisimpien vaikutusten vaikutukset.
Käytössä Maan , törmäyskraateria on usein vaikea tunnistaa. 1960-luvulle saakka , "avaruusajan" alkuun asti, niistä ilmoitettiin harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta tulivuoren ilmiöille . Paikkatutkimusten aikaansaama edistys, geologisten, satelliitti- tai geofysikaalisten kuvien kehittäminen ovat antaneet geologeille mahdollisuuden korjata vanhat sekaannukset vähitellen ja lisätä uusia löytöjä.
Maalle ominaiset olosuhteet hajottavat kuitenkin kraatterit nopeasti:
Suurista kraattereista (halkaisijaltaan yli sata kilometriä) jäljelle jääneet vaikutukset ovat todennäköisesti mukana elävien lajien kehityksessä. Esimerkiksi vaikutus, joka synnytti Chicxulubin kraatteri osaltaan massa sukupuuttoon välinen liitukauden ja asteen , joista ei-linnun dinosaurukset sanotaan olevan tunnetuin uhrit.
Olemme myös löytää, että erilaisten talletusten metallisen varallisuuden liittyvät tällaisten vaikutusten kuten kulta ja platina talletukset sekä Sudbury vuonna Kanadassa .
Maapallon nuorin iskukraatteri on Carancasin meteoriitilla, joka näkee15. syyskuuta 2007elävän kraatterin muodostuminen Peruun . Viime aikoihin asti vanhin tunnettu oli Etelä-Afrikan Vredefortin historia : 2,023 miljardia vuotta sitten se oli suurin maan päällä koskaan kirjattu kraatteri, jonka halkaisija oli noin 300 kilometriä. Vuonna 2012 löydetty Maniitsoq- kraatteri, joka juontaa juurensa 3 miljardiin vuoteen, tekee siitä vanhimman ennen Vredefortia.
Kahden tyyppiset taivaankappaleet voivat törmätä planeettamme:
Muut esineet - joita ei ole vielä havaittu - voivat iskeä maapallolle. Nämä ovat tähtienvälisiä esineitä. Niiden nopeus on yli 72 km / s (muuten he kiertäisivät aurinkoa). Alkuperänsä vuoksi luonnetta ja tiheyttä ei tunneta.
Geologi Charles Frankel antaa joitain tilastollisia arvioita vaikutusten esiintymistiheydestä ilmaistuna kahden vaikutuksen välisenä keskimääräisenä aikana:
Yksi kraatterin muodon määrittämisen peruskriteereistä on sen ohimenevä halkaisija.
Kun tiedämme iskulaitteen ja kohteen parametrit, useiden teorioiden avulla voimme laskea iskun tuottaman ohimenevän kraatterin. Olisi kunnianhimoinen laatia tyhjentävä luettelo. Nämä kaavat on otettu Maan vaikutustenvaikutusohjelman suosituksista .
Tiedot ja yksikötNäissä kaavoissa termit määritellään seuraavasti:
Kaikki halkaisijat, syvyydet, paksuudet ja korkeudet ilmaistaan metreinä.
Kraatterin luonne ei muutu suoraan yksinkertaisesta kraatterista monimutkaiseksi kraatteriksi, jolla on keskihuippu. Siirtymä tapahtuu asteittain. Vastaavasti, kun lopullinen halkaisija on suurempi kuin:
Sitten kraatteri ottaa morfologian, jossa on keskirengas.
Ohimenevän kraatterin koko Halkaisija Syvyys Kraatterin lopullinen halkaisijaJos , kraatteri on yksinkertainen kraatteri:
, Marcuksen, Meloshin ja Collinsin (2004) jälkeen.Muuten kraatteri on monimutkainen ja:
, McKinnonin ja Schenkin (1985) jälkeen. Kraatterin reunojen korkeusTämä kaava pätee yksinkertaisiin ja monimutkaisiin kraattereihin.
Rikkomisen paksuusYksinkertainen kraatteri:
Monimutkaiselle kraatterille:
, kanssa:Moon, jossa on vähän vettä , joka on merkityksetön ilmapiiri eikä elämänmuoto, säilyttää jättämät arvet kaikkien vaikutusten se on saanut koska sen tektoniikan jäätyi. Tämä antaa hyvän osoituksen maata iskeytyneiden taivaallisten esineiden määrästä.
Kuukraatterin lopullinen syvyys on kraatterin reunojen yläosan (harjanteen viiva) ja kraatterin lattiaa peittävän breccialinssin yläosan välinen etäisyys.
Yksinkertainen kraatteri:
Monimutkaiselle kraatterille:
Varoitus ! Sulatetun kivikerroksen paksuutta ei voida päätellä edellisestä kaavasta monimutkaisille kraattereille.