Статья: Происхождение и динамика ударного метаморфизма
Свидетельством экзопланетного происхождения метеоритов являются многочисленные находки метеоритов с включениями живых окаменелостей – морских раковин и останков других организмов. Первым твердым подтверждением наличия в метеоритном теле органической окаменелости является падение такого тела на борт морского судна в XIX веке.
Широко известна находка метеорита с отпечатками внеземных бактерий (не встречающихся на Земле размеров) в Антарктиде. Приписывание этому метеориту марсианского происхождения абсурдно, так как на Марсе не существует такого прочного материала и таких эруптивных сил, которые позволили бы развить скальным породам вторую космическую скорость. Такие осколки горной породы могли быть эруптированы только при взрыве ядра экзопланеты при облучении его нейтронами от воздействия ударной волны сверхновой. Поэтому это тоже продукты взрывов сверхновых
Входя в зону интенсивного испарения (ближе 5 а.е. от Солнца), комета теряет лишь газы и легкоплавкие вещества (в основном, воду). При этом работает естественный тормозной эффект: Испарение, происходящее с солнечной стороны, гасит скорость при приближении кометы к Солнцу. Это переводит кометы, входящие с низкой скоростью в гравитационную яму Солнца, с гиперболической на вытянутую эллиптическую орбиту. Так комета становится периодической.
Со временем эксцентриситет кометы уменьшается за счет реактивного торможения испаряемыми газами и межпланетным веществом. Комета усыхает и превращается в астероид, заняв место спутника одной из планет, либо захватывается нишей пояса астероидов (пустой планетной нишей, ранее занимавшейся Луной, см. [8]), либо падает на Солнце, либо сталкивается с одной из планет.
Распределение скоростей комет при падении на планету имеет тот же вид, что и хорошо изученное распределение скорости метеороидов – вошедших в атмосферу Земли микрокомет, так как их судьба ничем принципиально не различается. Это гости из межзвездного пространства.
Специфика состоит в том, что в зависимости от источника тел, имеется 3 независимых моды распределения.
Первая мода, совпадающая с обычным распределением для микрокомет ограничивается снизу глубиной гравитационной ямы планеты (для Земли – 11 км/с; для Луны – 2 км/с). Сверху оно ограничивается суммой орбитальной скорости планеты и второй космической для гравитационной ямы Солнца на уровне орбиты Земли, то есть 2,41Vorb = 72 км/с. Это распределение для микрокомет, астероидов («усохших» комет) и «новых» комет падающих в гравитационную яму Солнца с низкой первоначальной скоростью.
Вторая мода соответствует скорости комет из галактического рукава в период вхождения планетной системы в рукав. В первом приближении она равна галактической скорости Солнца (скорости набегания фронта ударной волны рукава) 200 км/с ± 30 км/с орбитальной скорости Земли. Глубина гравитационной ямы Солнца здесь играет незначительную роль, так как время прохождения кометы на галактической скорости через Солнечную систему мало.
Третья мода возникает при ударе высокоскоростных комет о поверхность Луны и выбивании части лунного материала со скоростью больше 2 км/с.
Для Луны характерны лишь две первые моды, так как никакие тела, падающие на Землю, не могут придать осколкам скорость до 11 км/c для попадания их на Луну. В отличие от Земли планетарная мода для кометоидных тел, падающих на Луну имеет нижний предел не 11 км/с, а только 2 км/с в связи с малой гравитацией Луны.
Эти две моды придают коренное различие ударам тел планетарной и галактической скоростей. Если мы вычислим удельную кинетическую энергию тел галактической скорости, то увидим, что их энергия равна удельной энергии атомных бомб, сброшенных США на японские города Хиросиму и Нагасаки. Эта особенность определяет в корне отличные ударные свойства галактических комет, которые будут рассмотрены ниже.
Как установил в 1924 году новозеландский геофизик Джиффорд, при столкновении малых небесных тел с поверхностью планеты выделяется так много энергии, что небесное тело мгновенно нагревается до высоких температур и взрывается [12, 13]. Позже к такому же выводу пришли Э. Эпик [21] и К.П. Станюкович [22]. Джиффорд объясняет этим круглую кольцевую форму кратеров вне зависимости от угла падения небесного тела.
Для предела планетарных скоростей в 72 км/с температура газа может достигать 10 миллионов градусов, а для галактической скорости 170...230 км/с – до 100 млн градусов, что может вызвать не только ударную волну, но и плавление поверхности планеты в радиусе многих километров. Однако на самом деле имеет место образование, как минимум, двух различных типов структур: кратеров и цирков.
В чем дело?
Анализируя состав и физико-механические свойства кометного вещества, автор пришел к выводу о том, что имеет место два взрыва, соответственно двум фракциям комет.
Первый «накладной» взрыв происходит практически мгновенно при касании кометного тела поверхности безатмосферной планеты. Это взрыв абсорбированных кометных газов, воды, снега и льда. В данном случае кинетическая энергия вещества кометы практически мгновенно преобразуется в тепловую энергию хаотического движения молекул.
Второй «фугасный» взрыв происходит с задержкой на время, необходимое для нагрева и разрушения скальной породы, имеющейся в кометном теле.
Задержка этого взрыва объясняется следующими причинами:
Высокой температурой разрушения (тугоплавкостью) горной породы.
Механической прочностью и механической добротностью кристаллической породы.
Фазовым переходом породы во сверхсжатое состояние.
Действие первой причины вполне ясно. На нагрев тела до высокой температуры необходимо время.
Действие второй причины объясняется тем, что типичная горная порода имеет высокую механическую добротность, определяемую кристаллической микроструктурой, то есть эффективный «молекулярный» вес кристаллических составляющих в тепловом взаимодействии очень высок. Каждое зерно породы до разрушения взаимодействует в тепловом процессе как одна молекула очень большой молекулярной массы, а значит, практически не нагреваясь от взаимодействия с молекулами газа, но лишь упруго реагируя на внешние удары. Это может продолжаться до ~100 миллисекунд. Однако если предел прочности породы превышается, происходит взрыв с задержкой на эти миллисекунды. В это время тугоплавкая компонента ударника превращается в своеобразную картечь из реголита и газы, оказывающие фугасное действие на окружающие породы, в которые успел погрузиться ударник. Красивыми иллюстрациями являются Аризонский кратер в США и Патомский кратер в Сибири.
Действие третьей причины имеет место только при определенных условиях, а именно, при превышении ударного давления 1,5 мегабар. При этом вещество переходит в особое фазовое состояние, аналогичное тому, которое имеется в ядре Земли. При этом плотность вещества скачком возрастает вдвое, и оно переходит в жидкое сверхсжатое состояние, не взрываясь [11]. Такое состояние вещества дает возможность ударнику преодолеть большую толщу планеты, иногда пробивая ее насквозь. В последнем случае из сквозного отверстия с большой скоростью вылетает расплав в виде жидких струй на тысячи километров.
Для реализации третьей причины необходима высокая кинетическая энергия ударника, которую имеют только кометы, входящие в Солнечную систему с галактической скоростью порядка 200 км/с, хотя в случае Патомского кратера критическое давление было достигнуто, и с 1770 по 1842 год метажидкое сверхсжатое вещество ударника находилось в скальной ловушке. Затем произошел фазовый переход в обычное состояние с увеличением вдвое объема, вызвавший разрыв скальных пород трубки взрыва и образование вторичного конуса выноса лишнего объема на поверхность [20].
К сожалению, мифологизация астрофизики привела к элиминированию «устаревшего» термина «цирк» и повсеместной замене его на термин «кратер» (греч. чаша).
На самом деле существуют ударные объекты, отличные по форме и, следовательно, по происхождению, от чаши.
Вот предлагаемая автором морфогенетическая классификация, основанная на наблюденных на Луне и других планетах формах импактных образований, и исходящая из двух основных типов взрыва ударника: «накладного» и «фугасного».
Класс 1. «Чаша» – ударный кратер в грунте, образованный «накладным» поверхностным взрывом летучей кометной компоненты типа 1, то есть, в основном, мгновенного испарения водяного льда и газов, абсорбированных телом кометы. Чашеобразная форма кратера определяется сферической формой ударной волны и низкой прочностью, мелкофракционностью грунта планеты, на луне – реголитового, на Земле – аллювия.