На исходе мелового периода, около 70 млн. лет назад, орбита Земли пересеклась с траекторией огромной кометы, которая, приблизившись к нашей планете под небольшим углом, распалась на целый кометный рой. Породы, на месте которых образовался кратер, частично расплавились и образовали озеро расплава на его дне. Зона плавления имела не сферическую, как это было бы при более плотном ударнике, а уплощенную форму. Некоторая часть материала мишени при этом испарилась. Основная же часть пород в виде обломков различной величины - от пылевидных до километров была выброшена из кратера в виде взрывного столба. Породы составили аллогенные брекчии, т. е. неперемещенные импактиты.Под покровом морских вод и ила импактный расплав медленно застывал, превращаясь в стекло, цементирующее обломки. Так формировались зювиты. Под влиянием сверхвысоких взрывных давлений (нагрузка на мишень и обломки пород превышала 35 ГПа) кроме импактного плавления происходили глубокие структурно-текстурные изменения минералов. Они выражались в развитии планарных структур, аномальных оптических свойств, в формировании диаплектовых стекол по кварцу (лешательерит) и плагиоклазу (маскелинит), в появлении гипербарической модификации кварца - коэсита. Уголь превращался в высокоплотный рентгеноаморфный полимер углерода и в кристаллический алмаз.
Первые тела упали где-то в Африке, другие - в Ростовской области. Еще несколько особо крупных метеоритов - в 200 км к северу от Воркуты, у берега Карского моря.
В результате удара на месте нынешнего п. Усть-Кара морская вода была отброшена на десятки, сотни километров. А на дне образовалась воронка диаметром 65 км - Карский кратер. Часть обломков метеорита, получив вторую космическую скорость, ушла обратно в космос. Породы на месте, куда упал метеорит, частично расплавились. Под покровом моря и морского ила расплав медленно застывал, превращаясь в стекло, цементирующие обломки. Под влиянием сверхвысоких взрывных давлений изменялась текстура минералов.
Сегодня поверхность кратера представляет собой болотисто-озерную равнину, возвышающуюся над уровнем моря.
Чтобы восстановить сценарий события и его последствия, ученые изучают породы, образовавшиеся на месте кратера. По мнению исследователей, Карское импактное событие привело к глобальному природному кризису: климат на нашей планете похолодал, началось массовое вымирание организмов, в том числе и динозавров.
РИСУНОК 1 Спутниковая фотография района кратера из Google Earth.
Спутниковое изображение отражает изменения в растительности, почве, влажности, топографии.
Геологическое строение
Карская структура, расположенная в тундре между Пай-Хоем и побережьем
Байдарацкой губы Карского моря и разделенная пополам долиной реки Кары в ее нижнем течении. Морфологически структура выражена как 60-ти километровая депрессия с холмистым рельефом и покрытая тундрой с болотами, озерами и реками. Усредненный радиальный альтиметрический профиль, проведенный из центра структуры, показывает присутствие окаймляющего депрессию 120-ти километрового кольца, возвышенного над днищем на 100 - 150 м и имеющего террасовидный профиль. Русла крупных рек в общем направлены на северо-восток. Южная часть Карской депрессии граничит с Пай-Хоем.
Возраст образования Карской структуры, определенный различными методами абсолютной датировки, находится в интервале 75 - 65 млн. лет, что позволяет предположить наряду с кратером Чиксулуб о его связи с Великим мезозойским вымиранием.
РИСУНОК 2 Геологическое строение Карской депрессии (Маслов, 1977)
1 - верхнемеловые - палеогеновые отложения
нерасчленённые. Песчанистые глины и опоки;
2 - эювиты;
3 - породы центральной горки;
На разрезе:
4 - пермские отложения;
5 - палеозойские отложения нерасчленённые;
6 - диабазы центральной горки.
Карская структура диаметром 120 км предположительно связана с ударным событием на границе мела и палеогена, в связи с чем она может оказаться кратером - источником стекол на этой границе, обнаруженных в пограничном слое мела и палеогена на Гаити. Целью работы было сравнение хим. составов пород Карского кратера и стекол Гаити. Последние делятся на две главные группы: более обильные черные стекла, похожие по составу на породы верхней коры и желтые стекла, обогащенные Ca, Sr, Ba и S.
Источником стекол могла быть осадочная порода, поскольку их хим. состав контролируется в основном смешением аргиллита и карбоната (или ангидрита). Карский кратер образован в пермских образованиях - типичных отложениях турбидита с характерными осадочными текстурами. Ударные расплавы Карского кратера очень близки по содержаниям главных и следовых элементов стеклам с границы мела и палеогена.
Геология и геофизика
Описаны камасит, пирит и пирротин, встречающиеся в импактитах Карской астроблемы(тагамитах и зювитах). Изучение этих минералов проводилось на микрозонде и растровом электронном микроскопе. Показано, что все минералы железа в импактитах астроблемы кристаллизовались из импактного расплава, обогащенного никелем за счет в-ва метеорита-ударника. В докристаллизационную стадию развития расплава имела место ликвация импактного расплава на рудную и силикатную жидкости. Подтверждено представление о росте восстановленности флюида импактного расплава по мере падения температуры.
РИСУНОК 3 Схематическая геологическая карта Карской структуры и ее геологический разрез, соответствующий линии на рисунке.
1 - осадочные породы силура и ордовика; 2 - сланцы, известняки и песчаники девона; 3 - каменноугольные глинистые и кремнистые сланцы; 4 - песчаники, аргиллиты и алевролиты нижней перми; 5 - дайки и пластовые тела диабазов и габбро-диабазов палеозоя; 6 - силурийские породы центрального поднятия (аутигенная брекчия); 7 - глыбовые, мега- и клиппеновые брекчии; 8 - глыбовые зювиты; 9 - лапиллиево-агломератовые зювиты; 10 - псаммито-алевритовая брекчия; 11 - разрывные нарушения: а)неустановленной природы, б)надвиги и сбросы; 12(только для разреза) - а) протерозойские сланцы, б) осадочные породы палеозоя.[/i]
Два плохо обнаженных кратера 60 и 25 км на побережье Карского моря содержат импактиты, тагамиты и зювиты по палеозойским известнякам и диабазам. В отличие от K-Ar-возраста 66,1 млн лет анализ по ('40)Ar-('39)Ar-методу дает 74,9+-0,3 млн лет, поэтому отношение этих структур к границе мела-палеогена остается неясным.
Представлены результаты K-Ar-анализов образцов из Карского кратера, дающих возрасты от 65,8-67,6 (стекла) до 70,5-73,9 млн лет (криптокристаллические агрегаты). С учетом избыточного аргона в кристал. дефектах наиболее вероятный возраст стекол составляет 66,1+-0,8 млн лет.
РИСУНОК 4 Обнажение импактитов (зювитов и брекчий) в правом борту р. Кара, Ненецкий автономный округ, Карская структура.
Предпринята попытка палеомагнитных исследований импактитов кратера Кара с целью уточнения возраста астроблемы. Исследовались 10 ориентированных образцов, представленных зювитами, содержащими большое кол-во стекла, и тагамитами. Дается подробное описание образцов. Исследования показали, что импактиты содержат гл. обр. элементы магнитного поля нормальной полярности, которая наиболее интенсивная в зювитах. Однако нормальная остаточная намагниченность двух образцов тагамитов производит впечатление смешанной, что позволяет предположить присутствие обратной намагниченности. Ориентировка элементов магнитного поля нормальной полярности вдоль современного геомагнитного поля указывает на современный возраст нормальной намагниченности. Следовательно, предполагаемая остаточная намагниченность имеет более раннее происхождение. С другой стороны, одновекторная природа нормальной полярности указывает на ее древний возраст, и тогда ее современная ориентация может быть результатом тектонических движений или других причин. Делается вывод о недостаточности полученных предварительных палеомагнитных данных для определения возраста карского события.
РИСУНОК 5 Характер магнитного и гравитационного полей
Предполагается, что структуры Кара и Усть-Кара связаны с событием на границе мелового и третичного периодов. Если это так, то фрагменты выбросов из этого кратера должны присутствовать в осадочных отложениях, приуроченных к границе мелового и третичного периодов. Изучались стекла этих двух кратеров, т. к. ударные расплавы были важным компонентом выбросов. Импактные стекла встречаются в виде обломков в зювитах и в виде маломощных даек и шлировидных выделений в породах, слагающих основание кратера. Стекла различаются по окраске, степени изменения. В стеклах зювитов присутствуют скелетные кристаллы пироксена и каплевидные выделения сульфидов. В шлировидных и дайкообразных обособлениях стекловатые породы имеют скрытокристаллическую структуру и содержат микрокристаллы пироксенов и оливинов. 150 частичек стекла анализировались на главные и редкие элементы. Выяснилось, что химически стекла обеих структур образуют единую группу. Проводится сравнение изученных стекол с составом земной коры. Установлено, что стекла из осадочных пород на границе мелового и третичного периодов по составу отличаются от стекол астроблем Кара и Усть-Кара.
Рассмотрены предположения о месте выпадения космического тела или нескольких тел, что вызвало возникновение глобальной иридиевой аномалии на границе маастрихт-даний. Состав терригенной компоненты выбросов в пограничном слое указывает на континентальный характер мишени, в то время как присутствие в нем базальтового материала свидетельствует о существенной примеси в-ва океанической мишени. Морфология Карского кратера, состав и строение зоны плавления позволяют сделать заключение о малой плотности ударника, возможно, имевшего кометную природу, что наряду с наличием слоя воды в месте удара определило характер протекания кратерообразующего процесса. Анализ всех геол. и радиологических данных о времени образования Карской и Северодонецкой групп кратеров позволяет считать, что в рамках точности корреляции они относятся к рубежу маастрихт-даний. Обсуждается возможная траектория роя кометных тел, образовавших несколько групп импактных кратеров на континентальной коре и терминальный кратер на акватории океана.
РИСУНОК 6 Изображение Карской метеоритной структуры синтезированное из сюжетов, полученных спутником Landsat 7, полосы 3, 2, 1. Желтая окружность изображает диаметр кратера в предположении о его 120-ти километровом размере, синяя и зеленая окружности соответствуют диаметрам 60-ти и 22-ти километровых кратеров. Кратерная воронка на снимке выражена неотчетливо, хотя по границам впадины прослеживается окаймление, выраженное теплыми фототонами.
Карская астроблема принадлежит к числу крупнейших импактных структур России, занимая по своим размерам (ее диаметр ~60 км) третью позицию. Крупнее ее только Попигайская (~100 км) и Пучеж-Катункская (~80 км) астроблемы, входящие вместе с Карской в десятку крупнейших земельных астроблем. Карская астроблема заслуживает особого внимания в силу относительной доступности, меньшей изученности и нерешенности ряда петрологических проблем. Пока нет полной ясности относительно генезиса алмазов-тогоритов, содержащихся в ее импактитах. Практически не изучен минеральный состав тагамитов. Возраст астроблемы оценен лишь, по данным K-Ar метода, в 60+-5 млн лет. Карские "апоугольные" тогориты заметно отличаются по изотопному составу углерода и микроструктурным особенностям от других импактных алмазов: попигайских "апографитовых" якутитов и от бразильских "апошунгитовых" карбонадо, чей генезис в отличие от тогоритов надежно определен. Для обоснования РТ-параметров петрогенеза, минералообразования и рудообразования, обусловленных карским импактным событием, требуется глубокое изучение минерального вещества. Поэтому нами предпринята первая попытка изучения локальными методами микроструктурных и вещественных особенностей породообразующих и акцессорных минералов карских тагамитов и комплекса присутствующих в них ксенолитов.
Наибольший интерес в стекловатых тагамитах представляют ксенокристы шокированных зерен циркона, монацита, сфена, ильменита и рутила со следами их прошлой ударной грануляции и последующей резорбции под действием перегретого выше ликвидуса (до 1700'C) импактного расплава. Такие тагматиты изучались нами в обнажении устья ручья Тогорея. Многочисленные крутопадающие жилочки фиолетовых и черных стекловатых тагамитов мощностью от 1 до 10 см секут здесь толщу полого залегающих коричневых эювитов. Жилочки извиваются, причудливо ветвятся и вновь соединяются. В них отсутствует визуально различимый ксеногенный материал. Под электронным микроскопом различимо хаотическое расположение призматических микролитов (~1-5 мкм) кордиерита, погруженных в стекловатую основную массу, близкую по химсоставу олигоклаз-андезину. Собственные фенокристы в стекловатых тагамитах отсутствуют. Зато хорошо представлены микроксенокристы различных минералов (размером до 100 мкм), захваченных из разнообразных шокированных осадочных и магматических пород, образующих цоколь Карской астроблемы. Это - уже упомянутые нами циркон, бадделеит, монацит, апатит, сфен, альменит, рутил, барит и другие минералы, а также микроксенолиты апоугольного графита. Особенно интересна в магамитах микровкрапленность сульфидов железа, никеля, меди и тонкодисперсного купроаурида.
Автор выделяет цепочку одновозрастных импактных структур (около 65 млн. лет) одного метеоритного роя. Начинается эта цепочка на Украине - кратеры Гусевский (диаметром 3 км) и расположенный севернее его Болтышский (25 км). В северном Приуралье эта цепочка имеет свое продолжение в виде астроблем Карская (62 км) и Усть-Карская (>60 км); далее трасса пролета болидов проходила вдоль побережья Сев. Ледовитого океана (где следы падения МТ пока не установлены), затем - над Беринговым морем (где предположительно имело место падение крупного астероида) и, наконец, завершилась образованием самой крупной в цепочке астроблемы Чиксулуб (180км) на п-ове Юкатан и Мексиканском заливе.
Источник www.n-mcity.ru
