Космические катастрофы могут быть еще катастрофичнее

Широко известна картина гибели динозавров от падения крупного астероида или кометы на Землю, в районе полуострова Юкатан, в Центральной Америке (на фото не он). Взрыв, цунами, пожары и прочие прелести глобальной катастрофы, которые так любит Голливуд. О чем говорят гораздо реже, это о том, что примерно в то же геологическое время, на противоположной стороне Земли начинается катастрофическое извержение вулкана.

Извержение это имело мощность несопоставимую со взрывами исторической эпохи. Если "обычное" извержение порождает вулкан или небольшой остров, то извержение 65 млн лет назад породило целое плоскогорье, которое сейчас занимает примерно треть полуострова Индостан - Деканское.

Геологическая датировка всегда условна, поэтому "примерно в то же время" можно трактовать как +/-1 миллион лет. И геологи не торопятся связывать эти два события: удар из космоса и извержение с обратной стороны планеты. Обычно говорят, что динозавров убил не собственно астероид, а изменения климата, которые были вызваны и падением и извержением.

Примеры связи тяжелых космических столкновений и мощных извержений можно найти не только во времена гибели динозавров, и не только на Земле. А недавно появились и первые экспериментальные подтверждения.

Для начала о примерах.
На сегодня, самым крупным подтвержденным астероидным кратером - называемым астроблемой - на Земле является африканский Вредефорт. Его диаметр около 300 км и его можно рассмотреть даже на гуглокартах.


Так вот, диаметрально противоположным Вредефорту объектом на поверхности Земли является цепочка вулканов Гавайских островов.


Тут еще нужно небольшое отступление в теорию вулканологии. Сегодня известно две причины образования вулканов: субдукция и мантийный плюм.

Субдукция - это встреча тектонических плит. От трения они нагреваются и расплавленный камень ищет выход на поверхность. Так формируются, к примеру вулканы Тихоокеанского Огненного кольца: в Индонезии, Филлиппинах, Японии, Курилах, Камчатке.


Вторая причина: т.н. "мантийный плюм" или "горячая точка". Под таким термином подразумевается горячая струя мантийного вещества, которая пробивается вверх чуть ли не от самого ядра планеты. При этом струя бьет из одной точки, и если над нею движутся континентальные плиты земной коры, то формируется целая цепочка вулканов, отличающихся друг от друга своим возрастом. Таким образом, в свое время Гавайи стали доказательством континентального дрейфа. Мне встречались исследования, согласно которым подобная цепочка вулканов некогда была в Карелии, но почти стерлась с лица Земли за давностью лет. Остался один Гирвас. Правда сейчас появляются гипотезы, что сама горячая точка тоже может "путешествовать”, тогда противостояние Вредефорт/Гавайи оказывается случайным.

Супервулканы Марса, непревзойденные во всей Солнечной системе, возникали как раз над горячими точками. К моменту их образования на Марсе уже не было движения материков, поэтому горячие точки находили лишь один выход, и формировался многокилометровый стратовулкан.


Именно на Марсе можно найти самые убедительные гипотезы возникновения горячих точек, в противоположном от астероидного удара месте.

Наиболее явный пример - вулканическое нагорье Фарсида, которое прямо противоположно самой большой астроблеме Солнечной системы - долины Эллада. Диаметр Эллады около 2,5 тыс. км, глубина 9 км. Не исключено, что этот масштабный удар причастен и к образованию Долины Маринера, которая соседствует с Фарсидой.

Другая заметная пара кратер/вулкан - это долина Аргир, которая противопоставлена вулканическому нагорью Элизий. Там тоже: второй по величине кратер Марса, и второе по величине нагорье, хоть оно и существенно меньше Эллады.


Все вышеперечисленное - известные, в принципе, факты, которые замечали многие, но подвести под них строгое математическое обоснование никто не мог. Поэтому связь крупных астроблем и мантийных плюмов до сих пор является догадкой, не получившей убедительной научной аргументации.

Только недавно появились дополнительные факты в пользу гипотезы. Американские ученые провели моделирование удара небольшого, но быстрого тела, по более крупному.


На стенде NASA Ames Vertical Gun Range стеклянную дробинку разогнали до скорости около 7 км/с (в 10 раз быстрее пули, но в 2 раза медленнее среднего астероида). Дробинка ударяла прозрачную акриловую сферу, и ученые изучали повреждения.

Вообще данное исследование касалось физики формирования рельефа планетоида Весты, поэтому ученые ограничились однородным шаром. Планета будет гораздо сложнее по устройству - для достоверного моделирования придется добавить ядро и кору. Но даже в пластиковом шаре, при мощном ударе, заметно нарушение структуры в прямо противоположном участке от места удара. Даже несмотря на то, что дробинка летела под углом 47 градусов (направление указано стрелкой).

Большой размер.

Дальнейшее цифровое моделирование позволило получить математическую модель ударного воздействия, наиболее соответствующую результатам эксперимента.


Похоже, что мощный удар по сфере формирует с обратной стороны зону ответного динамического воздействия. Ударная волна, расходящаяся от кратера, сходится в противоположной части планеты. Там повышается давление, которое может разогреть вещество мантии, и оно устремится вверх, прорываясь вулканом.

Таким образом, получается, что опасность падения крупного тела из космоса может привести к гораздо более серьезным последствиям, чем одиночный бадабум. С другой стороны, если гипотеза верна, то можно немного расслабиться в ожидании катастрофических извержений Йеллоустоунской кальдеры и ей подобных. Если с обратной стороны не прилетит ничего скоростного и массивного, то опасность уничтожения человеческой цивилизации снижается. Главное смотреть по сторонам и не проворонить очередного гостя из космоса.