Магнитная аномалия в Нью-Мексико демонстрирует невидимые признаки падения метеоритов

Места падения метеоритов, казалось бы, легко распознать: гигантские кратеры на поверхности Земли показывают, где эти далекие объекты в конце концов жестоко остановились. Но это не всегда так. 

Иногда шрамы от столкновений затягиваются, маскируются слоями грязи и растительности, или же вновь становятся гладкими под воздействием стихий на протяжении огромного количества времени. Теперь ученые нашли способ обнаружить эти скрытые места падения.

Подумайте о большом куске космической породы, приближающемся к своему конечному пункту назначения на Земле. Метеороиды могут входить в атмосферу Земли со скоростью 72 километра в секунду (160 000 миль в час), но они начинают замедляться, проходя через нашу относительно плотную атмосферу.

Красивый свет в небе при пролете метеора обусловлен "абляцией" - когда слои и слои метеороида испаряются в результате высокоскоростных столкновений с молекулами воздуха.

Затем, если космический камень долетает до земли, он сталкивается с Землей, образуя конусы осколков, ударные кратеры и другие признаки того, что метеорит упал именно здесь.

Это интенсивный геологический процесс, в котором совпадают высокие температуры, высокое давление и высокая скорость частиц. Во время этого интенсивного процесса при ударе образуется плазма - вид газа, в котором атомы распадаются на электроны и положительные ионы.

"Когда происходит удар, он происходит с огромной скоростью", - говорит геолог Гюнтер Клетечка из Университета Аляски в Фэрбенксе.

"И как только происходит контакт с такой скоростью, происходит изменение кинетической энергии в тепло, пар и плазму. Многие люди понимают, что есть тепло, возможно, некоторое плавление и испарение, но люди не думают о плазме".

Команда обнаружила, что вся эта плазма сделала что-то странное с нормальным магнетизмом горных пород, оставив область воздействия, где магнетизм был примерно в 10 раз меньше, чем естественный уровень намагниченности.

Естественная остаточная намагниченность - это количество естественного магнетизма, содержащегося в горных породах или других отложениях.

По мере того как осадочные породы Земли постепенно оседали, крошечные зерна магнитных металлов в них выравнивались вдоль линий магнитного поля планеты. Затем эти зерна остались в ловушке своей ориентации внутри затвердевшей породы.

Это очень низкая степень намагниченности - около 1-2 процентов от "уровня насыщения" породы, и вы не сможете определить ее с помощью обычного магнита, но она определенно есть, и ее можно легко измерить с помощью геологического оборудования.

Однако, когда происходит ударная волна - например, при падении метеорита - происходит потеря магнетизма, так как магнитные зерна получают хороший взрыв энергии.

"Ударная волна дает энергию, которая превышает энергию (> 1 ГПа для магнетита > 50 ГПа для гематита), необходимую для блокирования магнитной реманентности в отдельных магнитных зернах", - пишут исследователи в новом исследовании.

Обычно ударная волна проходит, и камни почти сразу же возвращаются к своему первоначальному уровню магнетизма. Но, как установила группа исследователей в 1,2-миллиарднолетней ударной структуре Санта-Фе в Нью-Мексико, магнетизм так и не вернулся к своему нормальному состоянию.

Вместо этого, как они предполагают, плазма создала "магнитный щит", который удерживал зерна в их толчкообразном состоянии, и зерна просто беспорядочно ориентировались. В результате интенсивность магнитного поля упала до 0,1 процента от уровня насыщения породы, что в 10 раз меньше естественного уровня.

"Мы представляем поддержку недавно предложенного механизма, в котором появление ударной волны может генерировать магнитное экранирование, позволяющее удерживать магнитные зерна в суперпарамагнитоподобном состоянии вскоре после воздействия ударной волны, и оставляет отдельные намагниченные зерна в случайных ориентациях, значительно снижая общую магнитную интенсивность", - пишет команда.

"Наши данные не только проясняют, как процесс удара позволяет снизить магнитную палеоинтенсивность, но и вдохновляют на новое направление усилий по изучению мест удара, используя снижение палеоинтенсивности как новый косвенный признак удара".

Надеемся, что это новое открытие означает, что у ученых появился еще один инструмент в их арсенале, когда дело доходит до поиска мест столкновения, даже тех, которые не имеют обычных признаков столкновения, таких как осколочные конусы или кратеры.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.