Жаманшинский кратер: учёные пересмотрели мощность удара, увеличив её в десять раз

Земля и ход жизни на планете формировались под воздействием космических ударов. Учёные обнаружили связи между массивными импактами и изменениями климата, которые навсегда изменили планету. Но чем дальше исследователи заглядывают в прошлое, тем труднее связывать эти события между собой. Ударные кратеры не сохраняют свою форму долго. При изучении древних кратеров исследователи имеют дело с разрушенными структурами, которые не раскрывают всех секретов упавшего тела. Размер ударника, угол падения, скорость и даже состав могут изменить форму кратера, что затрудняет определение энергетики удара. А энергия удара критически важна для понимания того, как импакты формировали жизнь на Земле.

Кратер, который скрывал свои истинные размеры

Жаманшинский ударный кратер в Казахстане считается самым недавним импактом, произошедшим на гиперскорости. Ударник врезался в Землю около 900 000 лет назад, в эпоху плейстоцена. Считалось, что он мог вызвать ядерную зиму, но был недостаточно мощным, чтобы спровоцировать массовое вымирание. Жаманшинский кратер виден на поверхности и имеет диаметр около четырнадцати километров. Убеждение, что он не был достаточно мощным для экстремальных последствий, основано в первую очередь на этом измерении.

Новое исследование ставит под сомнение эти замеры. А значит, под сомнение попадают и оценки последствий удара. Мог ли Жаманшинский импакт спровоцировать более мощные изменения, чем считалось?

Кольца, которые не видны глазу

Ведущий автор исследования Джеймс Гарвин из Управления научных исследований и исследований НАСА имени Годдарда годами утверждал, что некоторые кратеры, включая Жаманшин, на самом деле являются многокольцевыми структурами с внешними кольцами на большом расстоянии от легко видимых внутренних колец. Эти кольца не выделяются на ландшафте на визуальных изображениях, но методы дистанционного зондирования, такие как лидар, могут их обнаружить.

Исследователи измерили высоту небольших возвышенностей в районе вокруг основного кратера, чтобы определить размер внешних колец. Они использовали пять различных типов цифровых моделей рельефа на основе данных лидара и других источников. Это данные с самым высоким пространственным разрешением, доступные для Жаманшинского импактного региона.

Анализ показал, что кратер породил многокольцевую структуру диаметром около 26,5 километра. Это по меньшей мере вдвое больше, чем текущие лучшие оценки.

Энергия, выросшая в десять раз

Размер кратера имеет значение, потому что он напрямую связан с энергией удара. Если Жаманшин вдвое больше, чем считалось, то его импактная энергия и воздействие на Землю были также гораздо более значительными.

Используя диапазон принятых размеров ударника, скоростей, составов и углов падения, исследователи подсчитали, что такие удары обычно дают кинетическую энергию свыше 240 000 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Для сравнения: совокупная взрывная мощность обеих атомных бомб Второй мировой войны составляла лишь около 35 килотонн. Разница в размерах Жаманшина увеличивает выход кинетической энергии в 7–10 раз.

Это ставит Жаманшинский импакт в одну категорию с другими более мощными взрывами в истории Земли, такими как извержения в кальдере Йеллоустона. Эти события были достаточно мощными, чтобы вызвать глобальные климатические последствия.

Скрытый под лёссом

Почему же внешние кольца не были видны раньше? Предыдущие исследования показали, что кратер был изменён эрозией. Кроме того, регион внешнего кольца покрыт лёссом — ветровой пылью, образовавшейся во время последнего ледникового периода, когда ледники перетирали горные породы в пыль. Лёсс скрывает полную протяжённость внешних колец кратера. Сток из близлежащего Аральского моря также мог способствовать тому, что полную протяжённость кратера было трудно разглядеть.

Что это значит для понимания истории Земли

Импакт произошёл во время среднего плейстоценового перехода — периода, когда поведение земных ледников существенно изменилось. Возможно, эти два события связаны, но пока нет прямых доказательств, связывающих их через причинно-следственную связь.

Исследователи пишут, что дальнейший анализ климатических записей этого периода с использованием пыльцы, спор и даже окаменелого планктона мог бы обнаружить любые биологические последствия Жаманшинского импакта. «Наземная импактная запись за последний миллион лет имеет известные последствия для эволюции биологических систем на Земле», — объясняют исследователи.

Если эти результаты приведут к лучшему пониманию истинных размеров ударных кратеров, то результаты также применимы и к другим планетам. Расширение этой работы до наиболее недавних многокольцевых импактных событий на Марсе — ещё одна плодотворная область исследований в астробиологическом контексте.

То, что считалось умеренным ударом, могло быть событием планетарного масштаба, сопоставимым с величайшими катаклизмами в истории Земли. Вопрос о том, как это изменило климат и жизнь на планете почти миллион лет назад, остаётся открытым. Лёсс продолжает скрывать истинные масштабы кратера, а вместе с ним — и истинные масштабы события, которое, возможно, изменило ход эволюции. Исследования продолжаются, но уже сейчас ясно: представления о Жаманшинском импакте нуждаются в серьёзном пересмотре.