Астрономија

Да ли су сви ударни кратери кружни?

Да ли су сви ударни кратери кружни?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Свестан сам више од 100 година да је познат разлог како су кратери са ударцима готово увек кружни, али моје питање је заиста да ли је било недавних увида у то подручје? Које су још топологије физички могуће?


Ударни кратери нису увек кружни. Они се разликују у зависности од угла пада.

Један пример је кратер Ветумпка. Такође постоје истраживања о асиметричним кратерима на Вести: Утицај на нагнуте површине који наводи нпр.

Глобална појава ових класа кратера у поређењу са мапом косина јасно показује да се ови асиметрични типови кратера формирају искључиво на падинама.


Постоје издужени кратери од удара паше, а они понекад могу добити прилично чудне облике попут Сцхиллера на Месецу и Орцус Патера на Марсу (потоњи је помало оспораван, можда је настао од нечег другог осим удара).

Двоструки ударни кратери су још једна могућност. Неки кратери се јављају истовремено (директнија слика). Цепање ударних глава је вероватно један од начина за добијање заиста сложених топологија. Већину времена имају тенденцију да се прате, производећи кратер ланце.

Ако се терен помера, кратери могу бити деформисани, а у зависности од детаља у стени могу добити и чудне облике. Кратер Метеор у Аризони је донекле скврран.

Кратери не могу створити тако сложене обрасце јер су само експлозије из центра, а ударни елементи су обично појединачни објекти или случајни облаци. У принципу би се могли распоредити астероиди дуж путање да би написали слова при удару, али то је изузетно мало вероватно конфигурација, тако да ће већина удара управљати само 'О'.


Ове особине су узроковане сударом метеора (који се састоје од великих фрагмената астероида) или комета (која се састоји од леда, честица прашине и стеновитих фрагмената) са Земљом. [ потребан навод ] За еродиране или закопане кратере, наведени пречник се обично односи на најбољу доступну процену оригиналног пречника обода и можда неће одговарати садашњим површинским карактеристикама. Временске јединице су или у хиљадама (ка) или милионе (Ма) година.

10 ка или мање Уреди

Мање од десет хиљада година и пречника 100 м (330 стопа) или више. ЕИД наводи мање од десет таквих кратера, а највећи у последњих 100 000 година (100 ка) је 4,5 км (2,8 км) кратер Рио Цуарто у Аргентини. [2] Међутим, постоји одређена несигурност у вези са њеним пореклом [3] и узрастом, с тим што га неки извори дају <лт 10 ка [2] [4], док ЕИД даје шири & лт 100 ка. [3]

Утицаји Каали-ја (око 2000. Пне.) Током нордијског бронзаног доба могли су утицати на естонску и финску митологију, [5] Цампо дел Циело (око 2000. П. Н. Е.) Могао би бити у легендама неких индијанских племена, [6] [ 7] док је Хенбури (око 2200. пне.) Фигурирао у усменим традицијама аустралијских Абориџина. [8]

За кратере Рио Цуарто, истраживање из 2002. године сугерише да су то можда еолске структуре. [10] ЕИД даје величину од око 50 м (160 фт) за Цампо дел Циело, али други извори наводе 100 м (330 фт). [7]

10 ка до 1 Ма Едит

Између 10 хиљада година и милион година пречника мањег од једног км (0,62 ми):

Између десет хиљада година и пре милион година, и са пречником од једног км (0,62 ми) или више. Највећи у последњих милион година је 14-километарски кратер Зхамансхин у Казахстану и описан је као способан за производњу нуклеарне зиме. [11]

Међутим, тренутно непознати извор огромног аустралијанског разбацаног поља (око 780 ка) могао би бити кратер пречника око 100 км (62 миље). [12] [13]

1 Ма до 10 Ма Едит

Од пре 1 до 10 милиона година и пречника 5 км или више. Ако се реше несигурности у погледу његове старости, тада би највећи у последњих 10 милиона година био кратер Каракул од 52 километра (32 миље) који је наведен у ЕИД-у са старошћу мањом од 5 Ма, или плиоцен. Претпоставља се да велики, али без кратера удар Елтанина (2,5 милиона) у Тихи океан доприноси оледбама и хлађењу током плиоцена. [15]

Уреди 10 или више милиона

Кратери пречника 20 км (12 миља) или више сви су старији од 10 Ма, осим могуће Каракула, 52 км (32 миље), чија старост није сигурна.

Постоји више од четрдесет кратера такве величине. Највећа два у последњих сто милиона година повезана су са два догађаја изумирања: Цхицкулуб за креду-палеоген и утицај Попигаја за случај изумирања еоцена и олигоцена. [18]

Највећи непотврђени кратери 200 км (120 ми) или више су значајни не само због њихове величине, већ и због могућих истовремених догађаја повезаних са њима. На пример, кратер Вилкес Ланд повезан је са масовним догађајима изумирања Перма и Тријаса. [21] Сто за сортирање је распоређен по пречнику.

Од 2017. године [ажурирање], База података о утицају на земљу (ЕИД) садржи 190 потврђених кратера. [1] Доња табела је распоређена према проценту континента од површине Земље и где су азијски и руски кратери груписани заједно према ЕИД конвенцији. Глобална дистрибуција познатих структура удара очигледно показује изненађујућу асиметрију, [28] с малим, али добро финансираним европским континентом који има велики проценат потврђених кратера. Претпоставља се да је ова ситуација артефакт, који наглашава важност интензивирања истраживања у мање проучаваним областима попут Антарктика, Јужне Америке и другде. [28]

Кликом на везе у колони „Континент“ добиће се листа кратера за тај континент.


Зашто су кратери на Месецу готово сви кружни?

У одсуству атмосфере, путања ће бити конусни пресек (претпостављам хипербола) и то може дати угао испаше.

Те слике косог удара изгледају много кружније него што бих очекивао, заправо, претпостављам да бисте морали бити прилично добро обучени да бисте већину њих уочили на фотографији, ако вам то није указано. Али објашњење има неку врсту смисла - посебно коментар о томе да зраци нису симетрични. Дакле, као да се КЕ апсорбује током продора и тада енергија експлозије изазива кратер. Претпостављам да је величина ударног објекта само мали део пречника кратера, тако да би било који помак био преплављен у поређењу са видљивим 'кружним' зидом. Можда бисте, ако бисте ископали средиште једног од тих кратера, видели неке доказе о метаморфизму стена под земљом. Једног дана ће неко сигурно погледати.

Кратер није направљен од самог објекта који удара, већ од ударног таласа генерисаног ударом. Оно што ми мислимо као & куотекплосион & куот је кинетичка енергија улазног удара који се претвара у топлотну енергију која испарава ударац и део површине у тачки удара, електромагнетна енергија (светлост) која се емитује при удару и механичка енергија која излази на површину као ударни талас. У све сврхе и сврхе овај ударни талас се шири радијално у свим правцима од тачке удара, ископавајући кратер подједнако у свим правцима.

У ретким врло плитки ударци порекла ударног таласа више ће бити попут линијског наелектрисања него једне ударне тачке, па елиптични кратери постоје на Месецу. Највећи и најбољи пример који се може видети у малом телескопу је Сцхиллер кратер на јужној хемисфери.


Извештај о посматрању - Кратери су округли

Молим те, упамти да сам нооб. Да сам икада прочитао било шта о астрономији, ово не би било такво богојављење.

Тако. вечерас излазим гледајући месец у свом КСТ10. Ја сам толико пута гледао месец. Али данас мој мозак одједном каже, "кратери су округли". Нису само неки кратери округли, сви кратери округли. Проверите на 140Кс. да, свуда. Ниједан од кратера заиста није значајно елиптичан. Ја сам инжењер и то одједном нема смисла, јер би предмети који ударају о сферу често требали ударати под великим углом упада. Инжењерска механика каже да би објекти који ударају под великим углом упада требали избацивати материју у елиптичном облику производећи елиптичне кратере. Заправо, на основу уобичајене механике и геометрије сфере, релативно висок проценат кратера треба да буде елиптичан. Хмм. кратери су округли. ово није обична механика, овде се нешто друго догађа. До. велико складиште свих непроверених знања (Интернет) да би се просејање чињеница одвојило од фикције. Неке мање сумњиве референце (чланци у часописима) указују да су кратери кружни јер се екстремна кинетичка енергија предмета који се ударају тренутно претвара у топлоту која заузврат испарава ударни предмет и део погођеног објекта. Изненадно испаравање велике масе ствара огроман притисак на месту удара због чега се материјал у центру ударца кружно избацује кружно од центра удара, без обзира на угао удара, радијално избацујући се напоље (мисли да експлодира). Воила кружни кратер.

Дакле, кратери настају услед експлозија испарених метеора. Па како су насилне ове експлозије у људском смислу. Наравно, инжењер у мени мора да извади калкулатор и утврди која количина енергије се ослобађа у малом удару метеора. Метеор од никалног гвожђа пречника приближно 3 метра тежак је око једну метричку тону. Ако путује брзином од 10 км / с, што није неразумна релативна брзина у свемиру, и удари у веће тело, ослобођена енергија еквивалентна је 24 метричке тоне ТНТ-а. Еквивалентна енергија од 24 тоне ТНТ-а ослобођена у простору пречника нешто више од 3 метра. Јао. ја експлозија.

Понекад заиста пожелим да сам се бавио астрономијом, а не инжењерством. Ствари су све хладније у свемиру.


Коришћење бројача кратера

Слика 6. Метеорски кратер: Ова ваздушна фотографија кратера Метеор у Аризони приказује једноставни облик ударног кратера метеорита. Пречник обода кратера је око 1,2 километара. (заслуга: Схане Торгерсон)

Ако је свет имао мало ерозије или унутрашњих активности, попут Месеца током протекле 3 милијарде година, могуће је користити број ударних кратера на његовој површини за процену старости те површине. Под & # 8220аге & # 8221 овде подразумевамо време од када се на тој површини десио велики поремећај (као што су вулканске ерупције које су произвеле месечеве Марије).

Не можемо директно измерити брзину стварања кратера на Земљи и Месецу, јер је просечни интервал између великих удара који формирају кратер дужи од читавог распона људске историје. Наш најпознатији пример тако великог кратера, Метеорски кратер у Аризони (слика 6), стар је око 50 000 година. Међутим, стопа кратерирања може се проценити на основу броја кратера на месечевој марији или израчунати на основу броја потенцијалних & # 8220пројектила & # 8221 (астероида и комета) присутних данас у Сунчевом систему. Обе линије резоновања доводе до приближно истих процена.

За Месец, ови прорачуни указују на то да би кратер пречника 1 километар требало да се произведе отприлике сваких 200 000 година, кратер од 10 километара сваких неколико милиона година и један или два кратера од 100 километара сваке милијарде година. Ако је стопа кратерирања остала иста, можемо схватити колико је времена требало да се направе сви кратери које видимо у месечевој марији. Наши прорачуни показују да би требало неколико милијарди година. Овај резултат је сличан старости утврђеној за марије од радиоактивног датирања враћених узорака - старих 3,3 до 3,8 милијарди година.

Чињеница да се ова два прорачуна слажу сугерише да је првобитна претпоставка астронома била тачна: комете и астероиди у приближно свом тренутном броју утичу на површине планета већ милијардама година. Прорачуни изведени за друге планете (и њихове месеце) указују да су и они били изложени приближно истом броју међупланетарних утицаја током овог времена.

Слика 7. Стопе кратерирања током времена: Број кратера насталих на Месечевој површини варирао је током времена током последњих 4,3 милијарде година.

Имамо оправданих разлога да верујемо да су пре 3,8 милијарди година стопе удара морале бити знатно веће. То постаје одмах очигледно када се упореди број кратера на месечевим планинама са онима на марији. Типично, на горју постоји 10 пута више кратера него на сличном подручју марије. Ипак, радиоактивно датирање брдских узорака показало је да су они тек мало старији од марија, обично 4,2 милијарде година, а не 3,8 милијарди година. Да је стопа удара била константна током Месечеве историје, горје би морало бити најмање 10 пута старије. Стога би морали да настану пре 38 милијарди година - много пре него што је сам свемир почео.

У науци, када претпоставка доведе до невероватног закључка, морамо се вратити и преиспитати ту претпоставку - у овом случају константну стопу удара. Противречност се решава ако се стопа удара временом мењала, уз много јаче бомбардовање пре него што је било пре 3,8 милијарди година (слика 7). Ово & # 8220тешко бомбардовање & # 8221 произвело је већину кратера које данас видимо у горју.

Ова идеја коју смо истраживали - да су велики утицаји (посебно током ране историје Сунчевог система) играли главну улогу у обликовању света које видимо - није јединствена за наше проучавање Месеца. Читајући друга поглавља о планетама, видећете даље назнаке да је низ данашњих карактеристика нашег система можда последица његове насилне прошлости.

Кључни појмови и сажетак

Пре једног века, Грове Гилберт је претпоставио да су лунарни кратери настали услед удара, али процес кратерирања није био добро разумљив до недавно. Удари велике брзине производе експлозије и ископавају кратере 10 до 15 пута веће од величине ударача са подигнутим ободима, ејектним покривачима и често централним врховима. Стопе кратерирања су приближно константне током последње 3 милијарде година, али раније су биле много веће. Бројање кратера може се користити за добијање приближне старости геолошких карактеристика на Месецу и другим световима са чврстим површинама.


Главни мени

Као почетник астро имагера, недавно гледам Месец. Одједном сам схватио, можда због Лоцкдовновог синдрома, да сам узимао једну од најочигледнијих месечевих карактеристика, кратере, здраво за готово. Велика већина кратера је отприлике кружна. Кажу нам да су издужени кратери резултат удара под малим углом. Али чини се да кружни кратери подразумевају штрајк изнад главе. Али с обзиром на уједначеност дистрибуције таквих кратера, то подразумева ударце изнад главе из сваког правца - на екватор, преко полова и свуда између. И то изгледа чудно.

Или је то? Можда сам био предуго у закључавању - али и ви сте!

Брзина удара је врло велика, па је ефекат више сличан изненадној детонацији него постепеном ископавању. Имајте на уму да је величина кратера много већа од пречника ударног објекта. У објекту пречника 100 м има много кинетичке енергије која иде брзином од 20 км / с, а та се врло брзо ослобађа у малој запремини на неки начин испод површине. Резултирајући ударни таласи су сферно симетрични све док не разбију површину, што значи да ће кратери, осим врло косих удара, бити кружни.

Према хттп://цонверталот.цом/астероид_импацт_цалцулатор.хтмл, енергетски принос тог удара, са претпостављеном релативном густином од 3 (отприлике као камени астероид), износи 75 мегатона ТНТ, што ће ископати кратер пречника километар и четвртина тога у дубину. Калкулатор претпоставља земаљски удар. Нижа гравитација на Месецу осигурава да се нешто више (али не много више, јер је маса пропорционална коцки величине ископаног материјала) може ископати уз исти трошак енергије.

Не знам дубину до које би продро пре експлозије, делимично и због тога што зависи од структурне чврстоће ударајућег тела и месечевог реголита, али имајте на уму да док астероид не удари у нешто, путује сопствени пречник за 5 милисекунди, тако да можда би 500м могло бити оправдана претпоставка, удаљеност за коју је потребно време путовања испод десетине секунде.

Цитирање из „Савременог Месеца“ Чарлса Вуда, страница 93 „Изненађујуће се не мења много док угао удара није мањи од 45 степени (мерено од хоризонтале). Али при плићим угловима кратер се све више издужује у смеру кретања пројектила, и делови пројектила рикошетирају и издубљују низ малих јама у низу од главног кратера. Како се угао удара смањује избацивање, а зраци подлежу још израженијим променама од кратера. Када је угао удара мањи од 15 степени, образац избацивања постаје издужени у правцу доњег пада и „забрањена зона", где се не избацује, развија се у правцу уздизања. За ударе од само неколико степени паше зраци иду само бочно, стварајући узорак лептирових крила. Невероватно, примери свих ових егзотичних обрасци избацивања могу се наћи на Месецу, Марсу и Венери, тако да су асиметрични Пројеков избацивач и зраци настали косим ударом. Палус Сомни је просто зона искључена зраком е косог удара Прокла “.

На страни 94 даље објашњава како су Мессиер & амп Мессиер А настали ударом паше у распону од 1 до 5 степени од пројектила који је долазио са истока. Месије је веома издужен, 14 к 6 км. Наставља "Већи кратери настали и укосо, погледајте обрасце зрака Прокла, Кеплера и појачала Тицхо. Маре Црисиум је једноставно већа верзија Прокла и Мессија. Издужени облик слива, ниски ободи на истоку и западу и лептир-крило дистрибуција избацивања на северу и југу у складу је са малим анђеоским ударом астероида или комете који се приближавају са запада. " (н.б. Кризијум је дужи ЕВ од НС, не изгледа нам тако због рашчишћавања удова.)

Питам се шта нам дистрибуција различитих облика кратера на Месечевој површини говори о учесталости и интензитету удара? Да ли се претпоставља да су смер и интензитет насумично распоређени? Да ли стварна дистрибуција одговара овоме? Ако не, шта нам говори о томе како је формирана дистрибуција коју данас видимо?


Процес кратера

Размотримо како удар при овим великим брзинама ствара кратер. Када тако брз пројектил погоди планету, продре два или три пута већи од свог пречника пре заустављања. Током ових неколико секунди, његова енергија кретања преноси се у ударни талас (који се шири кроз циљно тело) и у топлоту (која испарава већи део пројектила и део околне мете). Ударни талас ломи стену мете, док силиконска пара која се шири ствара експлозију сличну експлозији нуклеарне бомбе која је детонирана у нивоу тла (слика 9.14). Величина ископаног кратера првенствено зависи од брзине удара, али углавном је то 10 до 15 пута већи од пречника пројектила.

Слика 9.14. (а) Долази до удара. (б) Пројектил испарава и ударни талас се шири месечевом стеном. (в) Избацивање се избацује из кратера. (д) Већина избаченог материјала пада назад да би испунила кратер, формирајући ејекта покривач.

Ударна експлозија горе описане врсте доводи до карактеристичне врсте кратера, као што је приказано на слици 9.15. Централна шупљина је у почетку у облику зделе (реч „кратер“ потиче од грчке речи „здела“), али је одскок коре делимично испуњава, стварајући раван под и понекад стварајући централни врх. Око руба клизишта стварају низ тераса.

Слика 9.15. Краљ кратер на удаљеној страни Месеца, прилично нови месечев кратер пречника 75 километара, показује већину карактеристика повезаних са великим ударним структурама. (кредит: НАСА / ЈСЦ / Аризона Стате Университи)

Обод кратера је подигнут снагом експлозије, па се уздиже изнад пода и суседног терена. Око руба је ан ејецта покривач који се састоји од материјала избаченог експлозијом. Ови остаци падају уназад да би створили грубу, брдовиту регију, обично широку отприлике колико је пречник кратера. Додатни избацивачи веће брзине падају на веће удаљености од кратера, често копајући мало секундарни кратери где ударају о површину (слика 9.9).

Неки од ових потокова избацивања могу се протезати стотинама или чак хиљадама километара од кратера, стварајући сјај кратерски зраци који су истакнути на месечевим фотографијама снимљеним близу пуне фазе. Најсјајнији лунарни зраци кратера повезани су са великим младим кратерима као што су Кеплер и Тицхо.

Месец је једна од најлепших знаменитости на небу и једини је објекат довољно близу да га открије топографија (површинске карактеристике попут планина и долина) без посете свемирске летелице. Прилично мали аматерски телескоп лако приказује кратере и планине на Месецу, малене само неколико километара.

Чак и гледано кроз добар двоглед, можемо приметити да се изглед Месечеве површине драматично мења са њеном фазом. У пуној фази не показује готово никакве топографске детаље и морате пажљиво погледати да бисте видели више од неколико кратера. То је зато што сунчева светлост осветљава површину равно, и при овом равном осветљењу не падају сенке. Много открива поглед близу прве или треће четвртине, када сунчева светлост улази са стране, узрокујући да топографске карактеристике бацају оштре сенке. Готово увек је корисније проучавати планетарну површину под таквим косим осветљењем, када се могу добити максималне информације о рељефу површине.

Равно осветљење у пуној фази, међутим, наглашава контрасте осветљености на Месецу, попут оних између марије и високогорја. Примети на [Слика 9.16] да се чини да је неколико великих кратера кобила окружено белим материјалом и да су светло видљиве траке или зраци који се могу протезати стотинама километара по површини. Ове лакше карактеристике су избачене, испљунуте од удара који ствара кратер.

Слика 9.16. (а) Бочно осветљење доводи кратере и друге топографске карактеристике у оштар рељеф, као што се види на крајњој левој страни. (б) У пуној фази нема сенки и теже је уочити такве особине. Међутим, равно осветљење у пуној фази открива неке површинске карактеристике, попут сјајних зрака избацивања који се пружају из неколико великих младих кратера. (заслуга: модификација дела Луц Виатоур-а)

Иначе, нема опасности ако се Месец гледа двогледом или телескопом. Одбијена сунчева светлост никада није довољно светла да науди вашим очима. У ствари, сунцем обасјана површина Месеца има приближно исту осветљеност као сунцем обасјан пејзаж тамних стена на Земљи. Иако Месец изгледа светло на ноћном небу, његова површина је у просеку много мање рефлектујућа од Земљине, са својом атмосфером и белим облацима. Ову разлику лепо илуструје фотографија Месеца који пролази испред Земље снимљена са свемирске летелице Дубоког свемира за климу (слика 9.17). Пошто је свемирска летелица снимила слику из положаја унутар орбите Земље, видимо оба објекта у потпуности осветљена (пун Месец и пуна Земља). Иначе, на Месецу не можете видети много детаља јер је експозиција подешена тако да даје светлу слику Земље, а не Месеца.

Слика 9.17. На овој слици из свемирске летелице Дееп Спаце Цлимате Обсерватори из 2015. године, оба објекта су у потпуности осветљена, али Месец делује тамније јер има много нижу просечну рефлективност од Земље. (заслуга: измена рада НАСА-е, ДСЦОВР ЕПИЦ тим)

Једна занимљива ствар о Месецу коју можете видети без двоглед или телескопа популарно се назива „нови Месец у наручју старог Месеца“. Погледајте Месец када је танак полумесец и често можете разазнати слабашни круг целог лунарног диска, иако сунчева светлост сија само на полумесецу. Остатак диска није осветљен сунчевом светлошћу већ земаљском светлошћу - сунчевом светлошћу која се одбија од Земље. Светлост пуне Земље на Месецу је око 50 пута светлија од пуног Месеца који сија на Земљи.


9.3 Ударни кратери

Месец је важно мерило за разумевање историје нашег планетарног система. Већина чврстих светова показује ефекте удара, често се протежући у доба када је још увек било присутно пуно отпадака из процеса формирања нашег система. На Земљи је ова активна геологија избрисала ову дугу историју. Насупрот томе, на Месецу је сачувана већина историје удара. Ако будемо могли да схватимо шта се догодило на Месецу, можда ћемо моћи да применимо ово знање на друге светове. Месец је посебно занимљив јер то није било који месец, већ наш Месец - оближњи свет који дели историју Земље више од 4 милијарде година и сачувао је запис који је за Земљу уништила наша активна геологија.

Све до средине двадесетог века, научници углавном нису препознавали да су лунарни кратери резултат удара. С обзиром на то да су ударни кратери на Земљи изузетно ретки, геолози нису очекивали да ће они бити главна одлика месечеве геологије. Они су закључили (можда несвесно) да, будући да су кратери које имамо на Земљи вулкански, месечеви кратери морају имати слично порекло.

Један од првих геолога који је предложио да су месечеви кратери резултат удара био је Грове К. Гилберт, научник из Америчког геолошког завода 1890-их. Истакао је да су велики месечеви кратери - кружних карактеристика обрубљених планинама, са подовима који су углавном испод нивоа околних равница - већи и имају различите облике од познатих вулканских кратера на Земљи. Земаљски вулкански кратери су мањи и дубљи и готово увек се јављају на врховима вулканских планина (слика 9.13). Једина алтернатива за објашњење Месечевих кратера било је порекло удара. Његово пажљиво расуђивање, иако у то време није било прихваћено, поставило је темеље савременој науци о месечевој геологији.

Гилберт је закључио да су лунарни кратери произведени ударцима, али није разумео зашто су сви они били кружни, а не овални. Разлог лежи у брзини бекства, минимална брзина коју тело мора достићи да би се трајно одвојило од гравитације другог тела, уједно је и минимална брзина којом ће погодити пројектил који се приближава Земљи или Месецу. Привучен гравитацијом већег тела, долазећи комад удара са макар брзином излаза, која износи 11 километара у секунди за Земљу и 2,4 километра у секунди (5400 миља на сат) за Месец. Овој брзини бекства се додаје која год брзина је пројектил већ имао у односу на Земљу или Месец, обично 10 километара у секунди или више.

При овим брзинама, енергија удара производи насиље експлозија који на симетричан начин ископава велику количину материјала. Фотографије кратера бомби и граната на Земљи потврђују да су кратери експлозије увек у основи кружни. Тек након Првог светског рата научници су препознали сличност између ударних кратера и експлозивних кратера, али, на жалост, Гилберт није доживео да његова хипотеза о удару буде широко прихваћена.

Процес кратера

Размотримо како удар при овим великим брзинама ствара кратер. Када тако брз пројектил погоди планету, он пре заустављања продре два или три пута већи од свог пречника. Током ових неколико секунди, његова енергија кретања преноси се у ударни талас (који се шири кроз циљно тело) и у топлоту (која испарава већи део пројектила и део околне мете). Ударни талас ломи стену мете, док силиконска пара која се шири ствара експлозију сличну експлозији нуклеарне бомбе која је детонирана у нивоу тла (слика 9.14). Величина ископаног кратера првенствено зависи од брзине удара, али углавном је то 10 до 15 пута већи од пречника пројектила.

Ударна експлозија горе описане врсте доводи до карактеристичне врсте кратера, као што је приказано на слици 9.15. Централна шупљина је у почетку у облику зделе (реч „кратер“ потиче од грчке речи „здела“), али је одскок коре делимично испуњава, стварајући раван под и понекад стварајући централни врх. Око руба клизишта стварају низ тераса.

Обод кратера је подигнут снагом експлозије, па се уздиже изнад пода и суседног терена. Око руба је ан ејецта покривач који се састоји од материјала избаченог експлозијом. Ови остаци падају уназад да би створили грубу, брдовиту регију, обично широку отприлике колико је пречник кратера. Додатни избацивачи веће брзине падају на веће удаљености од кратера, често копајући мало секундарни кратери где ударају о површину (слика 9.9).

Неки од ових потокова избацивања могу се протезати стотинама или чак хиљадама километара од кратера, стварајући сјај кратерски зраци који су истакнути на месечевим фотографијама снимљеним близу пуне фазе. Најсјајнији лунарни зраци кратера повезани су са великим младим кратерима као што су Кеплер и Тицхо.

Гледајући сами

Посматрање Месеца

Месец је једна од најлепших знаменитости на небу и једини је објекат довољно близу да га открије топографија (површинске карактеристике попут планина и долина) без посете свемирске летелице. Прилично мали аматерски телескоп лако приказује кратере и планине на Месецу, малене само неколико километара.

Чак и гледано кроз добар двоглед, можемо приметити да се изглед Месечеве површине драматично мења са њеном фазом. У пуној фази не показује готово никакве топографске детаље и морате пажљиво погледати да бисте видели више од неколико кратера. То је зато што сунчева светлост осветљава површину равно, и при овом равном осветљењу не падају сенке. Много открива поглед близу прве или треће четвртине, када сунчева светлост улази са стране, узрокујући да топографске карактеристике бацају оштре сенке. Готово увек је корисније проучавати планетарну површину под таквим косим осветљењем, када се могу добити максималне информације о рељефу површине.

Равно осветљење у пуној фази, међутим, наглашава контрасте осветљености на Месецу, попут оних између марије и високогорја. Примети на слици 9.16 да се чини да је неколико великих кратера кобила окружено белим материјалом и да су светлосне пруге или зраци који се могу протезати стотинама километара по површини јасно видљиви. Ове лакше карактеристике су избачене, испљунуте од удара који ствара кратер.

Иначе, нема опасности гледати Месец двогледом или телескопом. Одбијена сунчева светлост никада није довољно јака да науди вашим очима. У ствари, сунцем обасјана површина Месеца има приближно исту осветљеност као сунцем обасјан пејзаж тамних стена на Земљи. Although the Moon looks bright in the night sky, its surface is, on average, much less reflective than Earth’s, with its atmosphere and white clouds. This difference is nicely illustrated by the photo of the Moon passing in front of Earth taken from the Deep Space Climate Observatory spacecraft (Figure 9.17). Since the spacecraft took the image from a position inside the orbit of Earth, we see both objects fully illuminated (full Moon and full Earth). By the way, you cannot see much detail on the Moon because the exposure has been set to give a bright image of Earth, not the Moon.

One interesting thing about the Moon that you can see without binoculars or telescopes is popularly called “the new Moon in the old Moon’s arms.” Look at the Moon when it is a thin crescent, and you can often make out the faint circle of the entire lunar disk, even though the sunlight shines on only the crescent. The rest of the disk is illuminated not by sunlight but by earthlight—sunlight reflected from Earth. The light of the full Earth on the Moon is about 50 times brighter than that of the full Moon shining on Earth.

Using Crater Counts

If a world has had little erosion or internal activity, like the Moon during the past 3 billion years, it is possible to use the number of impact craters on its surface to estimate the age of that surface. By “age” here we mean the time since a major disturbance occurred on that surface (such as the volcanic eruptions that produced the lunar maria).

We cannot directly measure the rate at which craters are being formed on Earth and the Moon, since the average interval between large crater-forming impacts is longer than the entire span of human history. Our best-known example of such a large crater, Meteor Crater in Arizona (Figure 9.18), is about 50,000 years old. However, the cratering rate can be estimated from the number of craters on the lunar maria or calculated from the number of potential “projectiles” (asteroids and comets) present in the solar system today. Both lines of reasoning lead to about the same estimations.

For the Moon, these calculations indicate that a crater 1 kilometer in diameter should be produced about every 200,000 years, a 10-kilometer crater every few million years, and one or two 100-kilometer craters every billion years. If the cratering rate has stayed the same, we can figure out how long it must have taken to make all the craters we see in the lunar maria. Our calculations show that it would have taken several billion years. This result is similar to the age determined for the maria from radioactive dating of returned samples—3.3 to 3.8 billion years old.

The fact that these two calculations agree suggests that astronomers’ original assumption was right: comets and asteroids in approximately their current numbers have been impacting planetary surfaces for billions of years. Calculations carried out for other planets (and their moons) indicate that they also have been subject to about the same number of interplanetary impacts during this time.

We have good reason to believe, however, that earlier than 3.8 billion years ago, the impact rates must have been a great deal higher. This becomes immediately evident when comparing the numbers of craters on the lunar highlands with those on the maria. Typically, there are 10 times more craters on the highlands than on a similar area of maria. Yet the radioactive dating of highland samples showed that they are only a little older than the maria, typically 4.2 billion years rather than 3.8 billion years. If the rate of impacts had been constant throughout the Moon’s history, the highlands would have had to be at least 10 times older. They would thus have had to form 38 billion years ago—long before the universe itself began.

In science, when an assumption leads to an implausible conclusion, we must go back and re-examine that assumption—in this case, the constant impact rate. The contradiction is resolved if the impact rate varied over time, with a much heavier bombardment earlier than 3.8 billion years ago (Figure 9.19). This “heavy bombardment” produced most of the craters we see today in the highlands.

This idea we have been exploring—that large impacts (especially during the early history of the solar system) played a major role in shaping the worlds we see—is not unique to our study of the Moon. As you read through the other chapters about the planets, you will see further indications that a number of the present-day characteristics of our system may be due to its violent past.


Planets and Moons

F. Sohl , G. Schubert , in Treatise on Geophysics , 2007

10.02.8.5 Dynamics

The impact crater population on the surface of Venus has been used to infer a mean surface age of several hundred to as much as 800 Myr ( McKinnon ет ал., 1997 Herrick ет ал., 1997 ). It has been proposed that the relatively young age of Venus' surface was set in a global volcanic resurfacing event and that relatively little volcanism has occurred since ( Schaber ет ал., 1992 Basilevsky ет ал., 1997 ). The resurfacing event could be the means by which Venus expels its heat. One way this could happen is the global foundering of a thick, relatively cold and heavy lithosphere and its replacement by the relatively hot underlying mantle ( Turcotte, 1993 ). Such events might have occurred episodically throughout Venus' history. Between such events the lithosphere would thicken but Venus would have no efficient way, like plate tectonics on Earth, to expel its heat. Instead the heat building up in the interior during the quiescent period would be lost in the mantle overturn when the lithosphere thickened enough to become gravitationally unstable. The initiation of such an event might be evident today on Venus' surface in the form of large coronae. Coronae are quasi-circular features, 100–2600 km in diameter, with raised interiors and elevated rims, often with annular troughs ( Stofan ет ал., 1997 ). Mckenzie ет ал. (1992) and Sandwell and Schubert (1992a, 1992b) have argued that the perimeters of several large coronae on Venus, specifically Artemis, Latona, and Eithinoa, resemble terrestrial subduction zones in both planform and topography. Artemis chasma has a radius of curvature similar to that of the South Sandwich subduction zone on the Earth. Sandwell and Schubert (1992a) proposed that the large coronae are incipient circular subduction zones. The foundering lithosphere is replaced by ascending hot mantle in a manner similar to back-arc spreading on the Earth. A single global resurfacing event for Venus has been challenged by Hauck ет ал. (1998) . They argue that the interpretation of the Venusian crater distribution is nonunique and they identify some units in the volcanic plains that have a spread in age of about 0.5 Gyr.

Because Venus lacks plate tectonics, convection in its mantle is different from the style of convection in Earth's mantle. Venusian mantle convection occurs in the sluggish or stagnant lid regime, that is, it is confined below the lithosphere or nearly rigid lid ( Schubert ет ал., 1997 ). This form of convection is less efficient at transporting heat than is the plate tectonic regime with consequent implications for the thermal history of the planet and the dynamics of its core, as noted above. Mantle convection in Venus may be unable to establish a near equilibrium with its internal heat sources resulting in the episodic overturning of its mantle and global resurfacing. Enhanced core cooling would occur during such an event with the possible initiation of a transient dynamo. Heat from the core would be carried away by mantle plumes that could form volcanic rises similar to Atla and Beta Regiones.


Why are impact craters always circular?

If you throw a stone into mud at an angle you normally end up with a ‘crater’ that’s elliptical or elongated, but is it the same when it comes to impact craters?

Asked by: Tony Hersh, Newbury

If you throw a stone into mud at an angle you normally end up with a ‘crater’ that’s elliptical or elongated. It’s natural to suppose the same would be true of a meteoroid hitting the Earth or another planet. But these kinds of impact craters are formed in an entirely different way to the ‘mechanical’ process of a stone hitting mud.

Meteoroids are moving at extremely high velocities (up to tens of kilometres per second). At the moment of impact this enormous kinetic energy is almost entirely converted into heat, which then vaporises the meteoroid instantly. It’s this ‘explosion’ and not the meteoroid itself that creates the impact crater. Since material is ejected equally in all directions, regardless of the direction of travel of the meteoroid, the resulting crater is circular. There can be exceptions to this but only if the impact occurs at an extremely shallow angle.

Subscribe to BBC Focus magazine for fascinating new Q&As every month and follow @sciencefocusQA on Twitter for your daily dose of fun science facts.



Коментари:

  1. Dewain

    This is real ... uvazhuha ... Respect!

  2. Mebar

    Дивне, корисне информације

  3. Jadon

    Извињавам се, али, по мом мишљењу, грешите. Могу да браним позицију. Пишите ми на ПМ, разговараћемо.

  4. JoJonris

    Incidentally, this thought occurs right now

  5. Kasar

    Жао ми је, али по мом мишљењу, грешите. Сигуран сам. Предлажем да разговарамо о томе. Пишите ми у ПМ.

  6. Warde

    равет



Напиши поруку