Места падения метеоритов на Землю будут искать по аномалиям
Магнитные аномалии помогут определить место падения метеорита в прошлом.
Места падения метеорита могут показаться легкими для распознавания, поскольку гигантские кратеры на поверхности Земли показывают, где эти далекие объекты, наконец, резко остановились. Но так бывает не всегда.
Иногда эти шрамы от ударов заживают, маскируются слоями грязи и растительности или снова стираются стихиями в течение долгого времени. Теперь ученые нашли способ обнаружить эти скрытые места падения.
Представьте себе, как большой кусок космического камня приближается к своему конечному пункту назначения на Земле. Метеороиды могут входить в атмосферу Земли со скоростью 72 километра в секунду, но они действительно начинают замедляться по мере движения через нашу относительно плотную атмосферу.
Красивый свет в небе, когда метеор пролетает над головой, происходит из-за "абляции" - когда слои метеороида испаряются в результате высокоскоростных столкновений с молекулами воздуха.
Затем, если космический камень достигает земли, он сталкивается с Землей, создавая разрушающиеся конусы, ударные кратеры и другие контрольные признаки того, что здесь упал метеорит.
Это интенсивный геологический процесс с совпадающими высокими температурами, высокими давлениями и быстрыми скоростями частиц. Одна из вещей, которые происходят во время этого интенсивного процесса, заключается в том, что при ударе образуется плазма - тип газа, в котором атомы распадаются на электроны и положительные ионы.
"Удар происходит с огромной скоростью", - говорит геолог Гюнтер Клетечка из Университета Аляски в Фэрбенксе. "И как только происходит контакт с этой скоростью, происходит изменение кинетической энергии на 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 зону удара, где магнетизм был примерно в 10 раз меньше, чем обычно были бы естественные уровни намагниченности.
Естественная остаточная намагниченность - это количество естественного магнетизма, обнаруженного в горных породах или других отложениях.
По мере того, как земные отложения постепенно оседали после залегания, крошечные частицы магнитных металлов внутри них выстраивались вдоль линий магнитного поля планеты. Эти зерна затем остаются захваченными в затвердевшей породе в своей ориентации.
Это очень низкая величина намагниченности - около 1-2 процентов от "уровня насыщения" породы, и вы не можете сказать, используя обычный магнит, но он определенно присутствует, и его можно довольно легко измерить с помощью геологического оборудования.
Однако, когда возникает ударная волна - например, при ударе метеорита - происходит потеря магнетизма, поскольку магнитные зерна получают хороший взрыв энергии.
"Ударная волна обеспечивает энергию, превышающую энергию (> 1 ГПа для магнетита,> 50 ГПа для гематита), необходимую для блокировки магнитной остаточной намагниченности в отдельных магнитных зернах", - пишут исследователи в новом исследовании.
Обычно ударная волна проходит, и камни почти сразу возвращаются к своему первоначальному уровню магнетизма. Но, как команда обнаружила в ударной структуре Санта-Фе в Нью-Мексико, возраст которой составляет 1,2 миллиарда лет, магнетизм так и не вернулся в свое нормальное состояние.
Вместо этого, как они предполагают, плазма создала "магнитный экран", который удерживал зерна в сжатом состоянии, и зерна просто как бы случайно ориентировались. Это привело к падению магнитной напряженности 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 создавать магнитное экранирование, которое позволяет удерживать магнитные зерна в суперпарамагнитном состоянии вскоре после воздействия ударной волны и оставляет отдельные намагниченные зерна в произвольной ориентации, значительно снижая общая магнитная напряженность", - пишет команда.
"Наши данные не только проясняют, как процесс столкновения позволяет снизить магнитную палеонапряженность, но и вдохновляет на новое направление усилий по изучению мест столкновения с использованием снижения палеонапряженности в качестве нового показателя воздействия".
Это новое открытие будет означать, что у ученых есть еще один инструмент, когда дело доходит до поиска мест ударов, даже тех, которые не имеют обычных признаков удара, таких как разрушенные конусы или кратеры.