Близько 43–46 мільйонів років тому астероїд діаметром приблизно 160 метрів упав у Північне море й спричинив цунамі заввишки понад 100 метрів. Тепер, після більш ніж двох десятиліть наукових суперечок, дослідники знайшли переконливі докази того, що прихований під морським дном кратер Silverpit справді утворився внаслідок космічного зіткнення.
Команда під керівництвом доктора Уісдіна Ніколсона з Університету Геріот-Ватт в Единбурзі поєднала сучасну сейсмічну візуалізацію, мікроскопічний аналіз зразків порід і комп’ютерне моделювання. Ключовим доказом стали крихітні кристали кварцу та польового шпату, внутрішня структура яких зазнала змін під дією надзвичайно високого тиску.
Результати дослідження опублікували в журналі Nature Communications. Вони допомагають остаточно розв’язати давню суперечку щодо походження одного з рідкісних підтверджених ударних кратерів на Землі.
Загадковий кратер під дном Північного моря
Кратер Silverpit розташований приблизно за 130 кілометрів від узбережжя Йоркширу в Англії, на глибині близько 700 метрів під морським дном. Його діаметр становить приблизно три кілометри, а навколо простягається значно більша зона кільцевих розломів завширшки близько 20 кілометрів.
Коли науковці вперше виявили цю структуру у 2002 році, її майже кругла форма, центральне підвищення та система навколишніх розломів нагадували інші відомі ударні кратери. Центральні підвищення можуть утворюватися, коли породи, стиснуті потужним ударом, відскакують угору.
Однак частина геологів сумнівалася, що Silverpit має космічне походження. Одне з альтернативних пояснень полягало в тому, що структуру сформував рух підземних покладів солі, які деформували шари порід над собою. Інша версія передбачала, що причиною могли бути вулканічні процеси та обвалення ділянок морського дна.
У 2009 році геологи навіть провели голосування щодо конкуруючих гіпотез, і більшість учасників відкинула версію астероїдного удару. Нові результати суттєво змінили ситуацію.
Кристали, які стали доказом космічного зіткнення
Вирішальний прорив забезпечило поєднання детальніших сейсмічних зображень із дослідженням зразків порід, отриманих під час буріння нафтової свердловини поблизу кратера.
Сейсмічна візуалізація дає змогу вивчати приховані під землею структури за тим, як звукові хвилі проходять крізь різні шари порід. Завдяки новим даним дослідники змогли докладніше реконструювати внутрішню будову Silverpit. Проте найважливішою знахідкою стали мікроскопічні кристали так званого ударно-деформованого кварцу та польового шпату. Їх виявили на глибині, що відповідає рівню дна кратера.
Такі мінерали мають характерні зміни внутрішньої кристалічної структури, які виникають під дією надзвичайно сильного ударного тиску. Звичайні геологічні процеси, як правило, не здатні створити подібні ознаки.
За словами Ніколсона, знайти ці кристали було надзвичайно складно — фактично йшлося про пошук голки в копиці сіна. Водночас саме вони стали переконливим фізичним підтвердженням того, що Silverpit утворився внаслідок високошвидкісного зіткнення.
Астероїд підняв у повітря стіну води й уламків заввишки 1,5 кілометра
Після встановлення походження кратера дослідники використали комп’ютерні симуляції, щоб відтворити перебіг давньої катастрофи. За результатами моделювання, астероїд діаметром близько 160 метрів наблизився із заходу та вдарився об морське дно під відносно малим кутом. Попри порівняно невеликі розміри, об’єкт, який рухається з космічною швидкістю, здатний вивільнити колосальну кількість енергії.
Унаслідок зіткнення було різко зміщено величезні маси води й порід. За реконструкцією науковців, протягом кількох хвилин утворилася стіна води та уламків заввишки приблизно 1,5 кілометра. Коли ця маса впала назад у море, виникло цунамі заввишки понад 100 метрів.
Для порівняння, це більше за висоту 30-поверхового будинку. Водночас важливо розуміти, що йдеться про оцінки комп’ютерного моделювання, а не про безпосередньо виміряну висоту хвилі.
Цунамі виникають унаслідок раптового переміщення великих обсягів води. Найчастіше їх спричиняють підводні землетруси, зсуви або вулканічна активність, але потужний удар астероїда також може запустити цей процес.
Чому вчені понад 20 років не могли дійти згоди
Професор Гарет Коллінз з Імперського коледжу Лондона, який брав участь у дискусіях про походження Silverpit у 2009 році, назвав нові результати важливим завершенням тривалої суперечки. За його словами, гіпотеза удару астероїда від початку здавалася найпростішим поясненням наявних спостережень. Тепер, коли з’явилися переконливі докази, дослідники можуть зосередитися на вивченні того, як космічні зіткнення змінюють структуру планет під поверхнею.
Саме збереженість Silverpit робить його особливо цінним для науки. Кратер прихований під товстим шаром осадових порід, тому його структура менше зазнала впливу ерозії та інших процесів, які з часом руйнують сліди давніх катастроф.
Що відкриття означає для розуміння історії Землі
На Землі підтверджено приблизно 200 ударних кратерів на суходолі та близько 33 під морським дном. Таких структур небагато, оскільки наша планета постійно змінюється: тектонічні рухи, ерозія та накопичення осадів поступово приховують або знищують сліди зіткнень.
Silverpit приєднався до невеликої групи підтверджених підводних і похованих ударних структур. Серед інших відомих прикладів — кратер Чиксулуб у Мексиці, пов’язаний із масовим вимиранням непташиних динозаврів, і кратер Надір біля західного узбережжя Африки.
Вивчення Silverpit допоможе науковцям краще зрозуміти, як астероїди руйнують і деформують гірські породи, як ударна хвиля поширюється під поверхнею та які наслідки може мати зіткнення космічного тіла з океаном. Дослідники сподіваються, що ці знання також допоможуть інтерпретувати кратери на інших планетах, де досліджувати приховані під поверхнею наслідки ударів значно складніше.
Хоча астероїд діаметром 160 метрів не можна порівнювати за масштабом із тілом, яке спричинило вимирання динозаврів, історія Silverpit демонструє, що навіть відносно невеликий космічний об’єкт здатний спричинити катастрофічні наслідки, якщо він падає в океан на величезній швидкості.