7 Minutės
Naujas daugiadisciplininis tyrimas išsprendė ilgai trukusį ginčą dėl Silverpit struktūros pietinėje Šiaurės jūroje: šis darinys susidarė dėl asteroido smūgio viduriniame eocene, maždaug prieš 50 milijonų metų. Nuslėptas apie 700 metrų po jūros dugnu ir esantis maždaug 130 kilometrų pietryčius nuo šiuolaikinės Didžiosios Britanijos, Silverpit dabar pripažįstamas kaip gerai išsilaikęs jūrinis smūgio krateris, sukėlęs stiprias vietines pasekmes, įskaitant milžinišką vandens ir nuolaužų stulpą bei didžiulį cunamį.
Tyrėjai apskaičiavo, kad į Žemę įskriejęs objektas buvo apie 160 metrų skersmens ir atsitrenkė į jūros dugną seikliu kampu iš vakarų. Susidūrimas iškasė apie 3 kilometrų pločio ir iki 1 kilometro gylio kraterį, iškeldamas uolienų ir jūros vandens uždangą, kuri siekė maždaug 1,5 kilometro aukštį; ši uždanga greitai nukrito atgal ir sugeneravo bangas, kurių aukštis viršijo 100 metrų. Šie fiziniai parametrai sudaro pagrindą tyrimo esminiam teiginiui: Silverpit yra hiperveločio smūgio krateris sukurtas išorinio kosminio kūno, o ne povandeninių geologinių procesų rezultatas.
Netikrų spalvų vaizdas Silverpit kraterio
Įrodymai ir metodai
Silverpit vietovė pirmą kartą buvo atpažinta 3D seisminiuose duomenyse 2002 metais. Ankstyvos interpretacijos išskyrė jos apvalią morfologiją, centrinį pakilimą ir įplyšusį kraštą—bruožus, kurie atitinka smūgio struktūras. Nepaisant to, vėlesniuose moksliniuose debatuose dominavo alternatyvios hipotezės: kai kurie geologai siūlė, kad ši apraiška susidarė dėl druskos tekėjimo, skysčių atsiurbimo ar vulkaninių procesų po dugnu. 2009 metų konferencijoje balsavimas nusvėrė į ne kosmines priežastis linkstančią interpretaciją, todėl klausimas liko atviras tolimesniems duomenims.
Šiame naujausiame darbe derinamos pažangios seisminės vaizdavimo technologijos su tiesioginiais mineraloginiais įrodymais, gautais iš naftos žvalgybos gręžinio. Aukštos raiškos seisminės profiliai aiškiai atskleidė požeminių įplyšimų geometriją ir stratigrafinį sutrikimą, kuris geriausiai paaiškinamas iš viršaus vykusiu sprogstamuoju iškasimu. Svarbiausia, mėginiai, paimti gylyje atitinkančiame kraterio dugną, turėjo šokinių kvarco ir šokinių feldšpato grūdų—mineralų su mikroskopinėmis deformacijos ypatybėmis, kurios susidaro tik esant itin dideliam slėgiui ir trumpalaikiams smūginiams bangoms, būdingoms hiperveločio smūgiams.
Seisminiai vaizdai buvo interpretuojami kartu su gręžinių stratigrafija: gręžinio sekos leido susieti konkrečias uolienų pakopas su seisminėmis refleksijomis, todėl aptiktos smūginės savybės tiksliai sutapo su kraterio dugnu. Be to, mineraloginė analizė apėmė poliniu šviesos mikroskopiją, skenuojančią elektroninę mikroskopiją (SEM) ir rentgeno difrakciją, kad būtų patvirtinti unikalūs smūginių deformacijų ženklai. Tokio tipo daugiaprofilių duomenų derinys yra kritinis siekiant atskirti poveikio ženklus nuo įprastinių tektoninių arba diapirinių procesų.
Šokinės mineralai kaip forenzinė priemonė
Šokinių mineralų aptikimas suteikia ryškiausią ir neišvengiamą įrodymą. Normalūs tektoniniai judesiai ar druskos diapirų procesai nekuria plokštelinių deformacijos savybių (angl. planar deformation features, PDF) ir aukšto slėgio mikrostruktūrų, kurias parodė Silverpit mėginiai. Šie PDF, taip pat nivelinės ir lamininės deformacijos bei mikrostrukturų formos, yra plačiai pripažįstami planetos geologijoje kaip smūgio diagnostika.
Tyrimo autoriai apibūdina šių grūdų radinį kaip retą „adata šieno kupetoje” atradimą: tokie grūdai dažnai yra labai negausūs ir reikalauja kryptingo mėginių ėmimo bei kruopščios petrografinės analizės. Be mikroskopinių požymių, smūginiai mineralai gali turėti ir kitų požymių, pvz., diaplektinius stiklus, eksperimentinius fazių perėjimus ar neįprastus cheminius pėdsakus, kurie padeda atskirti juos nuo vėlesnių diagenetinių pokyčių. Tokie daugialypiai forenziniai pavyzdžiai verčia persvarstyti ankstesnes, ne kosmines Silverpit kilmės interpretacijas.
Mokslinis kontekstas ir pasekmės
Patvirtintų žemės kraterių skaičius yra mažesnis nei 200 globaliai, o jūriniai pavyzdžiai yra dar retesni — plačiai sutariama, kad jų yra tik apie 30. Jūriniai krateriai, ypač gerai išsilaikę, suteikia unikalią galimybę ištirti, kaip smūgiai sąveikauja su vandens apimančiomis aplinkomis: nuo cunamių formavimo iki sedimentų perskirstymo ir ilgalaikių geologinių modifikacijų. Dėl Žemės aktyvių paviršiaus procesų — erozijos, sedimentacijos ir plokščių tektonikos — daugelis smūgio žymių yra užtrintos arba sunaikintos, todėl gerai konservuotas Silverpit yra vertinga natūrali laboratorija.
Silverpit pripažinimas kaip asteroido smūgio turi kelias reikšmingas pasekmes. Pirma, tai tikslina statistinį vidutinio ketozojaus (Cenozojaus) periodų smūgių žemėlapį, suteikiant papildomų duomenų apie vidutinio Cenozojaus meteorų srautų galimą aktyvumą. Antra, šis atvejis praturtina modelius, kurie prognozuoja cunamių formavimąsi smėlėtuose ir sekluose jūros basinuose; Silverpit rodikliai leidžia patikrinti numerinius hidro kodų modelius, kurie imituoja kraterio susidarymą vandenyje prisotintuose taikiniuose ir cunamio propagaciją. Trečia, radiniai sustiprina geresnes metodikas aptikti užkastas smūgio struktūras naudojant seisminius duomenis, kurie dažnai yra surenkami naftos ir dujų žvalgybai, bet gali būti panaudoti geologiniams radiniams identifikuoti.
Be to, Silverpit istorija turi platesnių praktinių pasekmių — nuo geresnės pakrančių rizikos vertinimo parengimo iki naujų gairių, kaip tirti potencialiai panašias struktūras kitose žemės platumose. Tyrimas skatina tarpdisciplininį požiūrį: derinant inovatyvias seismines interpretacijas, borehole stratigrafiją, mikrostruktūrinių tyrimų metodu bei numerinę simuliaciją, galima pasiekti daug tikslesnį struktūrų kilmės supratimą.
Ekspertų įžvalgos
„Rasti šokiais paveiktus mineralus tiksliai kraterio dugne yra pagrindinis faktorius, išsprendžiantis šį ginčą," teigia Uisdean Nicholson, pagrindinis autorius ir geoscientistas. "Seisminiai vaizdai nurodė struktūros formą, tačiau šokinės dalelės pateikia negrįžtamą aukštos energijos smūgio pirštų atspaudą."
Profesorė Gareth Collins, bendraautorė ir planetologė, priduria: "Šis atradimas patvirtina ilgiau trunkančias hipotezes, kurios Silverpit vertino kaip smūgio vietą, ir atveria naujas tyrimų gaires, kaip smūgiai modifikuoja nuosėdinius baseinus po jūros dugnu. Retai pasitaiko tokiai švariai dokumentuotai situacijai jūrinėje aplinkoje."
Abu ekspertai pabrėžia tarpdisciplininio darbo reikšmę: tokie atradimai reikalauja ne tik geofizikų, bet ir petrologų, geocheminių analitikų bei modeliuotojų, kad būtų galima patikimai rekonstruoti dinaminius smūgio parametrus ir jų pasekmes aplinkai.
Ateities tyrimai ir stebėsena
Tyrimų komanda rekomenduoja tolesnį kryptingą kirtimą (coring), detalesnius mineralinių mėginių mikrostruktūrinius tyrimus ir išsamią numerinę modeliavimą, skirtą atkurti smūgio dinamiką bei susidariusio cunamio charakteristikas. Šios papildomos duomenų eilutės leistų tiksliau apskaičiuoti smūgio energiją, kampą ir nuolaužų sklaidos tūrį.
Techninės rekomendacijos apima modernias analizės priemones: transmisinę elektroninę mikroskopiją (TEM) PDF ir dislokacijų studijoms, lauko jonų mikroskopiją (FIB) selektyviam mėginių paruošimui, Raman spektroskopiją ir mikrosondinę geochemiją, kad būtų identifikuotos bet kokios smūgiui būdingos fazės ar cheminiai pėdsakai. Radiometrinis datavimas organinių nuosėdų sluoksniuose ar smūgio lydytoje medžiagoje galėtų papildomai patvirtinti amžiaus chronologiją ir susieti radinius su platesnėmis eoceno įvykiais.
Taip pat svarbu plėsti seisminių duomenų paieškos metodikas: mokslininkai siūlo tobulinti duomenų apdorojimo algoritmus, kad būtų geriau išskiriamos kraterio geometrijos požymiai iš komercinių naftos ar dujų seisminių kampanijų. Tokios priemonės gali padėti aptikti kitus užkastus jūrinius kraterius, kurie šiandien lieka nepastebėti.
Galiausiai, Silverpit atvejis skatina kurti tarptautinius duomenų mainus tarp geofizikos industrijos ir akademinio sektoriaus: prieigą prie platesnių seisminių paketų ir gręžinių duomenų būtų galima optimaliau naudoti tiek moksliniams, tiek praktiniams paviršiaus rizikos vertinimams gerinti.
Išvados
Silverpit dabar yra tarp nedaugelio patikimai identifikuotų jūrinių smūgio kraterių Žemėje. Derindami šiuolaikines seismines technologijas su paleosokų mineralogija, mokslininkai paneigė anksčiau lemiamos reikšmės ne smūgio interpretaciją ir atvėrė ryškesnį vidurio eoceno įvykio įrašą. Tyrimas ne tik paaiškina svarbų Žemės istorijos fragmentą, bet ir sustiprina priemonių rinkinį, skirtą aptikti ir charakterizuoti užkastus smūgio objektus visame pasaulyje.
Be tiesioginių mokslo laimėjimų, šis atradimas turi platesnę pritaikomąją vertę: pažangesnės aptikimo metodikos ir gilesnis supratimas apie smūgius vandeninėse aplinkose padės geriau modeliuoti ir vertinti galimus pavojus, susijusius su asteroidų sukeltomis pakrančių katastrofomis, bei pagerins mūsų gebėjimą rekonstruoti praeities globalius geologinius įvykius.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą