Астроном рассказал о метеоритных кратерах на Харьковщине и в Украине

Алексей Голубов, научный сотрудник из НИИ Астрономии ХНУ им. Каразина рассказал о метеоритных кратерах на Харьковщине и в Украине, об их связи с историей Солнечной системы и поделился новостями из космоса.

— Алексей, расскажите, пожалуйста, есть ли на Харьковщине кратеры, образованные упавшими метеоритами?

— Кратеров, которые были бы достаточно хорошо исследованы и вне сомнений доказано их мереоритное происхождение — нет. Но есть один вероятный кандидат. Он расположен к северо-востоку от села Терновая Чугуевского района, имеет овальную форму, размер около километра, вал высотой около 10-25 метров. Но необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, действительно ли этот вал образовался в результате падения метеорита или из-за обычных земных геологических процессов.

Спутниковое изображение возможного метеоритного кратера возле Терновой Чугуевского района (по данным Карт Google).

— Расскажите, пожалуйста, «астрономическую» историю происхождения озера в Борках.

— Я встречал упоминания о наблюдении яркого болида в Борках в 1873 году и об образовании озера на месте его падения. Но все эти истории были основаны на слухах, типа «мне рассказал мой дед, а ему, в свою очередь, его дед». Никаких научных работ на эту тему мне найти не удалось. Если имеется в виду озеро диаметром около 400 метров к югу от Борок, то метеорит, создавший такой кратер, должен был бы превышать по размеру тот метеорит, который упал в 2013 году около Челябинска. Вряд ли падение такого крупного метеорита около Харькова, который уже тогда был крупным городом и университетским центром, могло пройти незамеченным. Думаю, рассказы об образовании озера — всё-таки, городская легенда.

— А в других регионах Украины есть метеоритные кратеры?

— Больше всего метеоритных кратеров в Центральной Украине. Это один из богатейших на кратеры регионов Земли, так как залегающий под ним Украинский кристаллический щит очень стабилен в геологическом отношении. Это позволяет кратерам сохраняться в течение длительного времени. Там находится 7 объектов, с метеоритным происхождением которых согласны практически все исследователи — Болтышский и Зеленогайский кратеры в Кировоградской области, Белиловский кратер в Житомирской области, Ильинецкий кратер в Винницкой области, Оболонский кратер в Полтавской
области, Ротмистровский кратер в Черкасской области и Терновской кратер в Днепропетровской области.  Пожалуй, самый известный из них — Ильинецкий кратер в Винницкой области. Он единственный из всех выходит на поверхность, остальные полностью покрыты слоем осадочных пород. Но даже оказавшись внутри него, вам будет сложно угадать, что вы находитесь внутри кратера. Вы увидите только холмы и углубления, почти до неузнаваемости изменённые ветром, водой и растительностью за миллионы лет, прошедшие после падения метеорита.

Фото Ильинецкого кратера

— Какой возраст имеют украинские кратеры?

— Самый молодой из украинских кратеров, Болтышский, имеет возраст 65 миллионов лет, самый старый, Ильинецкий, — около 400 миллионов. Наверное, представить эти числа тяжело. Кажется, что и тысяча, и миллион, и миллиард лет — это просто очень много. Но это по-разному много. Тысячи лет — это исторические времена, миллионы лет — типичные геологические и эволюционные времена, миллиарды лет — это уже космологические масштабы времён. Скажем, возраст Вселенной со времени Большого взрыва — 13,8 миллиардов лет, последний общий предок человека и шимпанзе жил примерно 6 миллионов лет назад, а пирамида Хеопса была построена “всего” 4,5 тысячи лет назад. Так вот, Ильинецкий кратер возник примерно тогда, когда на сушу вышли первые земноводные, а Болтышский — в эпоху вымирания динозавров. Причём, кратер Чиксулуб в Мексике, предположительно послуживший причиной вымирания динозавров, оказывается по возрасту настолько близок к Болтышскому кратеру, что некоторые исследователи предполагают, что тела, создавшие эти кратеры, являются обломками одного и того же астероида.

— Из чего могли состоять небесные тела, образовавшие такие кратеры?

— В основном, это были астероиды размером в сотни-тысячи метров. Земля постоянно бомбардируется из космоса частицами разных размеров. Миллиметровые частицы влетают в атмосферу ежеминутно, сгорая в её верхних слоях как метеоры. Метровые частицы прилетают примерно раз в год. Они теряют большую часть массы за время полёта в атмосфере, но их остатки могут упасть на Землю как метеориты. Километровые же астероиды падают на Землю только раз в миллион лет. Но, поскольку возраст Земли 4,5 миллиарда лет, за это время уже успело возникнуть много метеоритных кратеров. Многие из них стёрлись геологическими процессами. Не все места так стабильны, как Украинский кристаллический щит.

— Расскажите, пожалуйста, что происходит в результате столкновения Земли с астероидом?

— Если, например, астероид размером порядка километра подлетает к Земле на скорости несколько десятков километров в секунду, он проходит земную атмосферу, почти не теряя скорости, врезается в поверхность земли, но и после этого не останавливается сразу, а по инерции уходит на некоторую глубину. Уже там он останавливается. Его кинетическая энергия переходит в тепло, нагревая окружающий материал. Ударная волна разбрасывает материал. Небольшая часть материала может даже быть выброшена обратно в космос: по крайней мере, некоторые метеориты, падающие на Землю, прилетают с Луны и Марса, откуда они были выбиты столкновениями с астероидами.

— А как связан пояс астероидов с историей происхождения солнечной системы?

— Солнечная система возникла и эволюционировала как единое целое, и разнообразных связей между её компонентами очень много. Планеты сформировались в результате гравитационного притяжения тел меньших размеров, таких, как нынешние астероиды. В поясе астероидов планета не сформировалась, так как Юпитер своей гравитацией успел возмутить орбиты близлежащих тел, разбросать их и уменьшить массу пояса астероидов настолько, что на планету массы уже не хватило. Так что пояс астероидов — последний заповедник, в котором сохранились строительные блоки, из которых были образованы планеты. Если в планетах горные породы полностью переплавились, то в астероидах мы можем изучать их в первозданном виде. Доставка воды на молодую Землю, возможно, также осуществлялась объектами из пояса астероидов.

— Какие процессы в Галактике послужили причиной его образования?

— Межзвёздное пространство нашей Галактики наполнено очень разреженным газом, который постоянно нагревается соседними звёздами или остывает, излучая свет, смешивается с газом, выбрасываемым сверхновыми звёздами или падающим на нашу галактику из межгалактического пространства, испытывает на себе действие ударных волн, гравитационных и магнитных полей. Он находится в сложном турбулентном движении, и его температура и плотность постоянно изменяются. Когда какое-то облако газа оказывается достаточно плотным, сжимающая его сила гравитации берёт верх над противостоящей ей силой газового давления, и облако начинает схлопываться, дробясь на звёзды. При сжатии каждая такая молодая звезда нагревается, и температура в её центре поднимается так сильно, что там загораются термоядерная реакция.

— А как давно, по Вашему мнению, образовалось наше Солнце?

— Современные модели дают возраст Солнца около 4,57-4,59 миллиардов лет назад. Они получены с помощью теоретического моделирования скоростей термоядерных реакций в недрах Солнца, а также используют определение внутреннего строения Солнца по колебаниям яркости его поверхности — так называемый метод гелиосейсмологии. Сравнивая с возрастом Вселенной (13,8 миллиардов лет), можно сказать, что Солнце образовалось, когда Вселенная была на треть моложе, чем сейчас.

— Сколько длился процесс его «рождения»?

— Порядка 50 миллионов лет. Но это очень примерно. И неточность тут даже не из-за проблем с теоретическими моделями. Модели довольно хороши, основаны на компьютерном моделировании физических процессов, согласуются с имеющимися наблюдательными данными по молодым звёздам. Но чисто терминологически тут сложно определить чёткие границы: какой момент жизни неоднородного и постоянно меняющегося газового облака считать началом звездообразования, и какой момент в жизни сжимающейся и нагревающейся протозвезды считать её превращением в звезду.

— Когда и в каком порядке возникли планеты Солнечной системы?

— Примерно тогда же, в первые десятки миллионов лет после начала образования Солнца. Газовые гиганты завершили своё образование первыми, примерно за первые 10 миллионов лет. После этого молодое Солнце своим излучением рассеяло газ, и с тех пор газовые гиганты уже почти не росли. Планеты Земной группы образовывались несколько дольше. После рассеяния газа во внутренней части Солнечной системы осталось большое число зародышей планет. Они притягивали друг друга, сталкивались, их число уменьшалось, а средний размер рос, пока из них всех не осталось только 4 планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), плюс мелкие зародыши несостоявшейся планеты в поясе астероидов.

— Как происходило образование планет?

— Когда из сжимающегося газа начинало формироваться Солнце, это газовое облако немного вращалось: просто из-за случайных взаимодействий этого газа с другими массами газа по соседству. Когда вращающийся газ сжался, вращение сильно ускорилось, как ускоряется вращение фигуриста, когда он раскинутые в сторону руки прижимает к туловищу. Возникшая из-за этого центробежная сила замедляла дальнейшее сжатие газа и заставляла его сплющиваться в диск. Пыль, присутствовавшая в газе, оседала на плоскость диска. Из этих пылинок, слипавшихся друг с другом под действием молекулярных сил и гравитации, и сформоровались планеты.

 — А откуда в газовом облаке взялась пыль?

— Конечно, в первые минуты существования Вселенной в ней возникли почти исключительно водород и гелий. Вселенная слишком быстро расширялась и остывала, чтоб более тяжёлые элементы успели сформироваться. Они сформировались позже, в недрах звёзд. Помните, когда Солнце образовывалось, Вселенная была всего лишь на треть моложе, чем сейчас. К этому моменту успело возникнуть много других звёзд, в результате термоядерных реакций создать тяжёлые элементы, потерять свои внешние оболочки в результате звёздных ветров или взрывов сверхновых и разбросать тяжёлые элементы по всей Галактике. Поэтому газовое облако, из которого формировалось Солнце, было уже обогащено элементами тяжелее гелия. В то время, как водород и гелий оставались в газообразном состоянии, состоящие из более тяжёлых элементов силикаты, карбонаты, металлы сконденсировались в пыль. Из этих пылинок, в конечном счёте, и сформировалась Земля. Разве не удивительно осознавать, что водород, составляющий 10% массы наших тел, возник в первые 3 минуты существования Вселенной, а остальные элементы пришли из недр звёзд?

 — Какие интересные события в Солнечной системе будут иметь место в ближайшее время? 

— 11 ноября Меркурий пройдёт по диску Солнца. 10 января 2020 года будет видно лунное затмение. 26 декабря 2019 произойдёт солнечное затмение, но в Украине его не будет видно. В декабре 2019 года должен быть запущен китайский космический аппарат Чанъэ-5, который доставит пробы грунта с Луны, впервые после советской Луны-24 1976 года. А Японский космический аппарат Хаябуса-2, который в настоящее время исследует астероид Рюгу, в декабре этого года должен отправиться назад к Земле, чтобы в конце 2020 доставить пробу грунта с астероида. Американская миссия OSIRIS-REХ прямо сейчас исследует астероид Бенну. В середине 2020 года она тоже возьмёт пробу грунта с астероида, и полу-годом позже отправится на Землю.