;
Кейсы 10 августа 2020

Самая неизученная часть Антарктики. Рассказываем, что скрывают льды Земли Уилкса

Далее

Несмотря на то, что Антарктиду открыли очень давно, этот континент изо льда все еще остается загадкой для ученых. Рассказываем, что скрывает многокилометровая толща льда, и объясняем все теории, которые возникают вокруг самого спорного участка Антарктиды — Земли Уилкса. Падал ли огромный метеорит на Землю в районе Антарктики? Привел ли он к «великому вымиранию»? Может ли в Антарктиде скрываться массивный объект подо льдами и что уже обнаружили ученые?

Гравитационная аномалия и cвидетельства столкновения с метеоритом

Земля Уилкса (англ. Wilkes Land) расположена в восточной части Антарктиды и представляет собой поверхность материкового ледникового покрова толщиной более 3 км с участками, свободными ото льда у побережья.

В 1958-1960 годах в этом районе проводили комплексные геологические исследования французская и американская экспедиции, которые обнаружили здесь некоторые аномалии силы тяжести. Был оконтурен район аномалий, который имел форму круга диаметром около 240 км. Позже было установлено, что эта гравитационная аномалия очень похожа на те, которые наблюдаются вблизи больших метеоритных кратеров. Тогда было сделано первое предположение, что аномалия образована падением огромного метеорита.

Так называемая «гравитационная аномалия Земли Уилкса» была впервые обнаружена в 2006 году, когда спутники НАСА заметили гравитационные изменения, указывающие на присутствие огромного объекта, находящегося в центре ударного кратера шириной 300 миль.

Изображение высоты суши в Восточной Антарктиде, полученное с помощью радиолокатора. Более высокие возвышения отображаются красным, пурпурным и белым; местоположение кратера Земли Уилкса обведено кружком (над центром). Изображение предоставлено Государственным университетом Огайо. Врезка кратера Чиксулуб включена для сравнения.

(Изображение: Государственный университет Огайо

В 2002 году с космодрома Плесецк были запущены два спутника-близнеца НАСА и Германского центра авиации и космонавтики по программе GRACE (англ. Gravity Recovery and Climate Experiment), которые должны были изучать гравитационное поле Земли. В 2006 году группа исследователей под руководством Ральфа фон Фрезе (Ralph von Frese) и Лэрэми Поттса (Laramie Potts), детально проанализировали данные измерений гравитационного поля Земли, полученные со спутников GRACE, и подтвердили сделанное в 1960-х годах предположение ученых о наличии в этом районе гигантской астроблемы. По уточненным данным, ее диаметр составляет 480 км.

Астроблема — углубление, появившееся на поверхности небесного тела при падении тела меньшего размера. Крупный ударный кратер на поверхности Земли называют астроблемой. Само событие иногда называют импактом или импактным событием. На Земле обнаружено около 150 астроблем.

Эксперимент по восстановлению гравитации и климату (GRACE) был совместной миссией НАСА и Немецкого аэрокосмического центра, которая проходила с марта 2002 года по октябрь 2017 года. Измеряя аномалии силы тяжести, GRACE показала, как масса распределяется по планете и как она изменяется во времени.

Новые подробности 2018 года о гравитационном поле восточной Антарктики, полученные с помощью миссии Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), выявили заметную положительную аномалию силы тяжести в открытом воздухе над погребенным бассейном диаметром примерно 500 км с центром в Антарктиде в северной части Земли Уилкса.

Сравнение размеров крупных кратеров Солнечной системы. Кратер Земли Уилкса — третий слева. Изображение предоставлено Государственным университетом Огайо

Необычная совокупность геологических и геофизических аномалий на Земле Уилкса в Антарктиде дает понять, что эти особенности могут быть обязаны своим происхождением сверхскоростному удару внеземного тела.

Вот некоторые из этих очевидных свидетельств:

  • отрицательная гравитационная аномалия (необычное, отклоняющееся от регулярного проявление гравитационного поля какого-либо объекта);
  • видимая структурная деформация: бассейновые профили в ледниковом щите и подледниковой топографии;
  • наличие каймы, структуры, похожие на края земных, лунных, марсианских и меркурианских ударных кратеров;
  • соответствие между морфологическими размерами и особенностями и размерами земных, лунных, марсианских и меркурианских ударных кратеров, а именно — ширина кромки кратера, высота кромки кратера, глубина кратера и диаметры кратеров.

Спутник НАСА обнаружил «гравитационную аномалию» шириной 300 миль под льдом Антарктиды, соответствующую удару гигантского астероида и вулканическим потокам сибирских ловушек, которые продолжались примерно 2 млн лет и охватывали пермско-триасовое массовое вымирание, которое произошло от 251 до 250 млн лет назад. По оценкам, ударный кратер почти в три раза больше кратера Чиксулуб, завершившего эпоху динозавров (изображение выше), и, предположительно, образовавшегося до мелового образования восточного побережья Антарктики.

Великое вымирание

Некоторые исследователи полагают, что аномалия могла быть остатками гигантского астероида, размер которого намного превосходит астероид, который мог бы привести к уничтожению динозавров. Они уверены, что именно этот астероид и вызвал пермско-триасовое вымирание (неформально в английском языке его называют «Великим вымиранием»), в результате которого погибло 96% морских существ Земли и до 70% наземных организмов.

Этот удар Земли Уилкса намного больше, чем удар, убивший динозавров, и, вероятно, вызвал бы катастрофические повреждения в то время. Все экологические изменения, которые могли бы возникнуть в результате воздействия, создали бы очень едкую среду, которую было действительно трудно вынести. Так что логично, что в то время вымерло много жизни.

Ральф фон Фрезе, был профессором геологических наук в Университете штата Огайо, когда он обнаружил кратер

Однако позже китайские ученые нашли свидетельства того, что Пермское вымирание, крупнейшая катастрофа в истории Земли, произошла за «мгновения» по геологическим меркам, за считанные тысячи лет. Их выводы были представлены в журнале GSA Bulletin.

Существуют свидетельства того, что в это время в атмосферу и океаны были выброшены большие количества углекислого газа и метана, резко изменивших климат и сделавших Землю крайне жаркой и засушливой. Как показывают исследования российских геологов, эти выбросы вышли на поверхность планеты на территории Восточной Сибири, в окрестностях плато Путорана и Норильска, где примерно 252 млн лет назад произошли мощнейшие излияния магмы.

Большинство ученых сегодня уверено в том, что эти излияния лавы были замешаны в вымирании животных, однако конкретный механизм их действия на климат и экосистемы Земли пока остается предметом споров.

Что ученые нашли под слоем льда

Ученые использовали колебания силы тяжести, измеренные спутниками НАСА GRACE, чтобы заглянуть под ледяную поверхность Антарктиды, и обнаружили пробку мантийного материала шириной 320 км — массовую концентрацию, или «маскон» на геологическом языке.

Масконы — планетарный эквивалент шишки на голове. Они образуются там, где большие объекты врезаются в поверхность планеты. При ударе более плотный слой мантии отскакивает от вышележащей коры, которая удерживает его на месте под кратером.

Это регион литосферы планеты, или естественного спутника, вызывающий положительные гравитационные аномалии. Наиболее известны лунные масконы, которые были обнаружены и локализованы по возмущениям в движениях искусственных спутников Луны. Чаще всего масконы расположены под лунными морями, имеющими округлую форму.

Когда ученые наложили свое гравитационное изображение на полученные с воздуха радиолокационные изображения земли подо льдом, они обнаружили, что маскон идеально центрирован внутри круглого гребня шириной около 482 км — кратера, достаточно большого, чтобы удерживать штат Огайо.

Сама по себе конструкция гребня ничего не доказывает. Но для ученых добавление маскона добавляет аргументов к его теории о падении метеорита.

Если бы я увидел такой же масконный сигнал на Луне, то ожидал бы увидеть кратер вокруг него. На Луне есть по крайней мере 20 ударных кратеров такого размера или больше, поэтому нет ничего удивительного в том, что они обнаружены здесь. Активная геология Земли, вероятно, очистила ее поверхность от многих других.

Ральф фон Фрезе

Однако позже ученые признали, что такие «сигналы» открыты для интерпретации. Даже с помощью радиолокационных и гравиметрических измерений ученые только начинают понимать, что происходит внутри планеты. Тем не менее, фон Фрезе сказал, что обстоятельства сигналов радара и маски подтверждают их интерпретацию.

Чтобы оценить, когда произошло столкновение, ученые взяли подсказку из того факта, что маскон все еще виден.

На Луне мы можем видеть кратеры и наблюдать масконы. Загвоздка в том, что на Земле найти масконы почти невозможно, потому что планета геологически активна. Внутренняя часть в конечном итоге восстанавливается, и масконы исчезают. В качестве примера ученые ссылаются на кратер Вредефорт в Южной Африке, который, должно быть, когда-то имел маскон, но сейчас никаких свидетельств этого не видно.

Основываясь на том, что ученые знают о геологической истории региона, маскон Земли Уилкса образовался недавно по геологическим стандартам — вероятно, около 250 млн лет назад. Через полмиллиарда лет маскон Земли Уилкса, вероятно, тоже исчезнет, уверен Ральф фон Фрезе.

Что в итоге?

Некоторые ученые уверены, что в недрах Антарктиды в районе Земли Уилкса скрыт астероид М-класса, то есть состоящий в основном из металлов. Именно он может изменить наше понимание о жизни в космосе. 

Однако сейчас нет никаких способов проверить эту гипотезу. Стоимость экспедиции и бурения льда такой толщины требует огромного количества средств. Кратер находится под Антарктическим ледяным щитом, поэтому его прямые наблюдения невозможны. Однако даже окончательное существование гигантского ударного кратера в два раза больше, чем кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан, внеземного происхождения, в 1,6 км под Землей Уилкса в Восточной Антарктиде, остается спорным. Несмотря на множество исследований, Земля Уилкса остается самой неизученной и манящей ученых территорией.

Читать также

Последний шельфовый ледник в Канаде обрушился в океан. Он потерял 40% за два дня

Посмотрите, что способен увидеть в космосе преемник Хаббла. Обзор телескопа Уэбб

Россия открыла авиасообщения с рядом стран. Насколько безопасно туда лететь?

Загрузка...