Ударное кратерообразование и реголит

Доминирующий процесс формирования ландшафта на безвоздушных мирах: гиперскоростные удары, которые образуют кратеры, измельчают горные породы и покрывают поверхности реголитом.

Definition

Ударное кратерообразование — это геологический процесс, при котором высокоскоростные столкновения образуют кратеры и изменяют планетные поверхности, а реголит — это рыхлый, образованный ударами слой обломков, который является результатом этого процесса.

Scope

Эта тема охватывает физику гиперскоростных ударов, стадии образования простых и сложных кратеров, выбросы и ударный метаморфизм, а также использование распределений кратеров по размерам для датирования планетных поверхностей. Она также охватывает реголит — слой фрагментированных обломков, образующийся в результате многократных ударов, и космическое выветривание, изменяющее открытые поверхности. Применение варьируется от лунной и марсианской хронологии до роли крупных ударов в массовых вымираниях и в доставке и удалении летучих веществ.

Core questions

• Каковы физические стадии гиперскоростного удара, от контакта до окончательного кратера?
• Как подсчет кратеров может выявить возраст планетной поверхности?
• Как многократная ударная бомбардировка со временем образует и перемешивает реголит?
• Какую роль сыграли крупные удары в планетарной и биологической истории?

Key theories

Механика кратерообразования

Удар проходит через контакт и сжатие, образование полости ударно-волновым потоком и модификацию под действием гравитации и отскока, образуя простые чашеобразные кратеры малых размеров и сложные кратеры с центральными пиками и террасами больших размеров.

Кратерно-счетная хронология

Поскольку удары накапливаются со временем, плотность кратеров на поверхности измеряет ее относительный возраст, а калибровка по радиометрически датированным лунным образцам преобразует подсчеты кратеров в абсолютные возрасты, применимые по всей Солнечной системе.

Гипотеза ударного вымирания

Крупный удар в конце мелового периода, о чем свидетельствует глобальный слой, богатый иридием, причастен к массовому вымиранию, иллюстрируя геологические и биологические последствия кратерообразования.

Mechanisms

Импактор ударяет со скоростью в километры в секунду, вызывая ударные волны, которые сжимают, плавят и испаряют мишень и снаряд, затем образуя временную полость, стены и дно которой обрушиваются под действием гравитации. Многократные удары всех размеров разрушают и переворачивают поверхностный материал, образуя реголит, который дополнительно темнеет и краснеет под воздействием микрометеоритной обработки и космического выветривания солнечным ветром.

Clinical relevance

Подсчет кратеров обеспечивает основной хронометр для поверхностей без возвращенных образцов, а ударные процессы доставляют и перераспределяют летучие вещества, обнажают подповерхностный материал и иногда вызывают планетарные катастрофы.

History

Шумейкер установил ударное кратерообразование как строгий геологический процесс в середине XX века, связав Метеоритный кратер и лунные кратеры с гиперскоростным ударом, а не с вулканизмом. Образцы Аполлона откалибровали лунную кратерную хронологию, а открытие Альваресом иридия в 1980 году связало гигантский удар с вымиранием в конце мелового периода, закрепив за ударами роль агентов планетарных и биологических изменений.

Debates

Реальность и время поздней тяжелой бомбардировки

Дискутируется вопрос о том, переживала ли внутренняя Солнечная система дискретный всплеск ударов около 3,9 миллиарда лет назад или плавно снижающийся поток, и это влияет на калибровку кратерной хронологии.

Key figures

• H. Jay Melosh
• Eugene Shoemaker
• Walter Alvarez
• Luis Alvarez

Seminal works

• melosh1989
• alvarez1980

Frequently asked questions

Как ученые определяют возраст поверхности планеты?

Путем подсчета ударных кратеров: на более старых поверхностях накапливается больше кратеров, а скорость образования лунных кратеров, откалиброванная по образцам Аполлона, позволяет исследователям оценивать абсолютные возрасты в других местах.

Что такое реголит?

Это слой рыхлой, измельченной породы и пыли, покрывающий безвоздушные тела, образующийся в результате бесчисленных ударов, измельчающих и переворачивающих поверхность с течением времени.