Необычный рельеф нашей планеты

В ноябре 2018 года ученые наконец подтвердили, что обнаруженный 3 года назад огромный кратер в районе Гренландии действительно внеземного происхождения: отметину шириной в 31 километр оставил метеорит. Когда именно произошло столкновение, еще не установлено — в отличие от природы десятков других воронок и образований, некоторые из которых появились на наших глазах.

Вся поверхность Земли испещрена ямами, провалами, разломами и углублениями природного происхождения: одни возникли из-за столкновения с космическими объектами, другие же стали результатом долгих геологических процессов. Независимо от генезиса эти воронки всегда остаются в фокусе внимания ученых: голубую дыру у побережья Белиза начинал изучать еще Жак-Ив Кусто, а после за её исследование берётся его внук, Фабьен Кусто в проекте «Голубая дыра: погружение в бездну», который вышел на Discovery Channel.

Фабьен Кусто

Звездные раны

Кратеры, возникшие от падения на Землю астероидов, называют красивым словом астроблема, что в переводе означает «звездная рана». Самый большой ударный кратер находится в ЮАР, в провинции Фри-Стейт, в 120 километрах от Йоханнесбурга. Это Вредефорт: 300 километров в диаметре, возраст — приблизительно 2 млрд лет, что делает его еще и одним из древнейших астроблем в истории нашей планеты. По оценкам ученых, диаметр астероида, оставившего такой след, составлял не меньше 10 км. Кратер, название которому дал город Вредефорт, находящийся неподалеку, занимает около 6% площади ЮАР, а внутри расположились 3 города и озеро. В 2005 Вредефорт был включен в список объектов Всемирного Наследия ЮНЕСКО.

Еще один уникальный кратер — Чиксулуб в Мексике. По размерам он уступает Вредефорту — диаметр его около 180 км, — однако по разрушительности, вероятно, с ним никто не сравнится. Сегодня ученые почти сошлись во мнении, что этот кратер остался от падения астероида, ставшего причиной массового мел-третичного вымирания 65 млн лет назад. Чиксулуб (что на языке майя значит «демон клещей») находится на полуострове Юкатан и частично уходит в океан — именно там в 1970-е годы впервые были обнаружены кольцевые дуги во время разработки нефтегазовых месторождения в Мексиканском заливе. Данные исследований показывают, что кратер действительно образовался 65 млн лет назад от падения астероида диаметром 10 км. По расчетам, от столкновения произошел выброс энергии равный 100 тератоннам в тротиловом эквиваленте — что в два миллиона раз больше мощности самого крупного термоядерного устройства, советской «Царь-бомбы» (58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте). Детальное моделирование удара и его последствий, проведенное в 2016 году, позволяет реконструировать развитие событий после падения: столкновение произошло на скорости не менее 1 км/с и под углом около 60 градусов, следовательно, можно предполагать, что удар выбросил порядка 325 млрд т серы и 425 млрд т углекислого газа. Эти цифры как минимум в 10 раз выше, чем совокупность всех глобальных выбросов за 2014 год, поэтому 65 млн лет назад это количество пыли, серы и углекислого газа стало барьером для проникновения солнечных лучей, вызывав глобальное падение температуры примерно на 28 градусов на суше и на 11 — в Мировом океане. Помимо этого, удар вызвал серию разрушительных цунами, землетрясений, извержений вулканов, лесных пожаров, приостановился примерно на полтора года процесс фотосинтеза, фитопланктон потерял среду обитания, из-за чего не смогли выживать морские животные. В целом, исследователи сравнивают последствия столкновения с ядерной зимой — и в этом случае Чиксулуб можно назвать эпицентром.

Есть астроблемы и в России: некоторые из них достаточно известны, а о других многие даже не подозревают. Так, например, Калуга располагается в самом центре метеоритного кратера. В диаметре он едва достигает 15 км, а возраст его оценивается в 380 миллионов лет, при этом, в отличие от многих других отметин, калужский кратер погребен под 800-метровой толщей осадочных пород, из-за чего его не видно из космоса. А вот Попигайский кратер заметен на спутниковых фото: эта астроблема находится в Сибири и занимает 4 место в списке крупнейших кратеров в мире. В диаметре кратер достигает ста километров: он раскинулся частично в Красноярском крае, а частично — в Якутии. Котлован кратера пустует — его никто так и не заселил, и на всей огромной территории возник всего один поселок — Попигай, в 13 км от центра. Кратер был образован ударом астероида 35,7 млн лет назад: ученые предполагают, что он был частью множественной метеоритной бомбардировки

Морская бездна смотрит в ответ

Кратеры могут образовываться не только на суше, но и в толще воды или на морском дне, только называются иначе, да и происхождение у них другое. Наиболее изученные и часто встречающиеся «ямы» — это голубые дыры. Так называют в целом все карстовые воронки, заполненные водой и расположенные ниже уровня моря. Они образуются на суше, когда там нет еще никакой воды. Впоследствии, когда уровень океана поднимается, воронка превращается в своеобразную впадину на дне водоема: если смотреть на нее сверху, она будет контрастно выделяться темно-голубым цветом на фоне более светлой воды вокруг, поэтому такие карстовые воронки и зовут дырами. Самая глубокая голубая дыра в мире находится в районе Парасельских островов, входящих в необитаемый архипелаг Южно-Китайского моря, в 230 км к югу от китайского острова Хайнань. Она носит имя Дыра дракона и была открыта сравнительно недавно, несколько лет назад. Она уходит на глубину более 300 метров, причем жизнь была обнаружена только на самом верху, где обитают около 20 видов, а вот ниже ста метров, где почти нет кислорода, ученым не удалось заметить ни малейших признаков жизни.

Большая голубая дыра, несмотря на название, не находится даже на втором месте по размерам, однако постоянно привлекает десятки туристов и дайверов, стремящихся проникнуть на ее глубину. Она находится в центре Лайтхаус-Рифа, который входит в состав Белизского барьерного рифа в Центральной Америке. Это круглая карстовая воронка диаметром 300 метров, уходящая на глубину 124 метра. Большая голубая дыра образовалась из известняковых пещер, которые в свою очередь сформировались в ходе последнего ледникового периода, кода уровень моря был заметно ниже. Позже океан поднялся, пещеру затопило, ее свод рухнул, создав воронку — таких геологических образований очень много вдоль побережья Белиза. Начало серьезным исследованиям Большой голубой дыры положил Жак-Ив Кусто, который включил её в список 10 лучших мест в мире для ныряния. Именно он впервые измерил ее глубину и подтвердил гипотезу о генезисе этого образования, а в 1972 году его экспедиция спустилась в дыру на одноместных субмаринах и обнаружила там массивные сталактиты, анализ которых показал, что дыра была образована в несколько этапов в разные отрезки четвертичного оледенения (153 000; 66000; 60000; и 15 000 лет назад). Помимо этого, в Большой голубой дыре встречаются удивительные создания вроде акул-нянек, рифовых акул, включая карибскую рифовую, а также гигантские груперы. Во время приливов на месте дыры образуются мощные водовороты, в которых нередко гибнут дайверы. Разгадать тайны этого портала в причудливый глубоководный мир решил внук Жака-Ива Кусто, Фабьен, который отправится с проектом «Большая голубая дыра: погружение в бездну». Участники программы опустятся на дно Большой голубой дыры в специальном пилотируемом подводном аппарате, а еще одна субмарина, оборудованная дополнительными источниками света, покажет зрителям те уровни, которые обычно скрывает тьма.

Черные дыры возникают не только в глубоком космосе, но и в глубоком океане: такой формат рельефа наиболее часто встречается у побережья Багамских остров. Среди самых известных — черная дыра Андроса, которая разверзлась неподалеку от острова Южный Андрос. Если голубые дыры больше похожи на вертикальную пещеру, соединяющуюся с океаном, в которые регулярно поступает кислородсодержащая вода, то черные дыры — это колонны в море или океане без боковых проходов, заполненные застойной водой и не связанные напрямую с источником воды. Дно у голубых дыр выложено белым песком, который отражает синий цвет, в то время как черные дыры — название тут несколько вводит в заблуждение — обычно темно-фиолетовые. Такой необычный окрас связан с тем, что на глубине 18-19 метров у черной дыры Андроса обнаруживается метровый ядовитый слой бактерий, плавающих между насыщенной кислородом верхней частью и почти бескислородной нижней частью воронки. Странные слои воды имеют очень высокий уровень токсичного сероводорода. Граница между двумя водными массами характеризуется резкими разрывами в физико-химических градиентах: соленость увеличивается с 12 до 35 psu, а температура — с 29 ° C до 36 ° C; а вот рН снижается с 8,6 до 6,45. Впервые черную дыру Андроса исследовала ученый и водолаз Штеффи Швабе: она первой проникла за творожистый чернильный слой бактерий, хотя поначалу и приняла его за дно. Внизу оказался слой чистой воды, за которым следовал еще один фиолетовый «разделитель», похожий на желе. Бактерии же здесь не только процветают, но и сохраняют воду именно такой, какой она была в течение последних 3,5 миллиардов лет, что потенциально делает черную дыру Андроса своеобразной капсулой времени, содержащей информации о климате и биологии Земли в прошлом.

Небесные и дьявольские ловушки

Газовый кратер Дарваза, находящийся в Туркменистане, местные жители прозвали «вратами ада». Огромная огненная 60-метровая воронка, уходящая на глубину на 20 метров, выглядит действительно так, будто земля действительно просто в одночасье разверзлась прямо посреди пустыни Каракум. Дарваза горит вот уже 47 лет: он образовался здесь в 1971 году, когда геологи проводили разведывательные работы и случайно наткнулись на пустоту, заполненную газом. В месте бурения тут же образовался кратер, из которого начали вырываться пары газа. Рабочие сами решили поджечь разлом: им показалось, что пара дней пожара гораздо менее губительна, чем огромная яма, наполненная газом, отравляющим всё живое вокруг. Но они несколько ошиблись в расчетах, и вместо пары дней гигантский кратер безостановочно полыхает почти полвека подряд. За это время побывать внутри разлома удалось лишь одному человеку — опытному альпинисту Джорджу Коронису, которому пришлось надеть специальный жаропрочный костюм и взять с собой аппарат дыхания и уникальное огнеупорное снаряжение.

Уравновешивает эти «адские врата» Сяочжай Тянкен, то есть Небесная яма — глубочайшая карстовая воронка на планете. Она расположена в Китае, в районе Чунцин, и представляет собой огромную чашеобразную впадину посреди зеленого массива: Небесная яма уходит вниз на 660 метров и растянулась 530 метров в ширину. Исследователи считают, что она образовалась примерно 128 тысяч лет назад. Особенно эффектно воронка смотрится в сезон дождей, когда с ее стен спадают водопады. Небесная яма стала популярна не только у туристов (для которых тут созданы все условия, включая обзорные площадки и лестницу в 2800 ступеней), но и у охотников за экстримом.