A válaszok meg vannak írva a csillagokban (34)
Kráterek (4)
>>> előző rész folytatása >>>
A becsapódás folyamata
A becsapódás által létrehozott szerkezet minőségi besorolása elsősorban a becsapódó test sebességének függvénye.
Amennyiben a létrejött szerkezet mindössze egy gödör, ez egy kis sebességű test egyszerű mechanikus ütközésére és becsapódására utal. Ilyen egyszerű szerkezetek például az 1947-es becsapódásnál keletkezett Sikhote-Alin (Szibéria) és az 1976-os Kirin (Kína) „kráterek”.
Valódi kráterek nagy sebességű testek becsapódásai nyomán keletkeznek. Az ilyen becsapódások együtt járnak a kőzetben sebesen terjedő, 10 km/s sebességtartományba tartozó lökéshullámok kialakulásával, 10–500 GPa (gigapascal) nagy nyomással, és 2000 C° körüli magas hőmérséklettel. A nagy sebességű testek becsapódásának folyamata és az ehhez szorosan kapcsolódó kráterképződés, Hargitai (2007) összeállításának figyelembe vételével, három szakaszra (fázisra) tagolódik: érintkezés és összenyomás, kivájás, átalakulás.
Érintkezés és összenyomás
Az első, avagy kezdeti szakaszban az érintkezés és összenyomás a becsapódó test („lövedék”) közvetlen hatására történik. A felszín elérése után a kőzet a testet lefékezi, miközben a test a kőzetet összenyomja, és abba behatol. A behatolás mélységét nem csak a test sebessége, de annak egyéb fizikai tulajdonságai is befolyásolják, egyebek közt alakja, becsapódás előtti hőmérséklete, úgyszintén a becsapódási felszín kőzetének keménysége és rugalmassága, melyek mind fontos szerepet játszanak. Általánosságban azonban kijelenthető, és ezt kísérletek bizonyítják, hogy a test behatolásának mélysége nagyjából megegyezik a saját átmérőjével. A behatoló test megrepeszti a kőzetet, mozgási energiáját pedig lökéshullám formájában annak átadja. A lövedék legmélyebb behatolási pontja egyben a lökéshullám központja. A lökéshullám energiája, amely ott és akkor a legnagyobb, általában 100 GPa körüli nyomást hoz létre.
A lökéshullám két részre oszlik: egyik része a kőzetben kezd tovaterjedni, másik része azonban visszaverődik a becsapódó test hátuljáig, onnan pedig ismét vissza annak elejére. A lökéshullám nagyjából annyi idő alatt éri el a test hátulját, amennyi alatt a test egy átmérőnyi távolságot az eredeti sebességével megtesz. Ez még egy 50 km átmérőjű, 25 km/s sebességgel mozgó test esetén is csak 2 másodperc. A visszaforduló lökéshullám ennél párszor hosszabb idő alatt éri el a becsapódó test elejét.
A becsapódó test már a becsapódás előtt is jelentős hőenergiát tárol, amely a légkörrel való súrlódásból keletkezett, ehhez azonban hirtelen hozzáadódik a becsapódási felszínnel való súrlódás miatt keletkező hőmennyiség, valamint a lökéshullám által kiváltott kőzetnyomásból felszabaduló szintén nagy mennyiségű hő. Az így összeadódott hatalmas hőenergia úgy a becsapódó testet, mint a körülötte lévő kőzetet teljes egészében vagy legalábbis részben megolvasztja és elpárologtatja. A becsapódó test és a célkőzet elpárolgott anyaga gőzfelhőként (vapor plume) fog lebegni a kráter felett. Az érintkezés és összenyomás szakasza ezzel véget ér. Ez a kezdeti szakasz a legnagyobb becsapódásoknál sem tart néhány másodpercnél tovább.
Kivájás
A második, vagyis középső szakaszban a krátert a kőzetben terjedő lökéshullám óriási energiája alakítja. A lökéshullám kőzetre kifejtett hatása kivájást okoz.
A hullám visszaverődik a felszínről, statikus energiája mozgási energiává alakul, melynek hatására a kőzet szimmetrikusan felfelé, lefelé, és kifelé lökődik. A kivájt anyag áramlási sebessége csupán néhány km/s. A folyamat kinyit egy átmeneti krátert, amely hamarosan tál alakot vesz fel.
Az átmeneti kráter felső része a kilökési zóna. Az innen távozó törmelék sebessége akár több km/s is lehet, így annak egy része a hamarosan keletkező krátersáncon kívülre is eljuthat. A krátersánc azért alakul ki, mert a lökéshullám ereje olyan nagy, hogy a becsapódás helyétől távol is képes az anyagnak deformációkat okozni, és azt ott kilökni.
Az átmeneti kráter alsó része (aljzata) az áthelyezési zóna. Az anyag ott lefelé és sugárirányban kifelé próbál mozogni, de a felszínt nem éri el. Az átmeneti kráter mélysége az áthelyezési zónának a legmélyebb pontjáig tart, ahonnan anyag már nem távozik. A kráter aljzata általában a környező felszín alatti szintben van. A kráterfenék alatt valamelyest elmozdult kőzetek együttesen a parautokton nevet viselik. A kőzetek ott nem teljesen töredeznek szét, inkább deformálódnak és az egyszerű kráterek esetében lefelé mozognak, illetve komplex kráterek közepén kiemelkednek. A szomszédos kőzetek egymáshoz képest csak kissé mozdulnak el, majdnem helyükön maradnak, innen a parautokton elnevezés. A parautokton kráterközépi tartománya nyomáskúpokat tartalmazhat. Jellemző kőzetei a helyben keletkezett, olvadékot nem tartalmazó, lencséket alkotó breccsák, csakúgy, mint a dike-szerű, szabálytalan impaktit breccsatestek, a tachylitek. Ezek sűrű, finomkristályos, feketés-zöldes mátrixba ágyazott, az eredeti kőzetből származó tömböket tartalmazhatnak, mint például az egyik legismertebb kráter, a Sudbury (Ontario, Kanada) esetében.
Miután az átmeneti kráter elérte legnagyobb szélességét, a lökéshullám energiája oly mértékben lecsökken, hogy az 1–2 GPa maradéknyomás már nem képes kilökni több anyagot, a kilökött kőzettörmelék pedig a nehézkedés hatására elkezd lehullani. Ez az egyensúlyi pillanat egyben a kivájás vége. A szakasz időtartama jórészt a kráter átmérőjétől függ, így 1 km-es kráternél 6 másodperc, 200 km-esnél 90 másodperc körül lehet.
A lökéshullám a továbbiakban nem befolyásolja a kráterképződést. Csupán szokásos szeizmikus hullámként, a kőzetre jellemző hangsebességgel (5–8 km/s) terjed tovább. Ez már „csak” arra elegendő, hogy kőzetdeformációkat, töréseket, földcsuszamlásokat okozzon, akár a krátersánctól távolabb is, hasonlóan ahhoz, ahogy az egy „hagyományos” földrengés esetében is történne.
Átalakulás
A harmadik, avagy befejező szakasz, az átalakulás. A szakasz két részből áll.
Az első részben, a gravitáció és a kőzet mechanikai elváltozásai a még átmeneti krátert módosítják. Ez a rész akkor ér véget, amikor megszűnik a törmelék hullása.
A második részben megszűnik a kráter átmeneti jellege, lassan kialakul a jelenleg megfigyelhető formája. Az átalakulásban számos folyamat közrejátszhat: erózió, feltöltődés, kiemelkedés, összeomlás, izosztatikus kiegyenlítődés, üledék-lerakódás, csuszamlás és más tömegmozgások, későbbi becsapódások.
>>> folytatása következik >>>
Dorombi meséi
Történet, tudományos ismeretterjesztés, világkép.
• „Csillagos mesék” – igaz történetek, tudományos-ismeretterjesztő írások, a világról alkotott személyes meglátások.
• „Alternatív fikciók” – különleges történetek, amelyek a valóságból kiindulva többé-kevésbé az írói képzelet termékei.
• „Közérdekű vélemények” – olvasói írások, kommentek, igényes tartalmi és erkölcsi kivitelben.
Tartalmas kikapcsolódás, művelődés, kellemes időtöltés.
