A válaszok meg vannak írva a csillagokban (44)
Impaktitok (4)
>>> előző rész folytatása >>>
A célfelszín becsapódás által megviselt kőzetei
A becsapódás alapvetően felszínközeli jelenség, így az impaktitok csak relatív vékony rétegeket alkotnak. Ezek a rétegek különösen érzékenyek az erózióra – ahol ez létezik, ott hamar lepusztulnak. Ha viszont befedik őket az üledékek, amelyek szerencsés esetben megmaradnak és szigetelő hatást biztosítanak, eróziótól védettek lesznek. Ha a kráterben krátertó keletkezik, a törmelék akár hosszú ideig védve maradhat az eróziótól. Az így megőrződött kőzetek, amennyiben fellelhetők, a szokásos módszerekkel tanulmányozhatók. A felszín anyagából sokféle impaktit jöhet létre. Az alábbiakban megemlítek néhány példát.
Becsapódási törmelékek
Lehetnek konszolidálatlanok vagy konszolidáltak. A konszolidálatlanok közé tartoznak az impakt regolitok – ilyenek például a mikrometeor-bombázás porai. Ha az impakt regolitok konszolidálódnak, regolitbreccsák keletkeznek.
Mikrometeor-bombázások porai
Bár általában nem szokták az impaktitokhoz sorolni, a légkör nélküli vagy rendkívül ritka légkörű égitestek esetében a porok mégiscsak inkább ezekhez tartoznak. A por lényegében nem más, mint egy impaktoklasztikus üledék, ballisztikusan kidobott majd leülepedett finomszemcsés becsapódási törmelék, egy konszolidálatlan impakt regolit. Milliárd évekig tartó állandó mikrometeor-bombázás hatására a felszín sok becsapódási eseményen átesett kőzetei végül teljesen felaprózódnak és finom porrá alakulnak. Ilyen például a holdi por, amely az űrhajósok beszámolói szerint meglehetősen tapadós – ezt állítólag közvetlenül tapasztalták, amikor rátapadt a ruhájukra és felszerelésükre.
Proximális impaktitok
Sokfélék lehetnek és több módon osztályozhatók. Mivel egyes csoportok tagjai több rendszerezési feltételnek megfelelnek, akár több helyre is besorolhatók. A proximális impaktitok számos példáját lehetne felhozni, ettől azonban ezennel eltekintek. A teljesség igénye nélkül megemlítem a sokkolt kőzetek nyomáskúpjait és sokk-metamorfózis során átalakult ásványait, a kőzetolvadék breccsákat, az impakt breccsák közül pedig a telérbreccsákat és a sueviteket.
Sokkolt kőzetek
A becsapódás helyén és a sáncon a nagy nyomás (2–100 GPa) és hőmérséklet hatására a kőzeteket és ásványokat erős sokk-hatás éri, melyből kifolyólag azok átalakulnak – az átalakulás tudományos neve sokk-metamorfózis. Ha a nyomásviszonyok meghaladják a Hugoniot rugalmassági határt, amely a legtöbb esetben 5–10 GPa, az adott ásvány vagy kőzet maradandó elváltozásokat szenved. Az egyetlen ismert természetes felszínközeli folyamat, amely során ilyen nyomás létrejöhet, a nagysebességű becsapódás (Gucsik 2003). Hasonló átalakulások regionális metamorfózis esetében is létrejönnek, de az ehhez szükséges körülmények a Földön csak 75–1000 km mélységben léteznek. Ha a regionális metamorfózis lehetőségét sikerül kizárni, a felszínen talált átalakult kőzetek és ásványok, valamint az ezekből létrejött képződmények, egyértelműen becsapódásra utalnak.
Már csaknem fél évszázada annak, hogy általánosan elfogadottá vált a nézet, mely szerint nagy sebességű lökéshullámok természetes módon csak becsapódásos esemény hatására jönnek létre. Ez nagymértékben elősegítette úgy a sokk-hatás felismerését, mint a tény megállapítását, hogy a meteorit törmelékek hiánya nem zárja ki bizonyos szerkezetek becsapódásos eredetét. Megállapítást nyert az is, hogy a kőzetek és ásványok a nyomás függvényében differenciáltan alakulnak át. 2 GPa nyomásig a törés és breccsásodás jellemző; sokk-képződmények rendszerint nagyobb nyomáson jönnek létre. 2–30 GPa határok közötti nyomásra jellegzetes sokk-hatás képződmények alakulnak ki.
Nyomáskúpok
A nyomáskúp az egyetlen olyan makroszkopikus méretű szerkezet, amely sokk-hatásra keletkezett. Noha a nyomáskúpok kialakulásának magyarázata még nem teljesen kidolgozott, jelenlétük, a törésekkel ellentétben, a becsapódás egyértelmű bizonyítékának tekintendő. A nyomáskúpok ritka földtani jellegzetességek, melyeknek létrejötte csak a nagy meteorkráterek alatti alapkőzetben ismeretes (French 1998, Sagy et al. 2004). Leginkább a felszín alatt, a kráter közepe táján lévő kiemelt területen találhatók. Lehetnek kicsik, csupán néhány milliméteresek, de nagyobbak, akár több méteresek is. A Slate Islands (Kanada) becsapódási szerkezetből egy 10 m körüli óriáspéldányt is leírtak.
Nyomáskúpok 1–6 GPa nyomásnál keletkeznek (Baratoux & Melosh 2003). Bármilyen kőzetben, egyedileg vagy csoportosan létrejöhetnek, a legszebben megőrzöttek azonban finomszemcsés mészkövekben találhatók, például a Steinheim-medencében. A főkúpon gyakran parazitakúpok is előfordulnak.
Ahogy nevük is sugallja, a nyomáskúpok jellegzetesen kúpalakúak. Felszínükön a kúp csúcsából (apex) szétsugárzó vastag barázdák (striae) találhatók. A sugarasan szétágazó, lófarokszerűen barázdált felszín különös mintázatának megfigyelése a terepmunka során hasznos azonosítási jelleg. Fontos meghatározni a kúp csúcsának irányát is, mert az a lökéshullám forrása felé, az impakt kráter közepe felé mutat. A becsapódástól távolodva a V alakú minta által bezárt szög növekszik („kinyílik”) – a mérési adatok hasznosak lehetnek a helyi nyomásviszonyok meghatározására (Gucsik 2003).
Sokk-metamorfózis során átalakult ásványok
A következő felsorolás csupán néhány jellegzetes példa a sok közül, mivel a különböző kőzeteket alkotó ásvány-társulások jellegzetes változatosságot mutatnak, a természetben előforduló ásványok száma pedig több ezres nagyságrendű.
SOKK HATÁSÁRA TÖRTÉNŐ ÁSVÁNY-ÁTALAKULÁSOK
• 8–25 GP nyomás között az ásványokban mikroszkopikus deformációs jellegzetességek alakulnak ki. Ezek az elváltozások jól megfigyelhetők a földpátokon.
• 12–30 GPa között a sokkhatást szenvedett kvarc nagy sűrűségű polimorf módosulatokba megy át: létrejön a coesit (2,93 g/cm3) és a stishovit (4,23 g/cm3).
• 25–40 GPa nyomásnál egyes ásványok, polimorfok kíséretében, amorf üveggé alakulnak.
• 50 GPa feletti nyomáson és 1700 °C feletti hőmérsékleten a kvarcból lechatelierit olvadékásvány jön létre.
• 35–60 GPa nyomásnál egyes földpát ásványok szelektíven a többitől eltérő tulajdonságokat mutatnak, ami a kőzet szövezetének átalakulásához vezet. 35 GPa-nál nagyobb nyomáson, illetve a nyomás alóli felszabaduláskor, az ásvány nem olvad meg, kristályos szerkezetét megőrzi, optikailag azonban izotróp lesz. Ilyen ásványok, például a plagioklászból átalakult maskelinit, alkotják a diapletikus („megszilárdult”) üvegeket.
• 60–100 GPa nyomásnál minden ásvány megolvad.
• 100 GPa nyomás felett a kőzet elpárolog. Később ebből új ásványok kondenzálódhatnak, amelyek sokk-hatásra átalakulhatnak, például a grafit gyémánttá. Ilyenek a suevit breccsában újabban azonosított nanogyémántok – néhány mikrométertől, pár száz mikrométer nagyságig terjedő gyémántdarabkák.
Az ásványokat ért sokkhatás mikroszkópos vizsgálattal felismerhető. A szilikátásványok sokkhatásra erős és szabálytalan hullámzó optikai kioltásúak lesznek. Mivel ez először a plagioklász esetében történik, amely az egyik leggyakoribb ásvány, a vizsgálatot ajánlatos a földpátokkal kezdeni. A keresztsávozottság és mechanikai ikresedés, a lemezes (lamellás) elváltozási formák, a deformációs sávok azonosítása, az orientációk összehasonlítása, fontos részei a vizsgálatnak. Miután megtörténik a kvarc változatainak, majd a többi ásványnak a vizsgálata is, le lehet vonni a sokkhatásra és a becsapódásra vonatkozó megfelelő következtetést. A coesit és a nanogyémántok azonosítása fontos szerepet játszott például a Ries kráter becsapódásos eredetének bizonyításában – ezeknek az ásványoknak a felszíni megjelenése becsapódásos eredetre utal, vulkáni jelenségekkel nem hozható kapcsolatba. Coesit és gyémánt kimberlitekben is gyakran előfordul – klasszikus lelőhelyek Dél-Afrikában vannak. Ezek az ásványok az endogén úton való létrejövésükhöz szükséges 60 km-nél nagyobb mélységből tektonizmussal a felszínre kerülhetnek. Ha azonban a coesit tektonikus létrejöttét és felszínre kerülését sikerül kizárni, a jelenlegi ismeretek alapján felszíni jelenléte csak becsapódásra vagy atomrobbantásra utalhat. Stishovitot csak becsapódásos kőzetekben találtak, mert 300–400 km mélységből, ahol képződhet, a tektonizmus nem hozza felszínre. Lechatelierit pedig, becsapódásos kőzeteken kívül, a természetben egyedül fulguritokban, azaz villámcsapás által keletkezett kőzetekben található.
>>> 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.
