Около 43–46 миллионов лет назад астероид или комета врезались в дно Северного моря, подняв гигантскую волну и оставив кратер диаметром около трех километров. Долгое время ученые спорили о происхождении этой структуры, обнаруженной в 2002 году. Теперь исследователи нашли убедительные доказательства космического столкновения: в породах обнаружили минералы, измененные под воздействием экстремального давления. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications, рассказывает sciencedaily.com.

Кратер, который десятилетиями ставил ученых в тупик

Кратер Сильверпит (Silverpit) находится примерно в 130 километрах от побережья Йоркшира на востоке Англии, на глубине около 700 метров под морским дном. Его диаметр составляет приблизительно три километра, а окружающая область с кольцевыми разломами растягивается почти на 20 километров.

Уже при первом обнаружении структуры в 2002 году ученые обратили внимание на ее сходство с известными ударными кратерами. Почти круглая форма и центральное возвышение могли указывать на мощное столкновение: при ударе породы сильно сжимаются, а затем центральная часть поверхности способна приподняться, когда сжатый материал начинает восстанавливать форму.

Однако внешнее сходство не было достаточным доказательством. Некоторые геологи предполагали, что кратер образовался из-за движения подземных соляных отложений, деформирующих вышележащие породы. Другие связывали его происхождение с вулканической активностью и обрушением участка морского дна.

Спор оказался настолько серьезным, что в 2009 году специалисты даже голосовали за разные объяснения происхождения Сильверпита. Большинство участников тогда отвергли гипотезу астероидного удара.

Теперь команда под руководством Уисдина Николсона из Университета Хериот-Уатт в Эдинбурге представила доказательства, которые позволили разрешить эту давнюю дискуссию.

Микроскопические следы экстремального давления

Ключом к разгадке стали новые сейсмические изображения и образцы пород, полученные при бурении нефтяной скважины неподалеку от кратера.

Сейсмическая съемка позволяет исследовать строение недр по тому, как звуковые волны проходят через различные слои пород. Благодаря усовершенствованным данным ученые смогли подробнее изучить внутреннюю структуру Сильверпита и особенности деформации окружающих пород.

Но решающее значение имела находка, которую невозможно было сделать только по изображениям: в образцах обнаружили микроскопические кристаллы кварца и полевого шпата со следами ударного воздействия.

При столкновении космического тела с поверхностью возникают ударные волны, создающие колоссальное давление. Оно меняет внутреннюю структуру минералов, оставляя характерные микроскопические признаки. Обычные геологические процессы, как правило, не способны сформировать такие особенности.

Кристаллы нашли на глубине, соответствующей уровню дна кратера. Это стало весомым физическим свидетельством того, что породы действительно подверглись чрезвычайно мощному удару.

Николсон сравнил поиски этих минералов с попыткой найти иголку в стоге сена: подобные образцы крайне трудно обнаружить, особенно в породах, скрытых под морским дном. По словам исследователя, именно они позволили подтвердить ударное происхождение Сильверпита.

Как столкновение породило волну высотой с 30-этажный дом

После подтверждения происхождения кратера исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы восстановить обстоятельства древнего столкновения.

Согласно расчетам, астероид диаметром около 160 метров двигался с запада и врезался в морское дно под небольшим углом. При столкновении он выбросил в воздух огромные массы воды и раздробленных пород.

Модель показывает, что всего за несколько минут образовался столб из воды и каменных обломков высотой около 1,5 километра. Когда эта масса обрушилась обратно в море, возникло цунами высотой более 100 метров.

Для сравнения: такая волна сопоставима по высоте с 30-этажным зданием. При этом речь идет не о наблюдавшемся событии, а о реконструкции, полученной с помощью компьютерных расчетов. Точную высоту древней волны невозможно измерить непосредственно, поэтому оценка зависит от использованной модели и заложенных в нее параметров.

Тем не менее расчеты показывают, насколько разрушительным может быть столкновение даже относительно небольшого по космическим меркам объекта с океаном. Астероид диаметром 160 метров значительно уступает телу, связанному с вымиранием нептичьих динозавров, но при столкновении на огромной скорости способен высвободить колоссальную энергию.

Опасность в таком случае связана не только с самим ударом. Быстрое перемещение больших объемов воды может вызвать мощные волны, а выброшенные породы и последующее изменение морского дна усиливают разрушительные последствия.

Почему кратер сохранился до наших дней

Подтверждение происхождения Сильверпита важно не только для реконструкции одного древнего катаклизма. Этот объект дает ученым редкую возможность изучить, как высокоскоростные столкновения изменяют строение планетной поверхности и расположенных под ней пород.

На Земле следы подобных событий часто исчезают задолго до того, как их успевают исследовать. Эрозия разрушает кратеры, осадки погребают их под новыми слоями, а движение тектонических плит постепенно перестраивает поверхность планеты.

По оценке Николсона, на суше подтверждено около 200 ударных кратеров, а под океанами обнаружено лишь примерно 33. Поэтому хорошо сохранившиеся структуры, подобные Сильверпиту, представляют особую ценность.

Поскольку значительная часть кратера скрыта под морским дном, исследователи могут изучать не только его форму, но и последствия столкновения в глубине: трещины, смещение пород и изменения геологических слоев. Это помогает понять процессы, которые происходят и на других планетах, где изучать внутреннее строение ударных кратеров значительно сложнее.

Профессор Гэрет Коллинз из Имперского колледжа Лондона, участвовавший в прежней дискуссии о происхождении Сильверпита и подготовке численных моделей для новой работы, отметил, что теперь ученые могут перейти от споров о природе кратера к исследованию самого столкновения.

Сильверпит также дополняет картину других подтвержденных ударных структур, в том числе кратера Чиксулуб в Мексике, связанного с массовым вымиранием нептичьих динозавров, и кратера Надир у западного побережья Африки.

Каждый такой объект позволяет восстановить отдельные эпизоды космической истории Земли. В случае Сильверпита особенно важно то, что столкновение произошло в море: его изучение помогает оценивать, как астероидные удары взаимодействуют с океаном и какие последствия могут иметь для планеты.

Хотя результаты моделирования не позволяют напрямую перенести сценарий древнего события на современность, они показывают, что для возникновения катастрофических последствий необязательно столкновение с астероидом, способным вызвать глобальное массовое вымирание. Даже гораздо меньшее тело может привести к масштабным региональным разрушениям — особенно если его траектория заканчивается в океане.