Et stødkrater er en mere eller mindre cirkulær fordybning, der skyldes kollision af en genstand på en anden, der er stor nok til, at den ikke bliver fuldstændig ødelagt af stødet. Når depressionen er meget lavere, end den er bred, taler vi om et slagbassin .
Udtrykket bruges især i astronomi til at betegne depression som følge af en kosmisk påvirkning , det vil sige fra sammenstød mellem himmellegemer (en asteroide eller en komet ), der rammer Jorden , Månen eller en hvilken som helst anden krop. Fast bevægelse i rummet og stor nok til, at kraften fra påvirkningen ikke ødelægger den.
Mere specifikt kalder man astroblemer de terrestriske påvirkningsstrukturer, som er blevet mere eller mindre let identificerbare på grund af arbejdet hos de forskellige erosionsmidler. Krateret er kun en af astroblemens byggesten.
De månens kratere var forskellige fortolkninger gennem århundreder: koralrev , is ringe efter læren om evige is af Hanns Hörbiger , cykloner , huller gravet af Selenite af Johannes Kepler , vulkanisme ifølge Astronomi populær af François Arago eller Camille Flammarion .
I 1645 offentliggjorde Langrenus et kort med detaljer om månens topografi . Han var den første til at indføre en nomenklatur til navngivning af pletter på månen ( havene ) og kratere, som gav disse topografiske elementer navnene på berømte mennesker, i dette tilfælde antikvitets forskere og filosoffer , fra middelalderen og dens tid. I sit arbejde Almagestum novum (en), der blev offentliggjort i 1651, udvikler den italienske jesuit Giovanni Battista Riccioli systematisk den praksis, der blev introduceret af Langrenus. Riccioli distribuerer navne på ældste på den nordlige halvkugle og moderne på den sydlige halvkugle (med et par undtagelser) og begunstiger navnene på hans jesuitiske kolleger.
Den geolog og forretningsmand amerikanske Daniel Barringer var overbevist om beviser for eksistensen på Jorden af en indvirkning krater i 1902, opdage i Meteor Crater ( Arizona ) små stykker af jern, han tilskriver faldet af en jern meteorit . Men hans hypotese er lidt accepteret af det videnskabelige samfund, der ligesom geologen Walter Hermann Bucher favoriserer hypotesen om den vulkanske eksplosion, indtil det arbejde, Eugene M. Shoemaker fremhæver i 1960 på niveauet fra Meteor Crater coesite- krystaller, der afslører en stærk impactisme.
Bevæbnet med en bedre viden om chokeret kvarts begyndte Carlyle Smith Beals og hans kolleger ved Federal Observatory of Victoria samt Wolf von Engelhardt fra Eberhard Karl University i Tübingen i slutningen af 1960'erne en systematisk søgning efter slagkratrene, de identificeret mere end 50 i 1970. Selv om deres forskning er kontroversiel, den Apollo-program giver dokumentation ved at afsløre den Månens høje sats på craterization , hvilket tyder på, at Jorden også modtaget stor sene bombardement men erosion fjernet de fleste af sine nedslagskratere.
Undersøgelsen af kratere genereret af meteoritpåvirkninger kræver brug af et ordforråd og definitioner, der er egnede til korrekt beskrivelse af deres geometriske egenskaber.
I 1998, derefter i 2004, fastlagde forskere de vigtigste definitioner, der beskriver de forskellige parametre og former for slagkratere. De opfordrer kraftigt folk, der studerer virkninger, til at bruge den samme terminologi. I 2005 gennemførte nogle af disse forfattere et program til beregning af virkningerne af en effekt, foretog nogle justeringer af disse definitioner og tilføjede nye. Disse definitioner gengives her.
Definitionerne (i fed skrift) findes i teksten, der beskriver de forskellige stadier af kraterets dannelse. Den engelske oversættelse er nævnt i kursiv for at hjælpe læsningen af videnskabelige publikationer, der ofte er skrevet på dette sprog.
Definitioner af termerNår meteoritten rammer jorden, trænger den hurtigt ind og fordamper under påvirkningens enorme energi. Jorden opfører sig som et elastisk materiale - til sit mål - og synker dybt, mens det fordamper og brister. Efter et par sekunder når hullet sin maksimale dimension, det er det forbigående krater ( forbigående krater ).
Derefter tager jorden igen sin plads, det er reboundet ( rebound ). Det forbliver til slutningen et sidste krater ( endelig krater ), hvis form afhænger af volumen af fordampet og udkastet kælder, resterende kompression i klippen, rebounds kraft, mudderskred, jordskredsmure og nedfald. Det tager et par uger eller måneder at stabilisere det sidste krater, før erosion begynder.
Det er den vinkel, hvormed meteoritten rammer jorden, der påvirker kraterets cirkularitet og ikke meteoritens form. Jo mere vinklen græsser, jo mere vil krateret blive aflangt, men det er under en vinkel på 45 °, at forlængelsen vil være synlig.
I dag er de fleste store kratere kun synlige i deres eroderede form, og vi kan kun måle et tilsyneladende krater ( tilsyneladende krater ), hvis form er mere eller mindre synligt afhængigt af graden af erosion, sedimentopladninger eller undergrundsbevægelser.
Under reboundet, og når kraterets størrelse er tilstrækkelig, stiger centrum mere end omgivelserne, lidt som en dråbe vand. Det danner en central løft ( central løft ) mere eller mindre, der kan gå højere end kraterbunden. Dette danner en central peak ( central peak ) mere eller mindre udtalt.
Laboratoriesimulering af et slagkrater
enkelt krater
( Meteor Crater , USA)
overgangskrater
(Mars)
komplekst krater med central top
(Tycho, Moon)
multi-ring krater
( Vredefort , Sydafr.)
bassin
( Mare Imbrium , Moon)
Kratere med en central top kaldes komplekse kratere ( kompleks krater ) i modsætning til enkle kratere ( simpelt krater ), som ikke har en. I praksis, på jorden , kraterne, hvis endelige diameter er mindre end 3,2 kilometer er enkle, ud, de er komplekse (som svarer til en forbigående diameter på omkring 2,6 kilometer).
Overgangen fra et simpelt krater til et komplekst krater sker ikke pludselig. Mellem det enkelte krater, hvis hulrum er skålformet og det komplekse krater med central spids, er der overgangskrateren ( kraterovergang ) formet som en flad bundskål.
I meget store påvirkninger kan den centrale top stige ud over stabilitetshøjden og falde igen og derved skabe et kraterring multiple ( multi-ring krater ) er en form for komplekst krater. Den centrale top erstattes af en central ringformet struktur mere eller mindre udtalt, den centrale ring ( peak ring ).
Når meteoritten er stor nok til at bryde skorpen og forårsage effusions magma , kaldes den Basin ( Basin ) og ikke fra krateret.
Andre vilkårVi betegner som ejecta ( ejecta ) de klippefragmenter, der udvises fra anslagsstedet, og oftere de strukturer, de udgør omkring krateret. Normalt dannet af radiale stier, kaldes disse strukturer også udstrålet struktur ( strålesystem ). De strækker sig ud over krateret og er ikke en del af det, men de er et bestanddel af astroblemet. Deres eksistens er kortvarig på jorden på grund af erosionen, der hurtigt sletter sporene. Det er på Månen og i mindre grad på Mars (igen på grund af erosion), at disse strukturer er mest synlige.
For at undgå forvirring i terminologien mødtes en gruppe eksperter i 2004 og offentliggjorde en officiel definition af de vigtigste dimensioner forbundet med slagkratere.
Dimensioner forbundet med det forbigående krater
Dimensioner forbundet med det enkle krater
Dimensioner forbundet med det komplekse krater
D tc = diameteren af det forbigående krater
D sc = enkel-kompleks overgangsdiameter
D tr = diameter af peak-to-peak transient krater .
D fr = endelig top-til-top-diameter
D a = tilsyneladende diameter
D cp = diameter af den centrale top
D cu = diameter af den centrale løft
Der er endnu ikke en veletableret terminologi til utvetydigt at beskrive disse størrelser. Det er derfor nødvendigt for øjeblikket at være tilfreds med diagrammerne ovenfor, der illustrerer størrelserne brugt i denne artikel.
Dannelsen af slagstrukturer er blevet undersøgt grundigt ved analog simulering . Det blev også gjort ved numerisk simulering , men problemet med denne sidste tilgang er, at fysik af materialer, der udsættes for korte varigheder under ekstreme tryk og temperaturer , ikke er kendt.
Depressionens størrelse og form afhænger hovedsageligt af:
Depressionens diameter og dybde øges med den , dens dybde / diameter-forhold falder, og dens form ændres generelt som følger:
Stødet genererer en stødbølge, som udbreder sig i kælderen (såvel som i slagstiften). Med slaghastigheder i størrelsesordenen flere snesevis af km / s når trykket bag bølgefronten millioner af atmosfærer , og temperaturen tusinder af grader . Under disse høje belastninger fluidiseres undergrundsmaterialerne og slaglegemet (de flyder som en væske). Kompressionsbølgen efterfølges af en sjældenhedsbølge (dvs. dekompression), som skaber depression ved at udvise materialerne udad. Strømmen af de fluidiserede materialer, der afbøjes af væggene i den formende fordybning, skubbes stort set ud i form af et konisk blad med en lille brøkdel af dem presset mod væggene. Når chok- og sjældenhedsbølgerne spredes, når de bevæger sig væk fra chokpunktet, ophører strømmen til sidst, når spændingerne falder under klippernes mekaniske styrke. Fænomenet stopper der for de mindre voldelige påvirkninger (halvkugleformede kratere). For andre kollapser væggene i det forbigående hulrum indad og danner en central top eller en ring eller endnu mere komplekse strukturer.
Virkningerne af en voldelig påvirkning er ikke begrænset til dannelsen af et krater og udkast . Energien frigivet ved faldet på jorden af en genstand med en diameter på 10 km overstiger for eksempel fem størrelsesordener for de mest kraftfulde jordskælv . Voldsomme jordskælv , vulkansk aktivitet , tsunamier (i tilfælde af et ocean virkning , såsom den hypotetiske Mahuika krater ), syreregn og frigivelsen af støv afskærmning sollys (standsning fotosyntese og klimapåvirkninger , kollaps af fødekæden ) er blandt de mest ødelæggende virkningerne af de mest voldelige påvirkninger.
På jorden er slagkratere ofte vanskelige at identificere. Indtil 1960'erne , begyndelsen på "rumalderen", blev de med sjældne undtagelser rapporteret om vulkanske fænomener . De fremskridt, der er skabt med rumlige undersøgelser, udviklingen af geologiske, satellit- eller geofysiske billeder, har gjort det muligt for geologer gradvist at rette op på gamle forvirringer, mens de multiplicerer nye opdagelser.
Imidlertid nedbrydes specifikke forhold til Jorden hurtigt kraterne:
Virkningerne, der efterlod store kratere (mere end hundrede kilometer i diameter) er sandsynligvis involveret i udviklingen af levende arter. For eksempel bidrog virkningen, der genererede Chicxulub-krateret, til masseudryddelsen mellem kridt og tertiær , hvoraf ikke-fugle dinosaurer siges at være de mest berømte ofre.
Vi opdager også, at forskellige aflejringer af metallisk rigdom er knyttet til sådanne påvirkninger, såsom guld- og platinaflejringer i Sudbury i Canada .
Det yngste slagkrater på jorden er Carancas-meteoritten, der ser15. september 2007dannelsen af et levende krater i Peru . Indtil for nylig var den ældste kendte Vredefort i Sydafrika : dateret til 2.023 milliarder år siden, det var det største krater nogensinde registreret på jorden med en diameter på ca. 300 kilometer. I 2012 opdagelsen af Maniitsoq- krateret, der dateres tilbage til 3 milliarder år, gør det til det ældste før Vredeforts.
To typer himmellegemer kan kollidere med vores planet:
Andre objekter - ikke observeret til dato - kan potentielt ramme jorden. Disse er interstellære objekter. Deres hastighed er større end 72 km / s (ellers ville de kredser om solen). Af deres oprindelse er natur og tæthed ukendt.
Geolog Charles Frankel giver nogle statistiske skøn over slagfrekvensen udtrykt i gennemsnitstid mellem to påvirkninger:
Et af de grundlæggende kriterier til bestemmelse af formen på et krater er dets forbigående diameter.
Når vi først har kendskab til parametre for slaglegemet og målet, tillader forskellige teorier os at beregne det forbigående krater genereret af påvirkningen. Det ville være ambitiøst at udarbejde en udtømmende liste. Disse formler er taget fra anbefalingerne fra Earth Impact Effects Program .
Data og enhederI disse formler er udtrykkene defineret som følger:
Alle diametre, dybder, tykkelser og højder udtrykkes i m.
Kraterets natur ændres ikke direkte fra et simpelt krater til et komplekst krater med en central top. Overgangen sker gradvist. Ligeledes når den endelige diameter er større end:
Derefter tager krateret en morfologi med en central ring.
Forbigående kraterstørrelse Diameter Dybde Endelig diameter på krateretHvis krateret er et simpelt krater:
, efter Marcus, Melosh og Collins (2004).Ellers er krateret komplekst og:
efter McKinnon og Schenk (1985). Kraterkantens højdeDenne formel gælder for enkle og komplekse kratere.
BrudtykkelseFor et simpelt krater:
For et komplekst krater:
, med:Den Månen, som har lidt vand , en ubetydelig atmosfære og ingen livsform, bevarer de ar efterladt af alle de påvirkninger, den har modtaget siden dens tektonik frøs. Dette giver en god indikation af mængden af himmellegemer, der har ramt jorden.
Den endelige dybde af et månekrater er afstanden mellem toppen af kraterkanterne (ryglinie) og toppen af breccia-linsen, der dækker kraterbunden.
For et simpelt krater:
For et komplekst krater:
Advarsel! Tykkelsen af det smeltede stenlag kan ikke udledes af den tidligere formel for komplekse kratere.