Вот уже несколько лет в Институте геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН изучают звездную рану Земли – Карскую астроблему.

Романтический термин «астроблема» ввел в научный оборот американский ученый Роберт Диц. 40 лет назад он предложил так называть большие метеоритные (ударные, они же – импактные) кратеры, которые возникли на поверхности Земли при падении крупных астероидов.

Татьяна Шумилова.

Прилетело небесное тело…

Известно, что плотные слои атмосферы защищают Землю от падения метеоритов. Но, к сожалению, не всегда. Бывает, что крупные астероиды не успевают сгореть в атмосфере, и тогда их падение вызывает катастрофические события, вплоть до резких изменений климата. Нашей планете, напомним, более четырех миллиардов лет. За это время на ее поверхность упало немало астероидов. На сегодня известно около 200 достоверно установленных и около 2000 предполагаемых астроблем. Карская – одна из самых крупных в мире, ее диаметр – 65 км, а возраст около 70 млн лет. Находится она на территории Ненецкого и Ямало-Ненецкого автономных округов, в 200 км к северу от Воркуты.
В 2015-2019 годах, занимаясь изучением импактитов (пород, которые образовались на месте падения астероида под воздействием высоких температур и давлений), ученые Института геологии Коми научного Центра под руководством заведующей лабораторией минералогии алмаза доктора геолого-минералогических наук Татьяны Шумиловой обнаружили алмазные фоссилии — новый тип природного алмаза. Ему было присвоено название «карит» по месту находки на реке Кара.

И в кратере можно жить

Алмаз – один из самых известных минералов, происхождение которого еще хранит много тайн. Есть ученые, которые изучают алмаз, «родившийся снизу» – в мантии Земли и вынесенный на поверхность кимберлитовыми трубками. Татьяна Шумилова и ее коллеги занимаются алмазами, родившимися благодаря тому, что упало «сверху».
– Изучение метеоритов и кратеров не только актуально, но и очень романтично, – считает Татьяна Григорьевна. – В Германии есть город Нёрдлинген, который находится точно в кратере, образовавшемся после падения метеорита 15 миллионов лет назад. Внутри кратера даже климат немного другой – теплее на пару градусов. В самом эпицентре кратера сегодня стоит церковь, построенная из камня, который образовался при падении метеорита. Все в этом городе посвящено метеоритной тематике, включая музей и природные смотровые площадки. Даже пирожные в кафе в виде метеорита… Этот кратер является местом активного паломничества туристов. В России тоже есть город внутри кратера – Калуга. Правда, этот кратер образовался значительно раньше – около 380 млн лет назад, и о нем, кроме специалистов, мало кто знает.
– А не страшно жить в кратере?
– Жители Нёрдлингена говорят, что им не страшно. Мол, снаряд два раза в одну воронку не падает. В Карской астроблеме, конечно, нет никакого города, там совершенно дикие места. Но пребывание в кратере создает необычное энергетическое настроение. И там удивительные пейзажи, которые пока наблюдают только геологи, оленеводы и редкие туристы-экстремалы…
К сожалению, 2020 год был нервозный из-за пандемии, он смешал все карты. У нас были запланированы масштабные исследования с использованием моторных лодок, которые мы закупили за счет гранта РНФ. Увы, экспедиция не состоялась. Точнее, мы отложили ее на следующее лето. Будем изучать породы, которые образовались в самом эпицентре падения астероида, продолжим исследования импактных стекол по проекту РНФ. Думаю, получим интересный материал.
На территории России одна из самых известных астроблем – Попигайская в Якутии, диаметром почти в 100 км. Упавший там метеорит имел радиус 3,5 км. В метеоритном кратере наши ученые впервые в мире обнаружили импактные алмазы, образующие самые богатые месторождения в мире. Но из-за большой удаленности и сложности извлечения разработка месторождений попигайских алмазов была признана экономически неэффективной. В настоящее время новосибирские ученые активизируют процесс технологических испытаний и привлечения инвестиций для разработки этого ценного алмазного сырья. Карская же астроблема по сравнению с Попигайской гораздо более доступна, поэтому мы считаем перспективным продолжать ее изучение на импактные алмазы и другие виды полезных ископаемых.

Ювелиры отдыхают

– В чем ценность вашей находки – карита?
– Карит является новой разновидностью импактного алмаза, он образовался из органических остатков, в частности – из древесины. В Карской астроблеме карит является наиболее многочисленным по сравнению с другими алмазами, локально имеет ураганные содержания. Ювелирной ценности импактные алмазы не имеют. Но они могут стать хорошим подспорьем при исследовании состояния вещества, получаемого в экстремальных условиях, т.е. своеобразным прототипом в разработке новых перспективных углеродных материалов для высоких технологий, включая микроэлектронику.
В отличие от ультрананокристаллических алмазов, синтезированных в лаборатории, частицы карита крупнее, их размер около 20-50 микрометров. На примере карита технически легче изучать физические свойства ультрананокристаллических алмазов. Благодаря этому могут быть установлены физические свойства и найдены новые технологические решения для синтеза новых алмазных материалов.
По оценкам ученых, карит обладает уникальными прочностными, оптическими, электронными свойствами и в перспективе может расцениваться как полезное ископаемое. Но этим ценность нашей находки не исчерпывается. Она имеет фундаментальное значение для планетарной геологии в целом, а также для развития астробиологических гипотез происхождения жизни на Земле.

За всеми не уследишь

– В связи с глобальным потеплением стали много говорить о том, что защитный озоновый слой Земли может прохудиться и, значит, метеориты будут падать на Землю чаще. Что вы думаете об этом?
– Оттого, что идет потепление, астероиды чаще падать не начнут. Не думаю, что наша атмосфера изменится до такой степени, что метеориты перестанут в ней гореть. К тому же ученые ведут мониторинг опасного движения крупных астероидов вблизи Земли с использованием телескопов. Установлено, что чем крупнее космические тела, тем реже вероятность их падения на Землю.
– А как же Челябинский метеорит?
– Современные системы позволяют следить за движением космических тел диаметром более 50 метров. Падение таких «небольших», как Челябинский, пока отследить невозможно. А при вхождении их в атмосферу – уже поздно. Ведь они летят с огромной скоростью, никто не успевает среагировать. К счастью, тот метеорит упал не на город, а в озеро. Его нашли, вытащили. Коллеги из Миасса выезжали на место падения, изучали найденные кусочки «космического пришельца».
Для справки. В районе Челябинска упало довольно заурядное космическое тело – примерно 20-метрового размера. Обычно такие астероиды сгорают на большой высоте. Масса челябинского астероида до падения составляла от 7 до 13 тысяч тонн. На землю упало от 4 до 6 тонн, то есть около 0,05% изначальной массы. Это первый в истории случай падения столь крупного метеорита в густонаселенной местности. Челябинский астероид оказался ровесником Солнечной системы. Его возраст около 4,4 млрд лет.

«Зря мы хлеб не едим»

– Если вернуться к карской проблеме, то есть у нас сомнение, что Карская и Усть-Карская – это разные астроблемы, образовавшиеся синхронно в результате раскалывания одного тела, как это принято считать, – продолжает Татьяна Шумилова. – Есть предположение, что это одна гигантская астроблема диаметром 100-120 км. Мы пытаемся проанализировать этот вопрос с геологических позиций. Если наше предположение подтвердится, то Карская астроблема будет считаться самой крупной в России и в Евразии в целом. И сможет претендовать на то, чтобы войти в пятерку крупнейших кратеров в мире. Выяснение истинных размеров Карского кратера позволит более корректно оценить масштабы Карского события, повлиявшего на изменение климата и на геологию региона.
– А зачем нам знать, что случилось 70 миллионов лет назад?
– Изучение нашего уникального арктического объекта позволит приоткрыть тайны катастрофических событий в истории формирования Земли. Год назад, еще до пандемии, мы показывали наши результаты в Бразилии на международной конференции, посвященной метеоритным кратерам и планетарной эволюции. Теперь многочисленные зарубежные исследователи проявляют огромный интерес к нашим исследованиям и рвутся посмотреть на наш объект.
Кроме того, изучение Карской астроблемы и ее полезных ископаемых – очень интересная практическая задача. Мы пытаемся понять, каким образом падение метеорита отразилось на возможном образовании месторождений. Есть идея о рудоносности определенных отложений в связи с постимпактными процессами. Но об этом пока не буду говорить – это наш секрет на перспективу. Скажу лишь, что уже в этом году мы будем пытаться получить фактический материал для выяснения практического потенциала. То есть, изучая научные проблемы, и о практике не забываем, и пользу обществу несем. В общем, хлеб мы зря не едим…

Беседовала Елена ШЕЛЕСТ.