Механизмы образования ударных кратеров на Земле и планетах

• Автор: Иванов, Борис Александрович
• Шифр специальности: 04.00.22
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 235 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕХАНИКА ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНОК И КРАТЕРОВ
1.1. Зет-модель для взрывов вблизи поверхности
1.1.1. История создания
1.1.2. Основные представления и экспериментальные данные
1.1.3. Рост кратера в идеально-пластической среде
1.1.4. Рост кратера в поле силы тяжести
1.1.5. Вытеснение грунта под кратером и образование структурного подъема
1.1.6. Движение грунта с учетом дилатансии в зет-модели
1.2. Численные расчеты ударного кратерообразования
1.2.1. Численный метод
1.2.2. Расчет образования крупных кратеров
2. ЗАКОНЫ ПОДОБИЯ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ КРАТЕРОВ УДАРОМ
2.1. Законы подобия при высокоскоростном ударе
2.2. Законы подобия для стадии роста переходной полости
2.3. Законы подобия при модификации переходной полости
2.3.1. Морфология иморфометрия сложных ударных кратеров
2.3.2. Механика модификации переходной полости
3. ЗЕМНЫЕ МЕТЕОРИТНЫЕ КРАТЕРЫ
3.1. Общие замечания
3.2. Катастрофа на границе мела и палеогена: кратер Чиксулуб
3.3. Пучеж-Катункский ударный кратер - интерпретация данных сверхглубокого
бурения
3.3.1. Общая характеристика структуры
3.3.2. Оценка энергии удара
3.3.3. Численное моделирование образования ударного кратера
3.3.4. Блочное строение центрального поднятия
4. УДАРНЫЕ КРАТЕРЫ ВЕНЕРЫ
4.1. Открытие и интерпретация
4.2. Влияние атмосферы на кратерную популяцию
4.2.1. Численная модель разрушения метеороида в атмосфере
4.2.2. Упрощенные модели
4.2.3. Распределение по размерам ударных кратеров на Венере
4.3. Оценка возраста удержания кратеров на Венере
4.4. Глубина ударных кратеров Венеры
4.4.1. Определение глубин методом смещенного изображения (КА «Венера 15/1 б»).
4.4.2. Глубина кратеров по данным радиоальтиметрии

Введение
В последние десятилетия (во многом в результате обширных космических исследований) была переосмыслена роль ударных процессов в эволюции Земли, Луны и других планетных тел земного типа. Стало ясно, что высокоскоростные удары -это не экзотические единичные события, а важный фактор формирования и преобразования поверхности планет и их спутников.
Наиболее известна важная роль ударного кратерообразования на Луне, где основные эндогенные процессы (дифференциация, активная тектоника, крупномасштабный вулканизм и т.п.) закончились более 3 млрд. лет назад, и все последующие преобразования ее поверхности определялись в основном высокоскоростными ударами астероидов и комет. Земля все это время подвергалась примерно такой же, как и Луна, космической бомбардировке, однако высокая эндогенная активность Земли лишила высокоскоростные удары определяющей роли. Тем не менее, следы ударных событий на Земле найдены и интенсивно изучаются.
Можно выделить несколько аспектов проблемы изучения высокоскоростных ударов и их последствий в зависимости от времени, места и масштаба события.
Этап образования Солнечной системы и планетных тел. На стадии аккреции и аккумуляции планетных тел обмен массой и энергией в основном осуществлялся путем ударов с различной скоростью. Для крупных планет нарастание массы неизбежно сопровождалось ударным преобразованием вещества: дроблением, плавлением и испарением. Последние два процесса имеют селективный характер и приводят к механическому и геохимическому разделению вещества в пространстве.
Весьма важным с точки зрения космогонии является вопрос о соотношении между массой падающего тела и массой выбросов, покидающих сферу тяготения планетного тела-мишени. Это соотношение определяет, будет ли данное тело увеличивать или уменьшать свою массу в результате метеоритной бомбардировки. Такие крупные тела, как Земля, способны увеличивать свою массу при метеоритной бомбардировке даже в случае отсутствия атмосферы. Меньшие тела (например, Луна) при падении скоростных метеоритов будут терять больше массы, чем получать в виде падающих тел. Для таких тел баланс масс зависит в большой степени от спектра скоростей падающих тел. Для еще меньших тел наличие атмосферы (хотя бы временной) возможно окажется главным механизмом удержания вещества при росте за счет падений на поверхность других тел.

Ъ-модель
полевые
данные

выброса
Рис. 1.6. Выдавливание поверхности (структурный подъем) при взрыве у поверхности #11 в сравнении с анализом по зет-модели, у, м

1 _> Г-
V- =2 “ т "
V / - _ 2 - • г і
-50 -40 -30 -20 -10 0

20 30

Рис. 1.7. Выдавливание поверхности (структурный подъем) при взрыве у поверхности #4 в сравнении с анализом по зет-модели.