СЛЕДЫ КОСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЗЕМЛЮ

 

 

Космическое метеоритное вещество

на границе мела и палеогена

 

В. С. Зейлик, И. В. Казачевский, Г. А. Шевелев

 

МЕТЕОРИТНОЕ ВЕЩЕСТВО НА МЕЛ-ПАЛЕОГЕНОВОМ РУБЕЖЕ И В МЕТЕОРИТНЫХ КРАТЕРАХ

 

 

Бурное развитие космических исследований околоземного пространства и планет позволило установить ряд общих явлений и закономерностей, имевших место на различных стадиях становления и развития Солнечной системы. Одно из таких явлений, общих для всех планет,— аккреция метеорного вещества Землей и планетами в течение всей истории их развития. Изучение этой проблемы стало возможным с появлением новых высокочувствительных методов определения состава вещества, позволивших надежно идентифицировать метеоритную компоненту в земной коре, даже если она находится в сильно рассеянном состоянии.

 

 К таким методам относится активационный анализ на иридий, фоновое содержание которого в земной коре находится на уровне (2—4) • Ю-2 нг/г [Назаров, 1986 ], в то время как в метеоритном веществе его количество в тысячи раз выше. Таким образом, в основе . идентификации космического вещества в настоящее время лежит определение иридия в совокупности с другими характерными для метеоритов элементами: осмием, хромом, никелем, железом.

 

Интерес к изучению выпадения космического вещества определяется также и тем, что в последние годы во многих районах земного шара были обнаружены так называемые «иридиевые аномалии», т. е. экстремально высокие содержания иридия на границе мелового и палеогенового периодов.

 

В настоящее время упомянутые аномалии, а также вымирание флоры и фауны на соответствующих им временных рубежах пытаются объяснить с точки зрения «космического катастрофизма». Такими катастрофами для животного и растительного мира могли быть вспышки Сверхновых вблизи Солнечной системы, прохождение ее через молекулярные и пылевые галактические облака, столкновения Земли с крупными метеоритами и астероидами. Результаты настоящей работы могут служить аргументом в пользу последней гипотезы.

 

Цель нашего исследования — поиск остатков метеоритного вещества в материале из мел-палеогепового разреза Сумбар (Западный Копет-Даг), а также в метеоритных кратерах Шунак (Северо-Западное Прибалхашье) [Зейлик, Сушков, 1976; Хрянина, Зейлик, 1979, 1980 ], Северный (Северный Казахстан), Нордлин- гер Рис (ФРГ) [Геология астроблем, 1980], а также в кольцевой структуре Верхнее Кайракты (Центральный Казахстан) [Зей- лик, 1968; Зейлик, Альперович, 1971 ].

 

Для анализа элементного состава материала использовались две методики: нейтронно-активационный анализ (НАА) и рент- генофлуоресцентный анализ с полупроводниковым детектором (РФА) [Шевелев и др., 1984]. Разрешающая способность Si(Li)- детектора составляла 270 эВ на FeKcx. В пробы были отобраны интервалы по 5—7 см из аномальных слоев Сумбарского разреза (нижний слой — коричневая глина, пр. 2, верхний слой — зеленая глина, пр. 3), а также подобные интервалы из подстилающих известняков маастрихтского яруса (пр. 1) и перекрывающих мергелей датского яруса (пр. 4) [Назаров, 1986 ]. Образцы из аномальных слоев представляли собой глину, содержащую кристаллическую фракцию.

 

Анализ аномальных образцов проводили как в исходном состоянии, так и после разделения путем фильтрования из спиртового раствора через сито на мелкую и крупную фракции. Вначале определяли относительное содержание элементов методом РФА всех образцов с тем, чтобы на основе полученных результатов выбрать оптимальные условия облучения в атомном реакторе.

 

 

Относительные интенсивности линий характеристического излучения (ХРИ), измеренные на установке РФА в аномальных, а также в подстилающем и перекрывающем их слоях, приведены в  1. Здесь же даны результаты анализа мелкой и крупной фракций из нижнего аномального слоя. Для того чтобы избавиться от поверхностных загрязнений, крупная фракция была протравлена азотной кислотой и промыта дистиллированной водой. Из результатов, приведенных в  1, видно, что в коричневой глине (пр. 2), соответствующей границе раздела мел — палеоген, имеет место обогащение по Ti, Cr, Fe, Ni, Rb, Y, Мо. В мелкой фракции интенсивности ХРИ элементов, обычных для метеоритов, в несколько раз больше, чем в неразделенной.

 

Кроме того, в основной массе материала, извлеченного из коричневой глины и представленного крупной, преимущественно кристаллической, фракцией, этих элементов практически нет, а железа в 120 раз меньше, чем в мелкой фракции, хотя в крупной фракции, не подвергавшейся травлению, они имеются.

 

Активационный анализ на иридий и другие характерные для метеоритов элементы проводился с использованием атомного реактора ИЯФ АН КазССР по методике, описанной О. И. Артемьевым и соавторами [1978 ]. Наряду с материалом из аномальных слоев в качестве эталонов подвергались облучению в идентичных условиях также образцы метеоритов Саратов,- Сихотэ-Алинь, Чинге. Образцы из аномальных слоев в данном опыте не фракционировались. Абсолютные концентрации некоторых элементов в указанных объектах даны в  2. Видно, что наши результаты определения иридия в метеоритах достаточно хорошо совпадают с литературными, за исключением Сихотэ-Алинского железного метеорита. Это расхождение можно объяснить недостаточной представительностью. Из данных  2 также видно значительное увеличение содержаний иридия, никеля, хрома и железа в аномальных слоях.

 

Анализ результатов свидетельствует о том, что как по относительшму содержанию, так и по абсолютной концентрации иридий, хром и железо имеют максимум на границе мел — палеоген.

 

Приведенное нами распределение элементов в разрезе Сум- бар похоже на представленное в работе М. А. Назарова [1986] распределение иридия для того же разреза. Здесь содержание иридия измерялось через каждые 2 см и поэтому плавное уменьшение его в более позднее время [четко выражено. Такое распределение может быть вызвано фракционированием и оседанием распыленного в атмосфере вещества. Это подтверждают данные по РФА (см.  1): в мелкой фракции из нижнего аномального слоя (пр. 2) стали заметны никель, хром, ванадий и титан, а относительное содержание железа и титана заметно выросло. Как видно из данных  1, железо и ряд других элементов находятся в аномальном слое в виде пылеобразной составляющей (мелкая фракция). В крупнокристаллической фракции их нет. Следует заметить, что концентрация иридия в мелкой фракции нижнего аномального слоя в несколько раз выше, причем это увеличение коррелирует с увеличением концентрации железа.

 

Таким образом, совокупность приведенных данных, а также тот факт, что мел-палеогеновая аномалия обнаружена практически на всей поверхности Земли, свидетельствуют о том, что 1г, Fe, Cr, Ni, Ti, V и другие элементы, характерные для метеоритного вещества, скорее всего осели в виде пылевой фракции из атмосферы, и основная их масса содержится в слое мощностью менее 10 см.

 

Относительные концентрации некоторых элементов иридиевой аномалии, каменных и железных метеоритов, а также материала из кольцевых структур, включая метеоритные кратеры, приведены в  3. Величины отношений Ir/Ni и Ni/Cr для вещества иридиевой аномалии достаточно близки к таковой для хондритов. Кроме того, эти отношения для материала из кратеров Шунак, Северный, кольцевой структуры Верхнее Кайракты и классической астроблемы Нордлингер Рис также по порядку величин близки к каменным метеоритам [Вдовыкин, 1974].

 

На основании изложенного можно сделать вывод, что в составе глин разреза Сумбар на границе мела и палеогена имеется метеоритное вещество, причем по составу это вещество можно отнести к каменным метеоритам. Указанные отношения для материала из кратеров Шунак, Северный, кольцевой структуры Верхнее Кайракты и кратера Нордлингер Рис также по порядку величин подобны аналогичным отношениям для каменных метеоритов. Это прямо свидетельствует в пользу присутствия в названных кольцевых структурах следов метеоритного вещества, характерного для хондритов. Сходство рассматриваемых отношений элементов с таковыми для детально изученного западно-германского кратера Нордлингер Рис [Геология астроблем, 1980] служит дополнительным подтверждением космогенной природы упомянутых кольцевых структур.

 

Выводы

 

1. Установлено распределение концентраций ряда элементов поперек пограничного слоя разреза Сумбар, свидетельствующее о метеоритном происхождении аномально высоких содержаний иридия, железа, хрома и никеля-.

2.         Показано, что метеоритная компонента содержится в аномальном слое в виде пыли на поверхности кристаллической фракции и является, скорее всего, следствием осаждения метеоритного вещества из атмосферы. По составу метеоритное вещество тяготеет к хондритам.

3.         Впервые обнаружен иридий в материалах из кратеров Шунак, Северный и из кольцевой структуры Верхнее Кайракты. Соотношения иридия, никеля и хрома в них указывают на возможную метеоритную природу названных структур, а величины этих отношений могут соответствовать хондритовому составу ударников.

 

Авторы выражают благодарность-В. Г. Шевелеву за помощь в измерениях.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Артемьев О. И., Степанов Г. П., Винницкая Г. П., Ковельская Г. Е. Нейт- ронно-активационный анализ минерального сырья и продуктов обогащения // Изв. АН КазССР. Сер. физ.-мат.- 1978.- No 2.- С. 84-89.

Вдовьшин Г. П. Метеориты.— М.: Наука, 1974.— 183 с.

Геология астроблем //. Масайтис В. Л" Данилин А. Н., Мащак М. С. и др.— Л.: Недра. Ленингр. отд-ние, 1980.— 231 с.

Зейлик Б. С. Минералого-геохимические, геофизические и структурно-геологические критерии поисков вольфрамовых и других редкометалльных месторождений в' Центральном Казахстане // Тезисы докладов Второго совещания по минералогии, геохимии, генезису и- возможностям комплексного использования вольфрамовых месторождений СССР.— Л.: ЛГУ, 1968.— С. 13-15.

Зейлик Б. С., Альперович Е, В. Критерии поисков комплексных вольфрамовых месторождений в Центральном! Казахстане // Минералогия и геохимия вольфра.мовых месторожденпп.— Л.: ЛГУ, 1971.— С. 60—68.

Зсйлик Б, Ci, Сушков В. А. Тайны уснувших вулканов// Природа.— 1976.— No 5.— С. 40—48, .

Назаров М. А. Геохимические свпдетельства катастрофы // Природа. — 1986.—No 1.^ С. 53—57.

Хрянина Л. П., Зейлик Б. С. Геологические особенности метеоритного кратера Шунак (Прибалхашье) // Общая и региональная геология; геол. картирование. Экспресс-инфор.матшя.— М.: ВИЭМС, 1979.— Вып. 3.— С. 5-15.

Хрянина Л. П., Зейлик Б. С. Геологпческое строение кратера Шунак (Прибалхашье) и признаки .метеоритного удара в нем // Изв. АН СССР. Сер. геол.- 1980. — -No 3.— С. 124—134.

Шевелев Г. А., Маматказина А. Х., Печерский В. И. Экспресспый метод идентификации мштеоритов // Тез псы докладов XI Х Всесоюзной конфе- репции по метеоритике и космохшши.— М.: ГЕОХИ. 1984.— С. 99.

 

 

К содержанию книги: СЛЕДЫ КОСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЗЕМЛЮ

 

Смотрите также:

 

Глобальные катастрофы и эволюция жизни. Рассуждения... ПРИРОДНЫЕ КАТАСТРОФЫ. Столкновение земли с астероидами...

 

Катастрофы в истории Земли  Метеориты. Падение одних небесных тел на другие - самое...

 

 Последние добавления:

 

загадки памяти   Вулканы Карадага    Мамонты   История уголовного права  историческая геология  Биовулканология