Ученые установили, что температура формирования зерен циркона — силикатного минерала, найденного в ударном кратере Мистастин, достигла беспрецедентных для земной поверхности 2370 градусов Цельсия. Подобные условия возникли вследствие падения метеорита, и полученные сведения помогут в изучении других кратеров — как на Земле, так и на Луне.
Предполагается, что температура ядра Земли может достигать 6000 градусов Цельсия, однако поверхность планеты никогда не испытывала подобного нагрева. Даже лава вулканов редко нагревается выше 1200 градусов Цельсия. Тем не менее, анализ пород, найденных в кратерах от ударов, указывает на то, что столкновения с астероидами приводили к нагреву горных пород до температур, превышающих 2000 градусов.
Кратер Мистастин, находящийся в канадской провинции Лабрадор, образовался в результате столкновения Земли с астероидом около 36,4 миллиона лет назад. В 2011 году исследователи обнаружили в этом районе горную породу, содержащую небольшие частицы силикатного минерала циркона, который, вероятно, сформировался при исключительно высокой для земной поверхности температуре. Недавняя работа специалистов из Университета Западного Онтарио (Великобритания) подтвердила эту гипотезу: температура, при которой могли образоваться эти зерна циркона, превышала 2370 градусов Цельсия.
Ближе к дну кратера ученые нашли дополнительные зерна циркона, которые сформировались из расплавленных горных пород после падения метеорита. Результаты исследования опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters, устанавливает новый температурный рекорд для ударного расплава и представляет новые данные для моделирования условий образования других кратеров.
На том же участке ученые обнаружили реидит — редкий минерал, образующийся при воздействии высоких давления и температуры на циркон. Исследователи нашли три фрагмента реидита, сохранившиеся внутри зерен циркона. Эта находка позволила более точно установить величину давления, возникшего в кратере после падения метеорита. По оценкам, оно превышало 30 гигапаскалей, хотя теоретически могло достигать 40 гигапаскалей. Полученные данные позволяют понять давление, существовавшее вблизи зоны плавления. В самой зоне плавления давление, вероятно, могло превысить 100 гигапаскалей, но горные породы в ней плавятся и испаряются, что препятствует их непосредственному изучению.
В дальнейшем ученые намерены изучить и другие известные ударные кратеры на Земле, например, Лак-Вияшакими в Квебеке (Канада), а также расширить исследования, используя образцы, привезенные с Луны в рамках миссии Apollo. Поскольку имеются признаки того, что и эти кратеры сформировались в результате столкновений Луны с метеоритами, полученные результаты помогут глубже понять процессы формирования лунных кратеров.