Изучение озера Смердячье Шатурского района с целью подтверждения его метеоритного происхождения

Материал из ЭНЭ
Перейти к: навигация, поиск
Научно-образовательная конференция учащихся
«Преемственность поколений. Шатура - 2009»


Изучение озера Смердячьего Шатурского района с целью подтверждения его метеоритного происхождения

МОУ лицей Шатурского муниципального района

Автор: Даньшин Станислав, 9 класс

Руководитель: Старостина Людмила Петровна, педагог дополнительного образования, руководитель туристического кружка

2009 год

Введение

Целью данной работы было изучение круглого озера Смердячьего, подтвердить причины и времени его образования.

Задачи, исходя из цели, таковы:

- Изучить карту местности

- Совершить поход к озеру Смердячьему, для непосредственного исследования местности

- Провести возможные измерения (длину и ширину озера, глубину)

- Изучить Научный отчет экспедиции Лаборатории Метеоритики ГЕОХИРАН (2005)

- Изучить обнажения пород для определения возраста кратера

Рассмотрим возможные варианты образования озер подобного типа. Озера круглой формы образуются, в основном, тремя способами:

  1. Вулканическим
  2. Метеоритным
  3. Карстовым

Вулканический способ образования озера Смердячьего мы не рассматриваем, так как территория Шатурского района находится на Восточно-европейской литосферной платформе, где практически отсутствует вулканическая активность.

Карстовый способ образования озера Смердячьего тоже не рассматривается, так как карстовые озера образуются на известняковых грунтах, в результате растворения карбоната кальция угольной кислотой. Угольная кислота является результатом растворения углекислого газа в дождевой воде. С течением времени в толще известковых пород образуются полости, иногда очень большие. Обрушение потолка подземного зала приводит к образованию карстовых провалов. Другой способ образования впадин - воронки водосбора. Они образуются по тому же принципу, то есть растворением известняков, но растворение происходит с поверхности, водой, сливающейся в канал подземной полости. Но большинство из них имеют несимметричную форму. Карстовые воронки обычно значительно меньших размеров.

Метеоритные кратеры (астроблемы) практически всегда имеют круглую форму. Очень часто, особенно на рыхлых грунтах, в центре астроблемы имеется центральное возвышение, которое формируется в результате скатывания в центр воронки подброшенных взрывом масс грунта. Грунт скользит по склонам вниз и собирается большой массой, сталкиваясь в центре воронки.

Озеро Смердячье имеет идеально круглую форму. Следовательно, это не карстовый провал. В центре озера дно имеет центральное поднятие, и, следовательно, это все-таки астроблема, а не карстовая воронка.

Глава 1

Для начала необходимо разобраться, что такое ударный кратер или кратер.

Ударный кратер – углубление, появившееся на поверхности космического тела в результате падения другого тела меньшего размера. Ударный кратер на поверхности Земли называют также астроблемой (от греч. ástron - звезда и blema – рана, то есть «звёздная рана»). Термин «астроблема» введён в 1960 Дицем. Само событие (удар метеорита) иногда называют импактом или импактным событием. На Земле обнаружено около 150 крупных астроблем.

Нужно сказать, что научный мир вплоть до конца XVIII в. относился скептически к самой возможности падения с неба камней и кусков железа. Сообщения о подобных фактах рассматривались учеными как проявления суеверий, ведь тогда еще не было известно никаких небесных тел, обломки которых могли бы попадать на Землю. Например, первые астероиды - малые планеты - были открыты только в начале XIX века.

Метеориты падают очень часто. Вероятно, каждый день где-нибудь на земном шаре падает несколько метеоритов. Однако большинство их, попадая в моря и океаны, в полярные страны, пустыни и другие малонаселенные места, остаются не разысканными. Только ничтожное число метеоритов, в среднем 4 - 5 в год, становится известным людям. На всем земном шаре до сих пор найдено около 1600 метеоритов: из них 125 были обнаружены в нашей стране. После падения крупных метеоритов образуются взрывные метеоритные кратеры – астроблемы.

По мнению ученых, за последние 570 млн. лет на территории современной России могло образоваться около 100-200 крупных астроблем. В настоящее время открыто 15 достоверных крупных метеоритных кратеров

Метеорит огромных размеров, весящий сотни тысяч тонн, не может затормозиться в воздухе. С большой скоростью, превышающей 4 - 5 км/сек, он ударится о Землю. При ударе метеорит мгновенно нагреется до такой высокой температуры, что иногда может полностью превратиться в раскаленный газ, который с огромной силой устремится во все стороны и произведет взрыв. На месте падения метеорита образуется воронка - так называемый метеоритный кратер, а от метеорита останутся только небольшие осколки, разлетевшиеся вокруг кратера.

В подобном кратере и находится исследуемое озеро. Озеро Смердячье расположено в самой вершине междуречья реки Поля и ее правого притока Воймеги, совсем недалеко от устья последней.Озеро окружает сосновый лес, густо поросший на возвышенной песчаной «гриве», окаймляющей котловину Смердячьего.(см.Приложение №1)

Озеро имеет идеально круглую форму с высоким береговым земляным валом, имеющим форму характерного уступа. Смердячье озеро является уникальным по своей исключительности и в нашей округе другого подобного не отыщешь… В отличие от своих шатурских собратьев ледникового происхождения озеро Смердячье имеет очень большую глубину, достигающую более 30 м(см. Приложение №2)

Вода в озере очень холодная и прозрачная, но с коричневым оттенком и слабым запахом болотного газа, который роем пузырьков периодически прорывается на поверхность. Отсюда, видимо, пошло и название озера, которое «смердит»…

Глава 2.

Впервые предположение о метеоритном происхождении озера Смердячье выдвинул в середине 1980-х годов местный житель – астроном-любитель из города Рошаль Николай Филин, который обратил внимание на почти правильную круглую форму озера, его большую глубину и наличие вокруг него вала.

Достоверные сведения о происхождении озера Смердячье до недавнего времени отсутствовали. Выдвигалось много версий, ни одна из которых не получила своего научного подтверждения.


Наиболее разработанной является гипотеза ученых Института Геохимии им. В.И.Вернадского Российской Академии Наук (ГЕОХИРАН) о космической причине происхождения озера, которое заполняет своими водами метеоритный кратер. По этой версии один из осколков метеорита явился причиной образования озерного кратера. При этом взрыв был такой огромной силы, что тысячи тонн грунта и пород мгновенно взметнулись и с грохотом осели на краях огромного бездонного провала, образовав вал вокруг кратера. Изменились русла рек Поли и Воймеги, которые в те времена еще текли безымянными… Прошли долгие столетия, прежде чем зарубцевались раны земли, полученные от космического пришельца. Постепенно впадина кратера заполнилась водой и образовалось озеро… Сейчас его котловина имеет высокие берега с четко выраженным валом. Верхний гребень вала, переходящий в «гриву», густо порос лесом и кустарником, а его нижняя, периодически затапливаемая часть – мелколесьем. Возраст деревьев на нижнем уступе вала 20 лет. Подходы к береговой линии озера весьма затруднены, поскольку на нижнем уступе, залитом сейчас водой, стоят погибшие березки и плавают упавшие деревья. Но еще сорок лет назад линия уреза воды находилась гораздо ниже затопленного березового уступа. Это свидетельствует о периодических колебаниях уровня воды в Смердячьем озере, полном загадок…Из-за колебаний уровня обрез береговой линии озера то увеличивается, то сокращается, а диаметр водного зеркала может находиться в пределах от 200 до 300 м.Объяснения этому явлению пока нет…


По результатам Научного отчета экспедиции Лаборатории Метеорики ГЕОХИРАН (2005г.) были сделаны выводы в пользу импактного (метеоритного) происхождения озера Смердячье. В подтверждение этих выводов приводились следующие факты:

- геоморфологические особенности: близкая к идеально круглой форма впадины; исключительная глубина; наличие выраженного кольцевого вала, хотя и «сглаженного» эрозионными процессами, происходящими в течение столетий;

- совпадение соотношений основных морфологических параметров с соответствующими соотношениями для достоверно известных импактных структур данного масштаба;

- обнаружение в окружающем озеро земляном валу грунтовых отложений, условно названных песчано-глинистыми «брекчиями», предположительно сложенных из пород, образующих кратер;

- структуры центральной части дна котловины озера характеризуются зонами между блоками плотных пород, сцементированных ударным расплавом.


В ходе экспедиции была проведена подробная батиметрическая (эхолотированием)

съемка озера, результаты которой свидетельствуют о следующем:

- вдоль всей береговой линии проходит достаточно широкая ( от 20 до 50 м) мелководная полоса, представляющая собой уступ (террасу), залитого старого берега;

- с глубин около 10 м начинается резкое понижение дна по углам, близким к 45о, которая сглаживается лишь по достижении глубин 22-27 м, а в центре озера находится очень небольшая относительно плоская площадка диаметром порядка 30-40 м с глубинами 28-31м;

- основной объем озера без учета мелководной залитой части представляет собой своего рода «воронку», достаточно симметричную, весьма характерную для небольших метеоритных кратеров.


Впадина озера и морфология берегового вала симметричны относительно линий восток-запад. При этом и центральная котловина озера, и зона максимальной проявленности вала смещены к востоку, а на западе находится наиболее широкая зона мелководья и практически не выражен вал.


Летом 2006 года экспедиция Лаборатории Метеорики Института Геохимии РАН продолжила работу. Существенно в большем масштабе были проведены геофизические исследования, буровые и водолазные работы ( изучение структуры дна центральной котловины озера и отбор образцов). Основные выводы в пользу метеоритного происхождения озера Смердячье.


Осенью 2007 года на озере работали сотрудники Всероссийского научно-исследовательского геологического института имени Карпинского (г.Санкт-Петербург).Старший научный сотрудник Святослав Енгалычев сообщил (РИА «Новости»), что ему удалось обнаружить решающие свидетельства метеоритного происхождения этого озера. По словам Енгалычева, ученые бурили многочисленные шурфы,была составлена карта озера, измерена высота кольцевого вала вокруг озера.


Ученый рассказал, что на месте были найдены так называемые «стекловатые импактиты - это стекловатая масса с помещенными в ней обломками местных пород».


«Важно, что находки этого стекловатого импактита были сделаны в породах кратерного вала. В шурфах отчетливо были видны деформации пластов, залегающих на окружающей территории горизонтально. На незначительном расстоянии (В первые метры) резко изменяется положение пород в вертикальном разрезе»,- говорит Енгалычев.

Он подчеркивает, что эта деформация – «важнейший критерий отнесения данной структуры к метеоритным кратерам».

Согласно геологическим данным, кратер образовался уже после ледникового периода, то есть не более, чем 10 тысяч лет назад. Практически круглая форма озера говорит о том, что метеорит падал практически вертикально. Размер кратера – около 350 метров – позволяет предположить, что метеорит имел диаметр около 10-20 метров и массу 10 тысяч тонн.


Энергию взрыва геолог оценил в 250 килотонн тротила – в десять раз мощнее атомной бомбы, которая разрушила Хиросиму. «Зона поражения… дума, она составила пять-десять километров. Вероятнее всего, произошел вывал леса, возможно, пожары»,- отметил Енгалычев.


Говоря о возможности обнаружения остатков метеорита, Енгалычев отметил, что это весьма маловероятно. «Метеоритное вещество сохраняется только в малых и очень малых кратерах. Это большая экзотика. В кратерах Смердячьего таких обломков, вероятнее всего, не сохранилось. Вещество метеорита расплавляется, частично происходит его растворение. Вся энергия идет на плавление пород»,поясняет исследователь.


Енгалычев рассчитывает продолжить исследования в этом районе: «Было бы логично провести геофизические, в частности, сейсмические работы на кратере, что позволит отрисовать котловину кратера под водой озера, а также, конечно, хорошо бы провести буровые работы».


Для подтверждения метеоритного происхождения озера Смердячье нами были проведены зимний и летний походы (2008 год), в ходе которых были проведены наблюдения и некоторые измерения.


Сейчас котловина озера имеет правильную круглую форму, имеет высокие берега с четко выраженным валом. Верхний гребень вала, переходящий в «гриву», густо порос лесом и кустарником, а его нижняя, периодически затапливаемая часть – мелколесьем. Возраст деревьев примерно 18- 20 лет. Подходы к береговой линии озера весьма затруднены.


Методика

В основе наших исследований лежат следующие методики:

  • методика вертикальной съемки (промер глубины)
  • методика горизонтальной съемки ( измерение длины и ширины)
  • методика отбора образцов грунта


Результаты

Промер глубины осуществлялся в зимнее время (январь 2008 г.), при толщине льда 10-13 см. На поверхности озера были сделаны три лунки: в центре ( №1), на расстоянии 5 метров на запад (№2), на расстоянии 5 метров на юг (№3).В каждую лунку опускалась веревка с грузом на конце, размеченная узлами (маркерами) через каждый метр. Данные измерений были занесены в таблицу:


Глубина
(в м)
Лунка №1
Лунка №2
Лунка№3
25,4
26,6
26,9

Измерение длины и ширины озера проводилось тоже зимой (январь 2008 г.)

с использованием «шагомера» шириной 1,5 метра. В качестве ориентиров были выбраны деревья, между которыми проводилась воображаемая линия, пересекающая центр озера. Данные измерений были занесены в таблицу:


Длина (м)
Ширина (м)
219
198

Отбор образцов грунта проводился на северной и восточной сторонах озера ( на западной стороне вал практически отсутствует), а также на разной глубине:

10 см и 130 см. Просматривались пробы на листах белой бумаги. Данные исследований были занесены в таблицу:


Типы
грунта
Глубина 10 см
Глубина 130 см
Среднезернистые пески
песчано-глинистый материал, слои известняка

Обнажения почвы на срезе показали интересные результаты – под слоем почвы в сто тридцать сантиметров, слоями выступает известняк, хотя эти слои должны занимать глина и песок – более соответствующие для нашей местности .Как же получилось, что более ранний слой оказался выше всех остальных?


Возможно, в результате мощнейшего взрыва, вызванного падением метеорита произошел выброс грунта, и древние отложения, например известняк, покрыли поверхность Земли.


Заключение

Целью данной работы было изучение круглого озера Смердячьего, подтвердить причины и времени его образования.


Исследовав документальные данные - карту местности, Научный отчет экспедиции Лаборатории Метеоритики ГЕОХИРАН (2005), информацию сети Интернет, совершив поход, изучив выход пород на местности, проведя возможные измерения ,были сделаны следующие выводы:


- Озеро по своим формам полностью совпадает с формами ударного метеоритного кратера.

- Озеро имеет большую глубину и выраженный кольцевой вал.


Таким образом можно подтвердить, что озеро Смердячье – метеоритного происхождения.


Литература

  • Д.И. Барсков, В.И. Барсков «Притяжение Мещёры», Москва, 2007 год.
  • Н.А. Филин «Шатурский апокалипсис», газета «Шатура Плюс», 12 января 2008 года.
  • http://www.kosmopoisk.ru/
  • В. Мухин «Пульсирующее чудо», Шатура, 2003 год.
  • http://www.meteorites.ru/
  • Шатурская инспекция рыбоохраны «Паспорта водных объектов на территории Шатурского района».
  • «Подмосковное озеро оказалось метеоритным кратером», газета «Московский комсомолец», 10 августа 2002 год.

См. также