Kiedy Piaski Zajaśniały Ogniem.pdf

üowcy meteorytw: cz«æ I

Kiedy piaski zajaænia¸y

Zachowane na pustyni ælady uderzenia

meteorytu dokumentuj niszczc si¸«

ska¸ przybywajcych z kosmosu

48 å WIAT N AUKI StyczeÄ 1999

l«, ýe oto stoisz o zmierz-

chu poærodku pustyni,

spogldajc w mrok ku p¸nocne-

mu zachodowi. Okolica jest zde-

cydowanie pos«pna: rozleg¸e w«-

drujce wydmy zbudowane z sza-

rawego piasku cign si« nie-

przerwanie we wszystkich kierun-

kach. Nie wida ýadnych ska¸,

a najbliýsz ludzk istot« napo-

tkasz po przebyciu 250 km. Cho

s¸oÄce juý zasz¸o, powietrze nadal

jest gorce (50¡C), a na plecach

wciý czujesz smagni«cia popo¸u-

dniowej burzy piaskowej. Wiatr

wieje z po¸udnia, jak zwykle wcze-

sn wiosn.

Nagle uwag« przykuwa jasne

æwiat¸o nad ciemniejcym hory-

zontem. Z pocztku przypomi-

na iskr«, lecz szybko rozjarza si«

i rozdziela na co najmniej cztery

oddzielne smugi. W cigu kilku

sekund æwiat¸o rozb¸yska parz-

cym blaskiem. Twoje ubranie p¸o-

nie. Jasny obiekt przemyka bez-

szelestnie ponad g¸ow, chwil«

pniej s¸yszysz og¸uszajcy huk.

Grunt pod stopami ko¸ysze si«,

a fala uderzeniowa odrzuca ci« na

odleg¸oæ kilkudziesi«ciu metrw.

Za plecami masz rozýarzone æcia-

ny ognia na tle wieczornego nieba,

a w powietrzu æmigaj bia¸e g¸azy.

Cz«æ z nich roztrzaskuje si« w pia-

sku, reszt« poch¸ania ogieÄ.

P¸onca p¸ynna masa spryskuje

g¸azy, ktre najpierw wygldaj

jak pochlapane bia¸ farb; ta jed-

nak stopniowo staje si« ý¸ta, po-

maraÄczowa, czerwona, a wresz-

cie zmienia si« w tward czarn

pow¸ok«. Wszystko to dzieje si«

w cigu kilku sekund, zanim bia¸e

ska¸y spadn na ziemi«. Niekt-

re od¸amki pokryte s ca¸kowicie

czarn mas; przeobraýaj si« one

å WIAT N AUKI StyczeÄ 1999 49

ogniem Jeffrey C. Wynn i Eugene M. Shoemaker W yobra sobie przez chwi-

Stanowisko upadku meteorytu z Wabar

KRATER PHILBY ãAÓ

11-METROWY

KRATER

IZRAEL

WYDMA PODüUûNA

Ð SEIF

JORDANIA

IRAK

IRAN

KUWEJT

ARABIA

SAUDYJSKA

WYDMY ZüOûONE

BAHRAJN

KATAR

AR-RIJAD

W¢DRUJCA WYDMA

EGIPT

ZEA

DûUDDA

WABAR

OMAN

PUSTY

KWARTAü

SUDAN

ABHA

UBAR

ERYTREA

JEMEN

PRZYSYPANE

PRODUKTY

IMPAKTU

ETIOPIA

DûIBUTI

NA STANOWISKU WABAR znajduj si« trzy kratery i rozrzucone wok¸ dwa rodzaje niezwyk¸ych ska¸: czar-

nego szkliwa i impaktytu. Stanowisko, w wi«kszej cz«æci przysypane przez nieustannie w«drujce wydmy

piaszczyste, znajduje si« w g¸«bi bezludnego Pustego Kwarta¸u na pustyni Ar-Rab al-Chali w Arabii Sau-

dyjskiej; autorzy wyprawiali si« tam dwiema rýnymi drogami (mapka) .

w spieniony, szklisty materia¸, tak lekki,

ýe unosi¸by si« na powierzchni wody,

gdyby jakakolwiek woda wyst«powa¸a

w okolicy. Gorca grzybiasta chmura su-

nie teraz ku tobie, p«dzona po¸udnio-

wym wiatrem, mienic si« wspaniale

wszystkimi barwami t«czy. Kiedy zaæ

twarde ska¸y przekszta¸ci¸y si« juý w

spienion mas«, deszcz czerwono-czar-

nego stopionego szkliwa zaczyna opa-

da na powierzchni«, wwczas takýe sta-

jesz si« uczestnikiem Ð doæ niefortun-

nym Ð tego przedstawienia.

W g¸«bi legendarnej pustyni Ar-Rab

al-Chali w Arabii Saudyjskiej znajduje si«

Zarwno w Koranie, jak i w klasycz-

nych arabskich tekstach zapisana jest

historia krla-ba¸wochwalcy o imieniu

Aad, ktry oæmieli¸ si« szydzi z jedne-

go z prorokw. Kara za jego bezboýnoæ

spad¸a na miasto Ubar wraz ze wszyst-

kimi mieszkaÄcami Ð zosta¸o ono znisz-

czone przez ciemn chmur« przyniesio-

n na skrzyd¸ach pot«ýnego wichru.

Gdy losy zawiod¸y PhilbyÕego do Pu-

stego Kwarta¸u Ð odraýajcej okolicy Ð

dowiedzia¸ si« od swoich przewodni-

kw, ýe istotnie widzieli oni zniszczo-

ne miasto; zaoferowali si« zaprowadzi

go do tego miejsca. Podrýnik ch«tnie

æladw skutki zderzenia przypomina¸y

wybuch bomby atomowej o sile 12 kt

TNT, czyli porwnywalnej z t, ktra

zniszczy¸a Hiroszim«. Nie by¸ to wcale

najwi«kszy z impaktw, ktre na prze-

strzeni dziejw ý¸obi¸y powierzchni« na-

szej planety. Niemniej jednak Wabar ma

specjalne znaczenie dla badaÄ meteory-

tw. Niemal wszystkie znane na Ziemi

uderzenia meteorytw wydarzy¸y si« na

obszarach zbudowanych z litych ska¸ lub

pokrytych cienk warstw gleby albo wo-

dy. Meteoryt z Wabar natomiast trafi¸

w ærodek najwi«kszego na naszym glo-

bie morza piasku. To suche i odizolowa-

ne miejsce jest zapewne najlepiej zacho-

wanym, a jednoczeænie najprostszym pod

wzgl«dem geologicznym stanowiskiem

meteorytowym na æwiecie. Co wi«cej, ja-

ko jedno z zaledwie 17 stanowisk spo-

ærd blisko 160 znanych struktur impak-

towych zawiera do dziæ pozosta¸oæci

pozaziemskiego cia¸a.

Podczas trzech m«czcych ekspedycji

do samego ærodka pustyni uda¸o si« nam

odtworzy kolejnoæ wypadkw w Wa-

bar. Impakty naleý do zdarzeÄ powta-

rzajcych si« wielokrotnie w geologicznej

i biologicznej historii naszej planety. Do

dziæ zreszt Uk¸ad S¸oneczny jest wiel-

k strzelnic. Jeæli jednak g¸wn uwa-

g« (przynajmniej w Hollywood) kieruje

si« ku najwi«kszym meteoroidom, to naj-

bardziej namacalne zagroýenie dla na-

szych miast stanowi obiekty mniejsze,

jak ten z Wabar. Dzi«ki badaniom prze-

Piekce grzybiaste chmury sun teraz ku tobie, p«dzone

po¸udniowym wiatrem, a t«cza wspaniale skrzy si« kolorami.

Kiedy zaæ twarde ska¸y przekszta¸ci¸y si« juý w spienion

mas«, czerwono-czarne stopione szkliwo zaczyna opada

na powierzchni«, wwczas takýe stajesz si« uczestnikiem

Ð doæ niefortunnym Ð tego przedstawienia.

dziwny obszar o powierzchni 0.5 km 2 ,

pokryty czarnym szkliwem, od¸amkami

bia¸ych ska¸ i kawa¸kami ýelaza. Po raz

pierwszy opisa¸ go w 1932 roku Harry St.

John ãAbdullahÓ Philby, brytyjski badacz

znany zapewne lepiej jako ojciec nies¸aw-

nego podwjnego szpiega sowieckiego

Kima PhilbyÕego. Miejsce, o ktrym dono-

si¸, by¸o znane beduinom od kilku poko-

leÄ jako al-Hadida , czyli ãýelastwoÓ.

przyj¸ propozycj« odwiedzenia ãWa-

barÓ, tak bowiem w transliteracji w jego

sprawozdaniu brzmia¸a nazwa, ktra

przylgn«¸a odtd do tego miejsca.

Znalezisko nie wyglda¸o na zaginio-

ne miasto Ubar i nie mog¸o by pod¸o-

ýem koranicznej przypowieæci. Z pew-

noæci przedstawia¸o natomiast sceneri«

katastrofy, ktr zes¸a¸o niebo: by¸ ni

upadek meteorytu. Z pozostawionych

50 å WIAT N AUKI StyczeÄ 1999

KRATER PHILBY ãBÓ

zrujnowanych murw. Przewodnicy po-

kazali mu czarne per¸y, ktrymi zas¸ana

by¸a ziemia; jak twierdzili, takie klejno-

ty nosi¸y kobiety ze zniszczonego mia-

sta. Philby by¸ jednak rozczarowany

i zmieszany. Widzia¸ jedynie czarny ýu-

ýel, od¸amki bia¸ych piaskowcw oraz

dwa cz«æciowo przysypane okrg¸e za-

g¸«bienia, przywodzce na myæl kratery

wulkanu. Jeden z beduinw przynis¸

kawa¸ ýelaza wielkoæci krlika. Czyýby

dzie¸o dawnych mieszkaÄcw miasta?

PhilbyÕemu z wolna zacz«¸o æwita, ýe

ten zardzewia¸y kawa¸ek metalu nie po-

chodzi z naszego æwiata. Pniejsze bada-

nia laboratoryjne ujawni¸y, ýe sk¸ada¸ si«

w ponad 90% z ýelaza, 3.5Ð5% niklu oraz

zawiera¸ 4Ð6 ppm (cz«æci na milion) iry-

du Ð pierwiastka ãkosmicznegoÓ wyjt-

kowo rzadko znajdowanego na Ziemi,

lecz pospolitego w meteorytach.

Rzeczywiste po¸oýenie miasta Ubar Ð

w p¸nocnym Omanie oko¸o 400 km na

po¸udnie od Wabar Ð okreælono w 1992

roku za pomoc zdj« satelitarnych

[patrz: Farouk El-Baz, ãArcheologia XXI

wiekuÓ; åwiat Nauki , padziernik 1997].

Tymczasem Wabar pozostawa¸o w¸aæci-

wie nie zbadane aý do czasu naszych eks-

pedycji w maju 1994 roku, grudniu 1994

roku i marcu 1995 roku. Od 1932 roku

stanowisko by¸o odwiedzane co najmniej

dwukrotnie, ale nigdy nie dokonano tam

ýadnych dok¸adnych pomiarw.

Do czasu naszej pierwszej podrýy

nie zdawaliæmy sobie sprawy, dlaczego

tak by¸o. Jeden z nas (Wynn) uczestni-

czy¸ w wyprawie zorganizowanej przez

Zahid Tractor Corporation, saudyjskie-

go dealera samochodu Hummer Ð cy-

wilnej wersji wojskowego Humvee.

Chcc wesprze promocj« samochodu,

grupa menedýerw Zahida, wærd kt-

rych byli Bill Chasteen i Wafa Zawawi,

postanowi¸a przeprawi si« przez Pusty

Kwarta¸ i poprosi¸a misj« U.S. Geologi-

cal Survey w Dýuddzie o wys¸anie wraz

z nimi jednego badacza. Nie planowali

weekendowej przejaýdýki po okolicy,

lecz powaýne przedsi«wzi«cie wymaga-

jce specjalnego wyposaýenia i dwumie-

si«cznych przygotowaÄ. Dotd nikt nie

przejecha¸ Pustego Kwarta¸u latem.

W razie jakiegokolwiek niepowodzenia,

na przyk¸ad awarii samochodu, karawa-

na by¸aby zdana na w¸asne si¸y Ð ogrom-

ne odleg¸oæci, wysoka temperatura i

w«drujce wydmy wyklucza¸y uýycie

helikopterw ratunkowych czy teý tra-

dycyjnie ldujcych samolotw.

Pokonanie 750 km z Ar-Rijad do Wa-

bar zwyk¸ym samochodem z nap«dem

na cztery ko¸a zaj«¸oby 3 do 5 dni [ mapa

na stronie 50 ]. Grz«z¸by on w piasku co

jakieæ 10 min, wymaga¸oby to cig¸ego

podk¸adania pod ko¸a platform i uýy-

wania wycigarki. Hummer ma t« prze-

wag«, ýe w czasie jazdy moýna zmie-

nia ciænienie w oponach, ale i tak

kierowcy wyprawy potrzebowali kil-

ku dni, by nauczy si«, jak pokonywa

wydmy. Jeæli ma si« juý doæwiadcze-

CZARNE

SZKLIWO

IMPAKTYT

W¢DRUJCA

WYDMA

OBîZ

prowadzo-

nym tam i

w innych po-

dobnie niefor-

tunnych miej-

scach uczeni mo-

g oszacowa, jak cz«sto takie pociski

uderzaj w Ziemi«. Skoro juý musimy

by ostrzeliwani, wiedza o tym, co jaki

czas to nast«puje, przynosi pewn ulg«.

Zastanawiajce, skd beduini Ð prze-

wodnicy PhilbyÕego Ð wiedzieli o Wa-

bar po¸oýonym poærd olbrzymiego po-

la wydm, pozbawionego jakichkolwiek

punktw orientacyjnych w zmieniajcej

si« niemal codziennie scenerii. Nawet

najtwardsi pustynni tropiciele stroni

od wymar¸ego wn«trza Pustego Kwarta-

¸u. Dotarcie doÄ zaj«¸o PhilbyÕemy nie-

mal miesic. Kilka wielb¸dw pad¸o po

drodze, a pozosta¸e osign«¸y granic«

wytrzyma¸oæci. ãWyglda¸y rzeczywi-

æcie ýa¸oænie, pojawiwszy si« w Mekce

po 19 dniach, wychud¸e, brudne i ze

sp¸aszczonymi garbamiÓ Ð opowiada¸

Philby na spotkaniu w Krlewskim To-

warzystwie Geograficznym po powro-

cie do Londynu w 1932 roku.

Z innego æwiata

KRATER o ærednicy 11 m wype¸niony piaskiem zosta¸ odkryty w czasie ekspedycji do Wa-

bar w grudniu 1994 roku. W pod¸oýu tej formy wyst«puje dziwaczna ska¸a Ð impaktyt.

Powszechnie uwaýa si«, ýe zosta¸a utworzona wskutek zlepienia ziaren piasku pod wp¸y-

wem olbrzymiego ciænienia. Wok¸ kraw«dzi krateru leý od¸amki ýelaza i niklu wielko-

æci centymetrw. Na podstawie rozmiaru krateru geolodzy szacuj, ýe powsta¸ on, gdy

metaliczny meteoryt majcy ærednic« oko¸o metra i duý g«stoæ zary¸ w piasku. Meteo-

ryt w oderwa¸ si« od jednej z dwch innych wi«kszych ska¸ odpowiedzialnych za utwo-

rzenie pozosta¸ych kraterw w Wabar.

Philby sta¸ si« drugim cz¸owiekiem Za-

chodu (po brytyjskim podrýniku Ber-

tramie Thomasie), ktry przemierzy¸ Pu-

sty Kwarta¸. Poszukiwa¸ on artefaktw

Ð b«dcych dzie¸em cz¸owieka resztek

å WIAT N AUKI StyczeÄ 1999 51

w jednym z nich? Nie jest to ¸atwe. Co prawda Ksi«ýyc jest

usiany kraterami, ale tam nie ma wody, nie zachodzi wietrzenie,

nieznana jest w«drwka kontynentw. Kratery po prostu s tam,

gdzie powsta¸y, niewiele zmienione mimo up¸ywu eonw. Tym-

czasem na Ziemi wszystkie te procesy naturalne zacieraj ælady

uderzeÄ; bez ich udzia¸u powierzchnia Ziemi by¸aby rwnie ospo-

wata jak powierzchnia Ksi«ýyca. Jakby tego by¸o ma¸o, procesy

bliýej nam znane Ð wulkanizm i erozja Ð takýe pozostawiaj owal-

ne zag¸«bienia. Dopiero na pocztku bieýcego stulecia geolo-

gom uda¸o si« po raz pierwszy stwierdzi z pewnoæci, ýe niekt-

re kratery s dzie¸em meteorytw. Dziæ nawet znamy zaledwie 160

struktur impaktowych. Jedynie 2% planetoid krýcych w we-

wn«trznym Uk¸adze S¸onecznym zbudowanych jest z ýelaza i ni-

klu, a ich od¸amki rozpoznaje si« ¸atwo jako materia¸ pozaziem-

ski. Inne typy meteorytw nie rýni si« specjalnie od zwyk¸ych

kamieni. Naj¸atwiej zbiera si« je na Antarktydzie, poniewaý

niewiele ska¸ ma szans« znale si« na powierzchni rozleg¸ych

pl lodowych. W innych miejscach zidentyfikowanie krateru me-

teorytowego wymaga dok¸adnych prac kartograficznych i analiz

laboratoryjnych. Geolodzy poszukuj pewnych cech charaktery-

stycznych dla olbrzymich pr«dkoæci i ciænieÄ zwizanych z im-

paktem. Nawet wybuchy wulkanw nie doprowadzaj ska¸ do

tak skrajnych warunkw.

¥ Struktury stoýkowe. ålady znajdowane

na ska¸ach wok¸ kra-

teru przypominaj cz«-

sto wzr jode¸ki lub

szewrony. Moýna je

takýe zauwaýy w od-

s¸oni«ciach ska¸, tam

gdzie stoýkowate for-

my uleg¸y sp«kaniom

pod¸uýnym. W Wabar

nie ma struktur stoýkowych, poniewaý kra-

tery powsta¸y w lunym piasku.

¥ Wysokotemperaturowe odmiany ska¸ .

Laminowane, spojone z sob piaszczyste

bloki znane s i w Wabar, i w miejscach prze-

prowadzania prb jdrowych. Tektyty Ð od-

¸amki szkliwa skalnego Ð tworz si« prawdo-

podobnie wwczas, gdy stopiona w mo-

mencie uderzenia ska¸a zo-

staje wyrzucona na orbit«,

a pniej spadajc, ulega

zestaleniu. Ska¸y takie wy-

st«puj wok¸ wielu duýych

kraterw uderzeniowych.

¥ Mikrodeformacje ska¸. Struktura krysta-

liczna niektrych minera-

¸w zostaje zniekszta¸cona

przez dzia¸anie fali uderze-

niowej w momencie impak-

tu, na przyk¸ad w kwarcu

tworz si« co najmniej dwa

systemy prýkowania. Kwarc moýe takýe

ulec rekrystalizacji i utworzy nowe minera-

¸y, takie jak coesyt i stiszowit. Moýna je

rozpozna wy¸cznie za pomoc dyfrakcji

rentgenowskiej.

nie, droga do Wabar zajmuje d¸ugie

17 godz., z czego kilka ostatnich odbywa

si« wærd wydm i w ciemnoæciach, za-

montowane na zderzakach æwiat¸a halo-

genowe co pewiem czas omiataj wi«c

niespodziewanie æciany piachu wyso-

koæci 15 m.

Podczas pierwszej wyprawy sp«dzi-

liæmy na miejscu zaledwie 4 godz., po

czym wyruszyliæmy w dalsz drog«. W

tym czasie jedynie 4 z 6 pojazdw dyspo-

nowa¸y sprawn klimatyzacj. Tempe-

ratura na zewntrz wynosi¸a 61¡C, i to

w cieniu brezentu, a wilgotnoæ 2%, czy-

li dziesit cz«æ tego, co na ca¸ym æwie-

cie uznaje si« za suche powietrze. Wynn

wyszed¸ na zewntrz, by przeprowadzi

pomiary geomagnetyczne. Gdy nieba-

wem wrci¸, zatacza¸ si« i coæ be¸kota¸,

uýywajc niezrozumia¸ej mieszaniny

arabskiego i angielskiego. Jasnoæ umy-

s¸u odzyska¸ dopiero po pewnym cza-

sie, gdy g¸ow« polano mu wod, a ch¸od-

ne powietrze owia¸o twarz.

Zahid sfinansowa¸ takýe drug i trze-

ci wypraw«. W czasie ostatniej, tygo-

dniowej ekspedycji gwa¸towne burze pia-

skowe dwukrotnie niszczy¸y nasz obz,

a temperatura nawet noc nie spad¸a po-

niýej 40¡C. Kaýdy z nas trzyma¸ przy ¸ý-

ku dwulitrowy termos; pieczenie w gar-

dle budzi¸o nas prawie co godzin«.

Stanowisko Wabar ma rozmiary oko-

¸o 500 na 1000 m. Obejmuje ono co naj-

mniej trzy kratery, z czego dwa (o æred-

nicy 116 m i 64 m) opisa¸ Philby, a jeden

(o ærednicy 11 m) zosta¸ odkryty przez

Wynna w czasie drugiej wyprawy.

Wszystkie s prawie ca¸kowicie wype¸-

nione piaskiem. Ods¸aniajce si« obecnie

kraw«dzie s zbudowane z rozepchni«-

tego doko¸a piasku, unieruchomionego

zarwno przez impaktyt Ð zbiela¸y, gru-

boziarnisty piaskowiec, jak i przez wiel-

k iloæ czarnego ýuýlu i szklistych kule-

czek. Z rzadka znajduje si« takýe od¸amki

ýelazowo-niklowe. Kraw«dzie kraterw

s s¸abo widoczne poniewaý zosta¸y cz«-

æciowo rozkruszone i rozjechane przez

opony samochodowe.

Ska¸y ãzderzenioweÓ

Geolodzy potrafi odnale w ska-

¸ach oznaki dzia¸ania fali uderzeniowej

[ ramka powyýej ]. Mog wwczas stwier-

dzi, ýe krater powsta¸ wskutek uderze-

nia meteorytu, nie zaæ innych procesw,

na przyk¸ad erozyjnych lub wulkanicz-

nych. Impaktyty w Wabar spe¸niaj ten

warunek. Charakteryzuj si« one co

prawda grub laminacj podobnie jak

DEFORMUJCY SI¢

METEORYT

PRZEKRîJ miejsca upadku meteorytu wy-

konany na podstawie symulacji komputero-

wej uwidacznia, jak w cigu kilku sekund po-

wsta¸y kratery w Wabar. W momencie ude-

rzenia o powierzchni« meteoryt uleg¸ sp¸asz-

czeniu; fala uderzeniowa przebieg¸a wstecz

przez jego wn«trze, powodujc cz«æciowe

skruszenie i niewielkie ubytki. Pozosta¸a

cz«æ meteorytu stopi¸a si« i zespoli¸a z pia-

skiem pod¸oýa. Zmiaýdýony piasek wok¸

miejsca zderzenia utworzy¸ impaktyt. Ca¸a ta

mieszanka zosta¸a nast«pnie wyrzucona

w powietrze. G¸«bsze warstwy piasku jedy-

nie w niewielkim stopniu uleg¸y deformacji.

ROZKRUSZONE

ODüAMKI

IMPAKTYT

STOPIONY MATERIAü

NIE ZABURZONE

WARSTWY PIASKU

ZABURZONE

WARSTWY PIASKU

NIE ZABURZONE

WARSTWY PIASKU

52 å WIAT N AUKI StyczeÄ 1999

Rozpoznawanie kraterw uderzeniowych

J ak moglibyæcie rozpozna krater uderzeniowy, znalaz¸szy si«

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: