Следами падения крупных метеоритов на земной поверхности являются необычные кольцевые геологические структуры. Их называют «астроблемы» — звездные раны. Внутри астроблем наблюдаются радиальная деформация пластов раздробленных пород, необычные минералы и другие признаки, свидетельствующие о мощном ударном взрыве. Сейчас на Земле обнаружено более 170 таких кольцевых структур — мест падения гипотетических гигантских метеоритов.

Правда, здесь есть некоторая неопределенность. Дело в том, что кольцевые структуры во многом сходны с нарушениями земной поверхности, возникающими после некоторых вулканических извержений, — вулканическими кальдерами. Поэтому вопрос о том, является данная кольцевая геологическая структура результатом падения метеорита или вулканического извержения, в каждом отдельном случае специально изучается.

Происхождение некоторых кольцевых образований на Земле остается дискуссионным на протяжении многих десятков лет. Предположения обсуждаются самые разные. Так, некоторые ученые полагают, что залив Св. Лаврентия в Канаде — часть гигантского ударного кратера диаметром около 290 км и глубиной порядка 6 км. Высказываются и просто фантастические предположения. Скажем, существует идея, что Бермудская впадина, диаметр которой порядка 1250 км, является гигантским кратером астероидного столкновения, с чем и связаны аномальные эффекты Бермудского треугольника.

Метеоритные кратеры подразделяются на два типа.

Первый тип — ударные кратеры диаметром не более 100 м. Они образуются при частичном дроблении и выбрасывании горных пород и возникли вследствие падения относительно небольших метеоритов, летевших со скоростью не более 2,5 км/с.

Второй тип — взрывные кратеры, возникающие при взрыве метеорита в момент его столкновения с земной поверхностью. Крупный метеорит, подлетающий к Земле со скоростью 3—20 км/с, взрывается в результате торможения о горные породы. Вещество его полностью или почти полностью испаряется. Взрывные кратеры бывают заполнены раздробленной породой, которая нередко оплавлена. В некоторых наиболее крупных кратерах обнаружены своеобразные породы, получившие название импакитов. Они почти целиком состоят из переплавленных пород, застывших в виде стекла.

Горные породы, подвергшиеся метеоритному взрыву, разбиваются коническими трещинами. Вершины трещин конусов разрушения указывают направление, откуда пришла ударная волна. Именно импакиты и конусы разрушения являются доказательством метеоритного происхождения древнего кратера.

Что же происходит, когда метеорит сталкивается с Землей? В процессе можно выделить несколько основных стадий. Вот они:

а — столкновение метеорита с поверхностью Земли и торможение;

б — испарение метеорита и плавление окружающих пород;

в — разогрев газов, выброс раздробленных и частично расплавленных пород;

г — падение материалов выброса в кратер и за его пределы;

д — подъем основания кратера и выдавливание части расплава к поверхности.

А теперь несколько самых мощных взрывных столкновений. Наиболее крупный из достоверных метеоритных кратеров — Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги. Один из притоков Хатанги носит название Попигай. В бассейне этой реки был обнаружен гигантский метеоритный кратер около 100–130 км в поперечнике, возраст которого, по мнению специалистов, составляет 35 млн лет. Предположительно Попигайский астероид достигал 8—10 км в диаметре и летел со скоростью около 30 км/с. Он пробил атмосферу насквозь, пробил толщу осадочных пород на глубину порядка 1200 м и затормозил в породах фундамента Сибирской платформы. По оценкам, энергия взрыва достигала 1023 Дж, то есть была в 1000 раз больше, чем при самом сильном вулканическом взрыве: моментально расплавилось около 1750 км³ горных пород, перемешав воедино базальты, граниты и осадочные отложения. В результате образовалась лава с высоким содержанием кремнезема (65 %), резко отличающаяся от глубинных базальтовых излияний Сибирской платформы.

Об условиях, существовавших в эпицентре в момент взрыва, можно судить по тому, что в кратере найдены возникшие при катастрофе минералы. Подобные удалось получить искусственным путем при ударных давлениях в 1 Мбар и температуре около 1000 °C. Выброшенные во время взрыва крупные глыбы кристаллических пород фундамента платформы разлетелись на расстояние до 40 км от края кратера. В радиусе нескольких тысяч километров все сгорело дотла, испарились воды озер и рек.

В 1920 году известный финский ученый-геолог Пентти Эскола обследовал северную часть Ладожского озера. Он обратил внимание на необычную лаву около озера Янисъярви, которая по составу очень напоминала импакиты взрывных кратеров. Озеро Янисъярви, расположенное в 95 км от города Сортавалы, имеет размер 14 × 26 км и, вероятно, является древним метеоритным кратером. В пользу этого свидетельствуют также два скалистых лавовых островка в центре озера.

В Украине, в Кировоградской области, в бассейне реки Тясмин — правого притока Днепра — обнаружен Болтышский кратер (диаметром около 25 км), возникший в результате падения метеорита 88 млн лет назад. Если бы столкновение случилось сегодня, от Украины осталось бы просто… нет, даже мокрого места не осталось бы! Получилась бы очень сухая, горячая, расплавленная яма.

В Винницкой области тоже есть астроблемы, только меньшего размера, диаметром 3–5 км. Они расположены к востоку от Винницы и к юго-востоку от Гдова.

Хорошо исследован крупный метеоритный кратер Рис, внутри которого расположен город Нордлинген (Германия). На протяжении веков считалось, что огромное углубление, в котором расположен город, является вулканическим кратером. Но в 1960 году американский ученый Евгений Шумейкер во время посещения старинной городской церкви, построенной из местного материала, с удивлением заметил, что камни, из которых сложены стены, являются кварцевыми. А кварц образуется при ударных давлениях, обычно вызываемых падением метеорита. Последующие исследования странных скальных образований в округе окончательно утвердили специалистов во мнении, что громадный кратер, где еще в средние века вырос город, появился вследствие удара и взрыва гигантского метеорита около 15 млн лет назад. Котловина достигает в поперечнике 25 км. Сейсморазведочные работы показали, что под 35-метровым слоем озерных осадков скрыт внутренний подземный кратер диаметром около 10 км и глубиной не менее 700 м, заполненный раздробленной, спекшейся и частично расплавленной породой. Разрыхленная порода обусловливает некоторое понижение поля силы тяжести по сравнению с окружающей местностью. Такое уменьшение соответствует дефициту массы в кратере 30–60 млрд т. Следовательно, в момент взрыва было выброшено до 20 км³ породы.

Во Франции метеоритный кратер Рошешуар диаметром около 15 км образовался, как полагают, 150–170 млн лет назад.

К «молодым» кратерам — возрастом до 15 млн лет — относятся Босумтви в западноафриканской Гане, в котором расположено озеро (диаметр 9,8 км, глубина 350 м), и Чабб на полуострове Унгава в Канаде (диаметр 3,4 км, глубина 390 м). Метеоритный кратер Ротер Камм, обнаруженный в 1965 году в юго-западной Африке, в 95 км от устья реки Оранжевой, достигает 30 м. Дно кратера засыпано, следовательно, общая глубина его еще больше. Поперечные размеры кольцевого вала, сложенного обломками гнейсов, около 2,4 км, высота над окружающей местностью 90 м. Кратер Локар в Индии имеет поперечник 1,8 км, а глубину 120 метров.

В конце прошлого столетия в США были начаты исследования кратера диаметром 1,2 км и глубиной около 170 м. Вал, окаймляющий его, возвышается на 40–50 м. Это так называемый Каньон-Дьябло в штате Аризона. Согласно легенде местных индейцев, он образовался в месте, куда в далеком прошлом с неба спустился на огненной колеснице бог. В радиусе около 10 км были обнаружены многочисленные обломки железного метеорита весом около 20 т, но они, очевидно, представляют собой лишь ничтожную часть упавшего гиганта. Попытки найти внутри кратера основную массу метеорита успехами не увенчались, но ученые пришли к выводу, что он весил примерно 5 млн т. Воронка возникла от обломка весом 63 тыс. т и диаметром 30 м; энергия, освободившаяся при его падении, сопоставима с энергией взрыва 3,5 млн т тротила.