Μετεωρικός κρατήρας της Αριζόνας

Ο Μετεωρικός κρατήρας της Αριζόνας, Κρατήρας Μπάρινγκερ (Barringer Crater)Grieve, R.A.F. (1990): "Impact Cratering on the Earth", Scientific American, τόμ. 262 (4), σσ. 66-73. ή απλώς Μετεωρικός κρατήρας (Meteor Crater) είναι ένας κρατήρας πρόσκρουσης που βρίσκεται περίπου 60 χιλιόμετρα ανατολικά από την πόλη Φλάγκσταφ και 29 χιλιόμετρα δυτικά του Γουίνσλοου, στην έρημο της βόρειας Αριζόνας, στις ΗΠΑ. Αρχικώς η θέση ήταν γνωστή ως Κρατήρας του Κάνυον Ντιάμπλο (Canyon Diablo Crater) και σήμερα θραύσματα του μετεώρου που δημιούργησε τον κρατήρα ονομάζονται επισήμως Canyon Diablo Meteorite.La Pas, L.: "Remarks on four notes recently published by C.C. Wylie", Popular Astronomy, τόμ. 51, σελ. 341 (1943) Ο κρατήρας είναι ιδιωτική περιουσία της οικογένειας Μπάρινγκερ μέσω της Barringer Crater Company. Παρά τη σημασία του ως γεωλογική τοποθεσία, ο κρατήρας δεν είναι προστατευόμενος ως «εθνικό μνημείο», κάτι που θα απαιτούσε να είναι δημόσιο κτήμα. Ανακηρύχθηκε ωστόσο «Εθνικό Φυσικό Ορόσημο (National Natural Landmark) τον Νοέμβριο του 1967.

Ο Μετεωρικός κρατήρας της Αριζόνας βρίσκεται σε υψόμετρο 1.719 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσαςNeal F. Davis: Images of America, «Meteor Crater» (σελ. 107), Arcadia Publishing, 2016. και σε γεωγραφικές συντεταγμένες πλάτος 35°01΄38΄΄ Βόρειο και μήκος 111°01΄21΄΄ Δυτικό. Η διάμετρός του φθάνει τα 1.200 μέτρα και το βάθος του πυθμένα τα 180, ενώ περιβάλλεται από χείλος ύψους 45 μέτρων σε σχέση με το γύρω οροπέδιο. Ο πυθμένας του κρατήρα αποτελείται από ένα στρώμα συντριμμάτων με πάχος 210 έως 240 μέτρα πάνω από το βραχώδες υπόστρωμα. Είναι ενδιαφέρον ότι η περιφέρειά του είναι κάπως τετραγωνισμένη στο σχήμα, κάτι που πιστεύεται ότι προήλθε από προϋπάρχουσες τοπικές ρωγμές στο πέτρωμα.

Δημιουργία
Ο Μετεωρικός κρατήρας δημιουργήθηκε πριν από περίπου 50 χιλιάδες χρόνια, κατά την Πλειστόκαινο γεωλογική περίοδο, όταν το τοπικό κλίμα στο Οροπέδιο του Κολοράντο ήταν πολύ ψυχρότερο και πιο υγρό. Η περιοχή ήταν λειμώνας με διάσπαρτες δασικές εκτάσεις, κατοικούμενη από μαμούθ και γιγάντιους εδαφόβιους βραδύποδες.

Το σώμα που δημιούργησε με την πτώση του τον κρατήρα ήταν ένα μετέωρο με σύσταση σιδηρομετεωρίτη, δηλαδή σιδήρου με λιγότερο νικέλιο, και διάμετρο περί τα 50 μέτρα, δηλαδή στα όρια του μικρού αστεροειδούς. Η ταχύτητα με την οποία συγκρούσθηκε με το έδαφος είναι δυσκολότερο να εκτιμηθεί. Μια αρχική προσομοίωση έδινε έως και 20 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, αλλά πιο πρόσφατη ανάλυση δίνει μία σημαντικά μικρότερη ταχύτητα, 12,8 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο (46 χιλιάδες χιλιόμετρα την ώρα). Πιστεύεται ότι ο μισός όγκος του μετεώρου εξατμίσθηκε κατά τη διέλευσή του από την ατμόσφαιρα. Η ενέργεια της προσκρούσεως εκτιμάται σε περίπου 10 έως 40 τετράκις εκατομμύρια joule, δηλαδή 150 έως 650 φορές μεγαλύτερη από την έκρηξη της ατομικής βόμβας της Χιροσίμα. Το μετέωρο εξαερώθηκε στο μεγαλύτερο μέρος του, αφήνοντας λίγα υπολείμματα στον κρατήρα.Schaber, Gerald G.: "The U.S. Geological Survey, Branch of Astrogeology—A Chronology of Activities from Conception through the End of Project Apollo (1960–1973)", 2005, U.S. Geological Survey Open-File Report 2005-1190. (PDF)

Κατά τις χιλιετίες που πέρασαν από τότε το χείλος πιστεύεται ότι έχει χάσει 15 έως 20 μέτρα του ύψους του εξαιτίας φυσικής διαβρώσεως. Από την άλλη, ο κρατήρας έχει γίνει πιο ρηχός κατά 30 μέτρα περίπου εξαιτίας της εναποθέσεως ιζημάτων. Αυτές οι διαδικασίες, που προκαλούνται από τον άνεμο και τη βροχή, είναι ο λόγος που πολύ λίγοι κρατήρες από πρόσκρουση διατηρούνται πάνω στη Γη. Η σχετικώς πολύ μικρή ηλικία του κρατήρα της Αριζόνας, μαζί με το ξηρό κλίμα της περιοχής, επέτρεψαν σε αυτόν τον κρατήρα να παραμείνει σε σχετικώς καλή κατάσταση. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να είναι ο πρώτος κρατήρας που αναγνωρίσθηκε ποτέ ότι δημιουργήθηκε από πρόσκρουση ουράνιου σώματος στην επιφάνεια της Γης.

 Ανακάλυψη και έρευνες 
Ο κρατήρας έγινε γνωστός μετά την ανακάλυψή του από Αμερικανούς εποίκους τον 19ο αιώνα. Τότε τον ονόμασαν «Κρατήρα του Κάνυον Ντιάμπλο», γιατί το Κάνυον Ντιάμπλο ήταν ο πλησιέστερος οικισμός στον κρατήρα τον ύστερο 19ο αιώνα (σήμερα «πόλη-φάντασμα»). Πιστευόταν από όλους ότι ήταν ηφαιστειακός κρατήρας, υπάρχει εξάλλου το πραγματικό ηφαιστειακό πεδίο Σαν Φρανσίσκο λιγότερο από 70 χιλιόμετρα μακριά, προς τα δυτικά.

 Οι Φουτ και Γκίλμπερτ 
Το 1891 ο ορυκτολόγος και ιατρός Άλμπερτ Φουτ (Albert E. Foote, 1846-1895) δημοσίευσε την πρώτη επιστημονική μελέτη που περιέγραφε γεωλογικώς τον κρατήρα. Αρκετά χρόνια νωρίτερα είχε λάβει ένα τεμάχιο σιδήρου για ανάλυση από έναν διευθυντή των σιδηροδρόμων και αμέσως τον είχε αναγνωρίσει ως μετεωρίτη, οπότε συνέστησε ομάδα για επιτόπια έρευνα. Η ομάδα περισυνέλεξε εκατοντάδες κιλά δειγμάτων και ο Φουτ ταυτοποίησε αρκετά διαφορετικά ορυκτά μέσα στους μετεωρίτες, όπως το διαμάντι (με μικρή όμως εμπορική αξία).

Τον Νοέμβριο του ίδιου έτους (1891) ο γεωλόγος Γκρόουβ Καρλ Γκίλμπερτ της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ, ερεύνησε τον κρατήρα και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ήταν αποτέλεσμα ηφαιστειακής εκρήξεως ατμού, δηλαδή τύπου μάαρ. Ο Γκίλμπερτ είχε θεωρήσει ότι, αν ήταν κρατήρας από πρόσκρουση, τότε το εκσκαφέν υλικό, όπως και υλικό του μετεώρου, θα έπρεπε να είναι παρόν στο χείλος. Θεώρησε επίσης ότι ένα μεγάλο μέρος του μετεώρου θα έπρεπε να είναι θαμμένο στον πυθμένα, κάτι που θα δημιουργούσε μία μεγάλη μαγνητική ανωμαλία. Οι υπολογισμοί του έδειξαν ότι η μάζα του υποθετικού μετεώρου έλειπε, ενώ δεν υπήρχαν ούτε ανωμαλίες στο μαγνητικό πεδίο. Επιχειρηματολόγησε ότι τα θραύσματα μετεωριτικής ύλης που πράγματι βρέθηκαν στο χείλος ήταν απλή σύμπτωση. Ο Γκίλμπερτ δημοσιοποίησε τα συμπεράσματά του με μία σειρά διαλέξεων. Ωστόσο το 1892 ο Γκίλμπερτ ήταν ένας από τους πρώτους που πρότεινε ότι οι κρατήρες της Σελήνης ήταν αποτέλεσμα προσκρούσεων και όχι ηφαιστειακής δραστηριότητας.

 Ο Μπάρινγκερ 
Το 1903 ο μηχανικός ορυχείων και επιχειρηματίας Ντάνιελ Μπάρινγκερ πρότεινε ότι ο κρατήρας ήταν αποτέλεσμα προσκρούσεως ενός μεγάλου σιδηρομετεωρίτη. Η εταιρεία του, η «Standard Iron Company», υπέβαλε αίτηση για εξόρυξη και το ίδιο έτος της παραχωρήθηκε έκταση 2.600 στρεμμάτων γύρω από το κέντρο του κρατήρα. Το 1906 ο Πρόεδρος Θεόδωρος Ρούζβελτ επεκύρωσε την ίδρυση ενός νέου ταχυδρομικού γραφείου με την επωνυμία «Meteor, Arizona». Μέχρι τότε το πλησιέστερο γραφείο ήταν στο Γουίνσλοου.

Οι έρευνες του Μπάρινγκερ και της εταιρείας του μεταξύ του 1903 και του 1905 κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο κρατήρας είχε πράγματι δημιουργηθεί από την πτώση μετεώρου. Ο Μπάρινγκερ και ο συνεταίρος του, ο φυσικομαθηματικός Μπέντζαμιν Τίλγκμαν, θεμελίωσαν τη θεωρία αυτή σε εργασίες προς τη Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ το 1906, που δημοσιεύθηκαν στα Πρακτικά της Ακαδημίας Φυσικών Επιστημών (Proceedings of the Academy of Natural Sciences) στη Φιλαδέλφεια.Barringer, D.M. (1906): "Coon Mountain and its Crater", Proceedings of the Academy of Natural Science of Philadelphia, τόμος 57, σσ. 861-886. PDF

Τα επιχειρήματά τους συνάντησαν ωστόσο δυσπιστία, καθώς τότε δεν λαβαινόταν υπόψη ο ρόλος των πτώσεων μετεώρων στη γεωλογία. Ο Μπάρινγκερ επέμεινε και προσπάθησε να ενισχύσει τη θεωρία του εντοπίζοντας τα υπολείμματα του μετεώρου στον πυθμένα του κρατήρα. Εξάλλου, στις γύρω εκτάσεις υπήρχαν περίπου 30 τόνοι μεγάλων θραυσμάτων οξειδωμένου σιδήρου. Η φυσική των μετεωρικών συγκρούσεων ωστόσο δεν ήταν γνωστή τότε, οπότε ο Μπάρινγκερ δεν μπορούσε να σκεφθεί ότι το μεγαλύτερο μέρος του υλικού του μετεώρου είχε εξαερωθεί κατά την πρόσκρουση και πέρασε έτσι την υπόλοιπη ζωή του προσπαθώντας μάταια να εντοπίσει μεγάλη ποσότητα μετεωρικού σιδήρου, φθάνοντας να κάνει γεώτρηση μέχρι βάθους 419 μέτρων.

Ας σημειωθεί ότι ο Μπάρινγκερ δεν ήταν κάποιος αποτυχημένος ή τρελός: Το 1894 ήταν ένας από τους επενδυτές που κέρδισαν εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια σε σημερινές τιμές, ανοίγοντας το ορυχείο αργύρου «Κόμονγουελθ» στο Πηρς της Αριζόνας.Southgate, Nancy & Barringer, Felicity (2002): A Grand Obsession: Daniel Moreau and His Crater, έκδ. Barringer Crater Co. Είχε εκτιμήσει από τις διαστάσεις του κρατήρα ότι ο μετεωρίτης είχε μάζα 100 εκατομμύρια τόνους (σήμερα γνωρίζουμε ότι ήταν 300 φορές μικρότερη). Το σιδηρομετάλλευμα του τύπου που είχε βρεθεί στη γύρω περιοχή άξιζε 125 δολάρια της εποχής ανά τόνο, οπότε έλπιζε να κερδίσει περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο δολάρια της εποχής.

Η έλλειψη αποδοχής της μετεωρικής θεωρίας του συνεχίσθηκε μέχρι και τρεις δεκαετίες μετά τον θάνατό του, οπότε η πλανητική επιστήμη ωρίμασε και κατανόησε τη διαδικασία δημιουργίας των κρατήρων στα ουράνια σώματα. Νωρίτερα πάντως, ένα έτος μετά τον θάνατο του Μπάρινγκερ, το 1930, ο Καθηγητής Χέρμαν Ληρόυ Φαίρτσαϊλντ (Herman Leroy Fairchild, 1850-1943), υπεστήριξε τη θεωρία του στο περιοδικό Science.

 Ο Σουμέικερ 
Το 1960 ο γεωλόγος Γιουτζήν Σουμέικερ επιβεβαίωσε τη θεωρία του Μπάρινγκερ. Το κλειδί ήταν η παρουσία στον κρατήρα των ορυκτών κοισίτη και στισοβίτη, σπάνιων μορφών διοξειδίου του πυριτίου που βρίσκονται μόνο όπου χαλαζιακά πετρώματα έχoυν υποβληθεί στιγμιαία σε ακραίες πιέσεις. Αυτά τα ορυκτά είναι αδύνατο να δημιουργηθούν από ηφαιστειακή δράση και οι μόνοι γνωστοί τρόποι δημιουργίας τους είναι μια πρόσκρουση μεγάλου μετεώρου ή μια πυρηνική έκρηξη.Shoemaker, Eugene M. (1987): "Meteor Crater, Arizona", Geological Society of America Centennial Field Guide – Rocky Mountain Section. Η πρόσκρουση θα είχε εξαερώσει το κυρίως σώμα του μετεώρου, ενώ τα τεμάχια-μετεωρίτες που είχαν βρεθεί διάσπαρτα, είχαν αποσπασθεί από το κυρίως σώμα πριν από την πρόσκρουση.

Οι γεωλόγοι χρησιμοποίησαν κρατήρες που είχαν δημιουργηθεί από πυρηνικές εκρήξεις, όπως ο Σένταν στη Νεβάδα (διάμετρος 390 μ.), ώστε να υπολογίσουν άνω και κάτω όρια για την ενέργεια που απελευθέρωσε η πρόσκρουση του μετεώρου.

 Γεωλογικός χαρακτήρας 
Η πρόσκρουση του μετεώρου δημιούργησε μια ανεστραμμένη στρωματογραφία, ώστε τα γεωλογικά στρώματα έξω από το χείλος του κρατήρα βρίσκονται επιστρωμένα με την ανάστροφη από τη φυσική τους σειρά. Η πρόσκρουση ανέστρεψε τα στρώματα από το χείλος μέχρι και απόσταση άνω του ενός χιλιομέτρου προς τα έξω. 

Πιο συγκεκριμένα, κατεβαίνοντας το χείλος του κρατήρα από την εξωτερική πλευρά βρίσκουμε διαδοχικά:

 ψαμμίτη του Κοκονίνο, ηλικίας 265 εκατομμυρίων ετών, στην κορυφή του χείλους
 ασβεστόλιθο του σχηματισμού Toroweap, ηλικίας 255 εκατομμυρίων ετών
 δολομίτη του Kaibab, ηλικίας 250 εκατομμυρίων ετών
 πηλό του Moenkopi, ηλικίας 245 εκατομμυρίων ετών, στην εξωτερική βάση του χείλους

Τα εδάφη γύρω από τον κρατήρα είναι καφετιά, με μικρή έως μέση αλκαλικότητα.https://websoilsurvey.sc.egov.usda.gov/App/WebSoilSurvey.aspx

 Ο κρατήρας σήμερα 
Κατά τις δεκαετίες του 1960 και του 1970, αστροναύτες της NASA εξασκήθηκαν στον Μετεωρικό κρατήρα της Αριζόνας ως μέρος της προετοιμασίας τους για τις αποστολές του προγράμματος «Απόλλων» στη Σελήνη.

Σήμερα ο κρατήρας αποτελεί τουριστικό αξιοθέατο, που εκμεταλλεύεται η ιδιοκτήτρια εταιρεία Barringer Crater Company, ουσιαστικά η οικογένεια Μπάρινγκερ, με ένα εισιτήριο εισόδου για τη πρόσβαση στον κρατήρα και στο Κέντρο Επισκεπτών στο βόρειο χείλος του. Στο Κέντρο Επισκεπτών υπάρχουν διαδραστικά εκθέματα για τους μετεωρίτες, τους αστεροειδείς, και γενικότερα για το διάστημα και το Ηλιακό Σύστημα. Υπάρχει ένα ομοίωμα δοκιμών (boilerplate) του οχήματος διακυβερνήσεως του προγράμματος «Απόλλων» (το BP-29), μάζας 638 χιλιογράμμων, που έπεσε στην περιοχή, ενώ ο επισκέπτης μπορεί να αγγίξει δείγματα μετεωριτών από το μετέωρο που δημιούργησε τον κρατήρα. Το Κέντρο διαθέτει επίσης αίθουσα προβολών, πωλητήριο και περιοχές παρατηρήσεως του κρατήρα. Ο γύρος του χείλους του κρατήρα με ξενάγηση γίνεται καθημερινά, καιρού επιτρέποντος.

 Δείτε επίσης 
 Κατάλογος κρατήρων πρόσκρουσης στη Γη

Παραπομπές

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 Επίσημος ιστότοπος
 Επίσημος ιστότοπος του Κέντρου Επισκεπτών
 CNN: Τα νέα για μια μικρότερη ταχύτητα του μετεώρου
 Εναέρια εξερεύνηση του κρατήρα
 «Herman Leroy Fairchild: An Early Promoter and Defender of Meteorite Impact Cratering»  – περιλαμβάνει λεπτομέρειες από παλαιές έρευνες στον κρατήρα

Αριζονα
Μετεωρικος κρατηρας
Μετεωρικος κρατηρας Αριζ