СЕРГЕЙ ВОРОБЬЁВ, АСЯ НИКОНОВА (11-й класс),
ТАМАРА ЧУМАЧЕНКО (9-й класс),
КСЕНИЯ ЧЕХОВСКАЯ, ЕКАТЕРИНА ЕМЕЛИНА (8-й класс),
гимназия № 38, г. Дзержинск, Нижегородская обл.
Руководители: А.К.КИСЕЛЁВ (НГПУ),
Т.Ю.КУЗЬМИЧЁВА (учитель физики и астрономии tyuk2001@mail.ru)

(Авторы являются лауреатами научных конференций «Чтения-конкурс памяти С.А.Каплана» и «Эксперимент в космосе-2006» (секция «Астрофизика, геофизика и физика космоса»)

В поисках озёр метеоритного происхождения

Земля, как другие планеты и их спутники, покрыта кратерами. При встрече Земли с крупными метеоритами на её поверхности остаются огромные «шрамы» – взрывные метеоритные кратеры. Формой они напоминают воронки от бомб. В условиях влажного климата метеоритные кратеры быстро заполняются водой и становятся озёрами. Всего на Земле обнаружено около 120 космических «шрамов». Особенно их много в пустынных областях (территории Алжира, Марокко, Мавритании, Ливии). В последние годы с помощью аэрокосмической съёмки выявляются всё новые и новые, поперечником десятки и даже сотни километров. Не исключено, что некоторые из озёр Нижегородской области также образовались от удара огромного метеороида.

Озеро Светлояр – жемчужина природы Нижегородского края

Это озеро – один из четырёх объектов природы области, отмеченных в сводке «Примечательные природные ландшафты СССР и их охрана» в группе «Озёра, имеющие большое эстетическое значение (озёрные заказники)». Светлояр включён и в список мирового наследия ЮНЕСКО. Расположено озеро близ села Владимирского, в бассейне реки Люнды, притока Ветлуги: площадь водяного зеркала 7,5 га, почти идеально круглая форма, глубина около 30 м, своеобразная холмистая окантовка прилегающей краевой линии. Оно абсолютно непохоже на другие озёра данной местности и абсолютно не вписывается в научные представления о процессах формирования земной поверхности в этих местах.

Существует масса легенд, связанных с озером Светлояр. Наиболее известная: «Давным-давно на месте Светлояра стоял славный город Китеж, и возвышались над ним главы церквей. Напали на Русь татары, завоевали многие наши земли. Хан Батый прослышал про богатый Китеж-град, да и направил туда свои бесчисленные орды. Обложили татары город грозной тучей и хотели брать его силой. Подступили к стенам и изумились: жители города никаких укреплений не построили и защищаться не думали. Только молились в церквях и звонили в колокола. Ворвались татары в город, а тут вдруг забили источники многоводные.

Отступили в страхе басурманы, а вода всё бежит и бежит… И когда иссякли родники, на месте города озеро расстилалось, лишь вдали мерцала одинокая глава собора с блестевшим посередине крестом, но и она медленно погрузилась в воду, вскоре и крест исчез».

А в одной из недавно найденных религиозных рукописей об этом событии говорится так: «…потемнело вдруг всё кругом и скрылись храмы божьи, погрузились молчаливо в воды со стенами их зубчатыми. И с этих самых пор тихим озером, как слезой, покрыт весь город святой Китеж. Звоны чудесны, переливчаты, пение ангельское, лики всех святых во храме божьем безмятежно славят все Господа Бога нашего и Божью Матерь…»

Свои «гипотезы» предлагали и староверы, и мусульмане – многие религии считают это озеро «своим», связанным с их верованиями.

Наука же даёт такие гипотезы о происхождении озера: карстовое; ледниковое; тектонический разлом в земной коре; метеоритное. Против карстовой и ледниковой гипотез есть много возражений. А в 1999 г. первыми научными поисками доказательств метеоритной гипотезы занялся преподаватель НГПУ Алексей Константинович Киселёв. В течение пяти лет прошло семь экспедиций учащихся МОУ «Гимназия № 38» под его научным руководством и при участии учителя физики и астрономии нашей гимназии Тамары Юрьевны Кузьмичёвой с целью сбора фактов, подтверждающих смелую метеоритную гипотезу.

Заново и с достаточной точностью промерены береговая линия и площадь озера, составлена карта глубин, которая затем была подтверждена спутниковой съёмкой, оценены высоты, окружающие озеро с южной и западной сторон, проведено сравнение с данным экспедиций «Литературной газеты» (1968–1970 гг.): озеро медленно эволюционирует.

Мы научились работать с теодолитом, альтиметром, ультразвуковым эхолокатором, ориентироваться по карте, строить свою карту, пользоваться GPS-навигатором (определять земные координаты с помощью спутников). Старшеклассники, используя знания математики, разработали собственные методы определения объёма кратера по построенной самостоятельно батиметрической карте глубин. Другие участники провели самостоятельную оценку приблизительного объёма высот, окружающих озеро. Следующая группа провела приблизительную оценку мощности взрыва, создавшего импактный процесс, и предполагаемой массы метеорного тела, образовавшего астроблему.

В итоге обнаружено:

1) характерное для кратера перемещение пород;

2) вероятно – импактиты как свидетели метеоритного удара;

3) примерное равенство объёма высот и объёма самого озера (это известное в науке правило Шретера справедливо для взрывных образований, например, метеоритных кратеров).

Результаты исследования были сопоставлены с параметрами известных метеоритных кратеров и позволяют надеяться на положительный ответ по так называемой диаграмме Болдуина.

Мы считаем, что уже можно сделать вывод о взрывном происхождении кратера Светлояр. Возраст этого события пока спорный. Так, в 1969 г. гидрогеологом Д.А.Козловским был сделан вывод о первом процессе образования чаши озера около 1500 лет тому назад.

Но только ли Светлояр образовался в результате этого удара? Интересны также озёра Озёрское, которое мы посещали в экспедициях 2002 и 2005 гг., Нестияр и Кузьмияр. Сами их названия говорят о том, что и их происхождение может быть схожим. Все эти озёра расположены недалеко друг от друга (в районе 50–70 км) и имеют правильную форму, характерную для метеоритного кратера. Да и легенды об их происхождении одинаковы: «Вдруг в одночасье погрузились под землю деревни, и на их месте образовалось озеро»…

Краеведческий и топонимический материал участники экспедиций аккуратно собирали среди жителей Воскресенского края, в исторической, художественной и научной литературе Нижегородского края.

Проанализировав собранные данные и тщательно сопоставив расположение на карте озёр Светлояр, Нестияр, Кузьмияр, наш руководитель А.К.Киселёв пришёл к убедительному выводу, что данные озёра расположены на поверхности земного шара примерно по одной прямой линии. И это не случайность!

В данный момент участники экспедиций работают над следующей версией космического события на планете Земля: озёра Светлояр, Нестияр, Кузьмияр и, возможно, Озёрское и Светлое, образовались от одного метеороида, расколовшегося в атмосфере 1500–2000 лет тому назад. По нашим расчётам, обломок метеороида, образовавший озеро Светлояр, имел массу около 2000 т. Он летел, вероятно, в южном направлении. Но вдоль линии 1–3–5 могли упасть и мелкие осколки. Последняя экспедиция августа 2006 г. показала наличие достаточного количества воронок и типичных кратеров диаметром от 2 до 50 м. Изучение этих образований требует дальнейших экспедиций. Особенно было бы полезно взять пробы ила со дна озёр и определить радиоуглеродным методом их точный возраст.

Однако на оплату бурильных установок и точных анализов возраста озёр нужно немало денег. Наша мечта – найти соратников, которые могли бы стать спонсорами этой работы.

После изучения народных легенд и проведения исследовательских работ и расчётов была составлена схема изученности озёр.

Проверка на наличие импактитов

Одним из важнейших аргументов в доказательстве метеоритно-кратерного происхождения озера является наличие импактитов (от англ. impact – удар). Ударная волна производит три типа преобразований в породах мишени: дробление, плавление и испарение. В силу неоднородности горных пород в каждом конкретном ударном событии количественные соотношения дроблёного, плавленого и испарённого вещества различны. Возникающие в результате удара импактиты очень разнообразны. По предложенной в 1994 г. номенклатуре, импактиты по составу, структуре и степени ударного метаморфизма делятся на три группы:

– импактированные породы, т.е. горные породы мишени, имеющие признаки воздействия на них ударной волны, но слабо ею преобразованные;

– расплавные породы – продукты застывания импактного расплава;

– импактитные брекчии – существенно обломочные породы, в которых расплавленных продуктов нет или очень мало.

В результате тщательного анализа физических параметров светлоярских импактитов можно заключить: в результате взрыва породы были очень сильно разрыхлены и, находясь в воздухе при высокой взрывной температуре, оказались в мелкодисперсном состоянии (от 0,5 мм до 6 мм). Мы и обнаружили мельчайшие, вероятно, импактные структуры сферической формы. Но это ещё необходимо проверять.

Возможно, на фото вверху – импактиты, что доказало бы метеоритную природу происхождения озёр. В центре – работаем с теодолитом, внизу – с GPS-навигатором (определяем земные координаты с помощью спутниковой связи)

На Нестияре нами были найдены расплавно-плотные, явно содержащие железо породы. Местные жители называют их осарошниками. Чтобы наиболее точно определить происхождение этих пород, необходимо провести петрографический анализ. На данный момент у нас есть две версии происхождения этих осарошников. Первая и наиболее удачная: это импактиты – продукты застывания импактного расплава. Если при проведении петрографического анализа эта гипотеза будет подтверждена, то сомневаться в факте метеоритного происхождения озера Нестияр не придётся.

Вторая версия: осарошники могут быть продуктом получения железа из болотной руды, о чём свидетельствуют некоторые исторические данные.

При подтверждении гипотезы взрыва «светлоярского метеорита» мы будем действовать по созданной нами же программе поиска озёр метеоритного происхождения и доказательства природы этого происхождения: составить карту глубин исследуемого озера (методом эхолокации); определить его размеры и форму (с помощью теодолита или космической пеленгации); проверить совместимость полученных данных с диаграммой Болдуина; измерить высоты, окружающие озеро (с помощью альтиметра, теодолита или космической пеленгации), и, зная их протяжённость, вычислить объём высот; проверить, выполняется ли правило Шретера для данного кратера (озера); организовать поиск тел с подозрением на импактиты и провести их спектральный и петрографический анализ; провести топонимическое обследование района озера, которое может дать богатый исторический материал; по объёму и глубине кратера оценить мощность взрыва и массу метеорита; если рядом расположены несколько озёр, то необходимо определить их возраст и сравнить их на возможность одновременного возникновения.

Экологические аспекты

Светлояр. Озеро Светлояр необычно и по своим гидрохимическим особенностям. Удивительна его вода: она может много лет храниться в сосуде, не теряя исключительной чистоты, прозрачности и вкусовых качеств. Это принесло ей славу святой и широкую известность даже за пределами области. Светлояр питается от родников, которые бьют со дна; часть из них можно наблюдать на берегу, в юго-западной части озера. Как показала наша экспедиция 2001 г., площадь озера уменьшилась на 4 га с середины XX в. В результате необдуманного нарушения режима стока изменились гидрологический и гидрохимический режимы уникального озера, что привело к самым неожиданным последствиям. Гидробиологи уже отметили смену прибрежной растительности с луговой на болотную, а это свидетельствует о том, что сток замедлился, началось подтопление и заболачивание северо-восточной части озера. В последние годы начала усыхать древесная растительность на сфагновом болотце, что связано с его перетоплением. Требуется немедленно решить вопрос о замене мостом части недавно построенной насыпной асфальтовой дороги: глухая дамба перекрыла сток из Светлояра в Люнду. После замены части дороги навесным мостом необходимо восстановить и сам сток из озера. Это мы пытались выполнить во время экспедиции, но убедились в том, что нужны большие гидротехнические ресурсы и много людей. В результате постройки моста изменились береговая линия и площадь озера. Эти, казалось бы, малые проблемы могут обернуться непоправимой бедой. Также очень важно защитить берега и окрестности озера от застройки туристическими объектами. Неповторимое творение природы может навсегда потерять то, что сделало его общенациональным достоянием.

Мы хотим принять участие в конкурсе на создание проекта «Экологические тропы в Нижегородской области» и как-то помочь Светлояру.

Нестияр. Ценность озера для природы Поветлужья – в его флористическом своеобразии. Здесь обнаружены редкие водные и прибрежные растения: кувшинка четырёхгранная, рдест длиннейший, тростянка овсяничная, осока вилюйская. Живописность озеру придают белоснежные цветки кувшинки чисто-белой и золотистые – кубышки жёлтой (оба вида относятся к охраняемым в нашей области).

Озеро интенсивно используется жителями сёл Нестияры и Заозёрье для рекреационных и хозяйственных нужд. Вызывает тревогу сильное загрязнение воды и берегов бытовыми стоками и отбросами. В последние годы понизился уровень воды в озере, что заметно по обсохшим берегам.

В проект «Экологические тропы в Нижегородской области» озеро Нестияр тоже включено.

Кузьмияр. Озеро поразило нас очень чистой водой, ровными округлыми берегами, большой глубиной. Вокруг озера много растений, отнесённых к 6-й экологической группе чистоты воздуха. Много растений, занесённых в Красные книги различных рангов: полушник озёрный, берёза приземистая, ива черниковидная, росянка английская, редкие виды сфагновых мхов.

Животный мир разнообразен: в заросших старицах живут жерлянки, гнездятся черноголовые крачки, различные виды уток, куликов, есть камышовые луни. Недалеко от озёра можно встретить медведя, кабана, лося, рысь, зайца-беляка, волка, лисицу.

Рядом расположен поселок Кузьмияры, он существует всего с 50-х гг. ХХ в., поэтому степень загрязнения берегов и озера много меньше, чем на Нестияре. Глубина озера – самая большая среди описываемых (46 м).

Обработка данных об озере ещё не закончена.

Научная и образовательная ценность экспедиций. Комплексное исследование озера Светлояр проводилось несколькими экспедициями учёных. Но мы рады, что под руководством преподавателя НГПУ, учёного-астронома, ищем доказательства метеоритного происхождения отдельных озёр. Высокую научную ценность исследований подтверждают и многочисленные награды на Всероссийских научных конференциях (чтения-конкурс научно-исследовательских работ памяти С.А.Каплана, Поволжская научная конференция Казанского университета, Всероссийская научная конференция «Космос» и др.). В рамках комплексного исследования озёр написано более 20 научных ученических работ. И, что особенно важно, мы первыми изучаем близлежащие озёра Воскресенского района. Мы надеемся, что это поможет обнаружить ещё один район на Земле, подвергшегося метеоритной атаке, ведь пока доказано существование лишь 120 метеоритных озёр.

Планы на будущее. Продолжить поиск мелких кратеров – свидетелей космической катастрофы, провести обследование озера Светлое, продолжить поиски импактного вещества, построить точную карту грандиозного взрыва, найти спонсоров для активного бурения дна и получения материала для анализа возраста события. В ближайшее время мы подготовим проект «Экологическая тропа по озёрам Воскресенского района», который в рамках конкурса будет представлен Законодательному собранию Нижегородской области. Также активно идёт подготовка к очередным научным конференциям местного и всероссийского уровней.

Участники экспедиций на озёра Воскресенского края: вверху в центре – учитель физики Т.Ю.Кузьмичёва, внизу – научный руководитель А.К.Киселёв