Törmäyskraatteri

Törmäyskraatteri eli meteoriittikraatteri, tavallisesti lyhyemmin kraatteri (kreikan sanasta krātēr ’krateeri’ eli viinin sekoitusmalja), on räjähdyksen synnyttämä kuoppa. Törmäyskraatteri syntyy asteroidin tai komeetan törmätessä suuremman kappaleen pintaan useita kilometrejä sekunnissa (ns. kosmisella nopeudella).

Kaikki maan pinnalta löydetyt pyöreät painumat eivät ole törmäyskraattereita. Esimerkiksi Åvan rengasintruusio ja Fjälskarin graniittinen stokki ovat kumpikin vanhoja endogeenisiä intruusioita^[1]. Törmäyskraatterin voi joskus sekoittaa vulkaanisessa purkauksessa tai ydinräjähdyksissä syntyneisiin kraatteriin.

Törmäyskraattereita syntyy kaikkien kiinteäkuoristen taivaankappaleiden (planeettojen, kuiden, asteroidien, komeettojen, yms) pinnoille. Kraatterin läpimitta voi avaruudessa olla mitä tahansa mikrometeoroidien aiheuttamista tuhansien kilometrien läpimittaisiin (mm. Hellas, Etelänapa-Aitken). Ilmakehän vuoksi pienimmät kraatterit ovat Maan pinnalla joitain kymmeniä metrejä (esim. Carancas^[2]). Mannerlaattojen liike taas tuhoaa, eroosio kuluttaa ja sedimentaatio peittää aikaa myöten suurimmatkin maanpäälliset kraatterit. Ne voidaan tunnistaa vain tarkoilla painovoimamittauksilla tai porauksilla. Useat alun perin kraattereiksi syntyneet rakenteet ovat kuluneet niin pahoin, etteivät enää täytä kraatterin määritelmää; tällöin puhutaan törmäysrakenteesta (esim. Vredefort, Sudbury).

Muodoltaan meteorikraatterit ovat useimmiten pyöreitä ja niitä reunustaa reunavalli. Pienimmät ns. yksinkertaiset kraatterit ovat maljamaisia. Hieman suurempien, ns. kompleksikraattereiden pohja on tasainen keskelle syntyvää keskuskohoumaa tai -vuorta lukuun ottamatta; tällaisten kraattereiden reunoilla näkyy lisäksi terassimaisia romahduksia. Vielä suurempien törmäysaltaiden keskelle syntyy keskuskohouman sijaan kehämäinen keskusvuoristo tai jopa useita kehiä.^[3]

Maasta tunnetaan noin 180–190 törmäyskraatteria (tai -rakennetta).^[4][5] Suomestakin niitä tunnetaan 11 kappaletta, suurin osa on järviä,^[5][6]

Kraatteritiheyden avulla voidaan arvioida taivaankappaleen pinnan ikää ja olosuhteita. Jupiterin Io-kuun pinnalta ei tunneta ainuttakaan kraatteria, joten sen pinta on geologisesti erittäin nuori. Venuksen pinnalta taas on löydetty noin 900 yli 1,5–2 km:n läpimittaista kraatteria, joiden iät ovat 300–500 miljoonaa vuotta^[7]. Törmääjät, jotka normaalisti aiheuttaisivat 1,5 km pienempiä kraattereita, tuhoutuvat syöksyessään Venuksen tiheän ja paksun kaasukehän läpi^[8]. Kuun pinta on laajalti kraatteroitunutta, ja vanhoja kraattereita näkyy osittain entisten alla aavekraattereina. Tämä kertoo siitä, että Kuun pinta on erittäin vanha.

Törmäävä kappale synnyttää kraatterin suuren liike-energiansa vuoksi. Törmäyksessä kappale pysähtyy silmänräpäyksessä, ja energia siirtyy kohdeaineeseen synnyttäen räjähdyksen. Syntyvän törmäyskuopan laatuun vaikuttavat monet vallitsevat olosuhteet, kuten mm. alustan ja törmääjän aineen laatu, lujuus, yms. Suurissa törmäyksissä liike-energia riittää sulattamaan tai kaasuunnuttamaan sekä törmääjän että törmäyskohdan kiveä.^[3] Varsinainen törmäyskraatteri syntyy kahden paineaallon edetessä kohdeaineessa. Hitaampi puristusaalto kulkee edellä, ja hieman sen perässä tulee nopeampi ns. purkuaalto.

1 000 tonnin painoinen, 6,26 metrin läpimittainen pallomainen rautakappale synnyttää kohtisuoraan maahan nopeudella 20 km/s törmätessään kovaan kiveen 200 metrin läpimittaisen kraatterin. Vastaavan kokoinen kraatteri syntyy teoriassa 9 metrin läpimittaisesta 3 kg/dm³ kivestä ja 11 metrin läpimittaisesta hiilikondriittityypin kevyestä kivestä, ja 15 metrin läpimittaisesta, 0,8 kertaa veden tiheyksisestä komeetasta.^[9]

Törmäys synnyttää suuremman paineen kuin tulivuorenpurkauksissa syntyy ja kuumuus lasittaa kiven. Nämä vaikutukset synnyttävät kiveen muutoksia, joiden tuotteita sanotaan yleisnimellä impaktiiteiksi. Eräs tunnettu impaktiittityyppi on kartiomaiset halkeamamuodostumat, joita syntyy noin 2–6 GPa:n paineessa.^[10].

Räjähdyskraatterit ovat lähtökohtaisesti pyöreitä muodostumia. Kraatterin muoto voi kuitenkin poiketa pyöreästä perusmuodosta hyvinkin paljon. Vinot alle 12 asteen kulmassa sattuvat törmäykset aiheuttavat ellipsin muotoisia kraattereita.^[11] Kohdeaineen heikkousvyöhykkeet voivat ohjata joko räjähdystä tai kraatterin muokkautumista niin, että siitä muodostuukin monikulmio pyöreän rakenteen sijaan.^[12]

Kraatterit ovat listassa löytöjärjestyksessä.^[13]

Kraatterit ovat listassa nimen mukaan aakkosjärjestyksessä.^[15]

• Arizonan suuri meteoriittikraatteri, Yhdysvallat
• Boltyš-kraatteri, Ukraina
• Chicxulubin kraatteri, Meksiko
• Kaalin kraatteri, Viro
• Mare Orientale, Kuu
• Popigai-kraatteri, Venäjä
• Sudbury-kraatteri, Kanada
• Vredefort-kraatteri, Etelä-Afrikka
• Wabarin kraatterit, Saudi-Arabia

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Törmäyskraatteri.

• Meteoriitti
• Asteroiditörmäys
• Maan lähelle tuleva asteroidi

• Suomen kallioperä: Meteoriittitörmäyskraaterit (Arkistoitu – Internet Archive)
• Terrestrial Impact Craters
• The Earth Impact Database
• Asteroid Impact Crater, Stephen R. Schmitt (Arkistoitu – Internet Archive)
• Crater sites from explosions or impacts, Keith A. Holseapple (Arkistoitu – Internet Archive), englanniksi, laske kraatterien kokoja
• Asteroid Impact Crater Calculator (Arkistoitu – Internet Archive)