Озеро Лаппяярви: Ударный кратер и геопарк Финляндии

Введение

Лаппаярви — озеро в Финляндии, расположенное в муниципалитетах Лаппаярви, Алаярви и Вимпели. Озеро входит в бассейн реки Эхтяванйоки (Esse å) вместе с озером Эвиярви, которое находится ниже по течению (к северу) от него. Возраст ударной структуры Лаппаярви оценивается в 77,85 ± 0,78 миллиона лет (кампанский век позднего мелового периода). Специалисты, работающие над финским проектом хранилища отработанного ядерного топлива «Онкало», изучали озеро Лаппаярви, чтобы спрогнозировать, как могут выглядеть финские ландшафты через миллион лет и в будущем. Остров в центре озера, Кярненсаари (остров Кярне), дал название чёрной горной породе, образовавшейся в результате удара (импактиту), найденной там, которую местные жители называют кярнайитти. Ближайшие населённые пункты — Лаппаярви и Вимпели, а ближайший крупный город — Сейняйоки. В сентябре 2023 года ЮНЕСКО приняла заявку на создание Геопарка «Кратерное озеро» в районе Лаппаярви, рассмотрев её в качестве одного из кандидатов на получение статуса Геопарка в 2024 году.

Кратер столкновения

Лаппаярви – крупнейший или второй по величине метеоритный кратер в Финляндии, а также самый молодой и первый обнаруженный в Финляндии метеоритный кратер. Диаметр кратера, образовавшегося в Лаппаярви, составлял приблизительно 22–23 километра, при глубине 750 метров. Он был вызван астероидом, размер которого оценивается примерно в 1,6 километра, около 77,85 ± 0,78 миллионов лет назад. По современным оценкам, считается, что кратер сформировался в период усиленной метеоритной и астероидной бомбардировки в позднем меловом периоде. Предполагается, что астероид был типичным хондритом типа H. Охлаждение коренных пород оценивается в период от ста тысяч до миллиона лет. Под островом Кярнёнсаари, расположенным в центре озера, находится импактит, известный как кярнеит. Кярнёнсаари подозревают в том, что он является центральным поднятием кратера, хотя он также может быть лишь эрозионным остатком, сформированным ледниковой деятельностью. Юго-восточный край кратера окружен возвышенной кромкой, ныне известной как Лейкахарью и Пюхявуори. В Лаппаярви были обнаружены типичные для метеоритных кратеров породы, такие как брекчия, а также ударные алмазы и минералы, такие как суэвит и коэзит. Разрушенные в результате удара метеорита коренные породы создали благоприятные зоны подземных вод в Лаппаярви. Озеро Исо Ряйринки в Алаярви было предложено в качестве вторичного кратера метеорита Лаппаярви, предположительно образованного спутником, вращающимся вокруг метеорита Лаппаярви.

Открытие

История исследований Лаппаярви началась в 1858 году, когда Хенрик Холмберг упомянул в своей книге "Materialier till Finlands geognosi" вулканическую породу, найденную в Лаппаярви. В 1916 году геолог Ээро Мякинен проанализировал породу и определил ее как дацит, тип лавовой породы. После изучения озера Янисярви в Карелии в 1920 году геолог Пентти Эскола убедился, что Лаппаярви также является вулканическим озером. Летом 1926 года Эскола посетил Лаппаярви и подтвердил, что кёрнаит имеет вулканическое происхождение. Долгое время Лаппаярви считалось остатком древнего вулкана, и еще в 1964 году профессор Ахти Симонен писал о древней вулканической активности озера. Весной 1967 года, после изучения кратера Нёрдлингер-Рис в Германии, профессор Тюре Георг Сахама начал подозревать, что Лаппаярви также является метеоритным кратером, и предложил Марти Лехтинену исследовать его. В 1967 году шведский исследователь Нильс Бертил Свенссон заметил, что кварц в кёрнайте фрагментирован так же, как и в других кратерах на Земле. Результаты исследования Свенссона были опубликованы в журнале Nature в феврале 1968 года. В 1967 году Марти Лехтинен начал исследования кратера и обнаружил суевит в гравийных карьерах Хиетакангас в июле 1967 года. Летом 1968 года он обнаружил коэзит в Лаппаярви. Его дипломная работа по исследованию была завершена в следующем году. В 1976 году Лехтинен опубликовал докторскую диссертацию на английском языке по метеоритной теории, в которой были представлены доказательства трансформаций кварца в некоторых образцах горных пород, которые не могли быть результатом вулканической активности. Диссертация считается окончательным подтверждением метеоритной теории. Гравиметрические измерения, проведенные в том же году, также подтвердили метеоритную теорию, поскольку была обнаружена гравитационная аномалия в области диаметром 17 километров. В 1980 году немецкие исследователи Элмар Джессбергер и Уве Реймольд использовали метод аргон-аргонового датирования, чтобы определить возраст кратера примерно в 77,3 миллиона лет. С 1988 по 1990 год Геологическая служба Финляндии проводила буровые работы, первое из которых достигло глубины 217,75 метров в Хяркяниеми, где кёрнаит был обнаружен от поверхности до глубины 145 м, за которым следовал слой суевита и слой брекчии. Второе бурение достигло глубины 165,75 метров в Покела, Вимпели. Четвертое бурение достигло глубины 275 метров на промежуточном острове между Кярнёнсаари и Маталасаари, но кёрнаит не был обнаружен. В 1992 году палеомагнитными методами возраст кратера был оценен примерно в 195 миллионов лет. В 1997 году в суевитовых глыбах Лаппаярви были обнаружены небольшие импактные алмазы. В 2001 году Геологическая служба Финляндии оценила возраст кратера примерно в 73,3 миллиона лет с погрешностью в пять миллионов лет, подтверждая, что Лаппаярви сформировалось в позднем меловом периоде. В исследовании, опубликованном в 2013 году, аргон-аргоновое датирование дало возраст кратера 76,2 миллиона лет. Исследование также показало, что некоторые минералы были примерно на миллион лет моложе, что указывает на то, что охлаждение кратера происходило в течение периода от ста тысяч до одного миллиона лет. Летом 2018 года исследователи предложили возраст 77,8 миллиона лет на основе уран-свинцового датирования. После рецензирования возраст был пересмотрен примерно до 77,85 (± 0,78) миллионов лет.

The research history of Lappajärvi is considered to have started in 1858 when Henrik Holmberg mentioned in his book "Materialier till Finlands geognosi" a volcanic rock found in Lappajärvi. In 1916, geologist Eero Mäkinen analyzed the rock and identified it as dacite, a type of lava rock. After his studies on Lake Yanisyarvi in Karelia in 1920, geologist Pentti Eskola became convinced that Lappajärvi was also a volcanic lake. In the summer of 1926, Eskola visited Lappajärvi and confirmed that the kärnäite rock was volcanic in origin. Lappajärvi was long believed to be the remnant of an ancient volcano, and as late as 1964, Professor Ahti Simonen wrote about the lake's ancient volcanic activity. In the spring of 1967, after studying the Nördlinger Ries crater in Germany, Professor Thure Georg Sahama began to suspect that Lappajärvi was also a meteorite crater and suggested that Martti Lehtinen investigate it. In 1967, Swedish researcher Nils Bertil Svensson observed that quartz in kärnäite was fragmented in the same way as in other craters on Earth. Svensson's findings were published in Nature in February 1968. In 1967, Martti Lehtinen started his investigations of the crater and discovered suevite in the Hietakangas gravel pits in July 1967. In the summer of 1968, he found coesite in Lappajärvi. His licentiate thesis on the research was completed the following year. In 1976, Lehtinen published an English language doctoral dissertation on the meteorite theory, which included evidence of quartz transformations in certain rock samples that could not have resulted from volcanic activity. The dissertation is considered the final confirmation of the meteorite theory. Gravity measurements conducted in the same year also supported the meteorite theory, as a gravitational anomaly was detected within a 17 kilometer diameter area. In 1980, German researchers Elmar Jessberger and Uwe Reimold used the argon–argon dating method to determine the age of the crater to be approximately 77.3 million years. From 1988 to 1990, the Geological Survey of Finland conducted drilling studies, with the first one reaching a depth of 217.75 meters in Härkäniemi, where kärnäite was found to extend from the surface to the depth of 145 m, followed by a suevite layer and a breccia layer. The second drilling reached a depth of 165.75 meters in Pokela, Vimpeli. The fourth drilling reached a depth of 275 meters in the intermediate island between Kärnänsaari and Matalasaari, but no kärnäite was found. In 1992, paleomagnetic methods estimated the age of the crater to be around 195 million years. In 1997, small impact diamonds were discovered in suevite boulders from Lappajärvi. In 2001, uranium lead dating by the Geological Survey of Finland estimated the age of the crater to be around 73.3 million years, with a margin of error of five million years, confirming that Lappajärvi was formed during the Late Cretaceous epoch. In a study published in 2013, argon–argon dating yielded an age of 76.2 million years for the crater. The study also revealed that some minerals were approximately one million years younger, suggesting that the cooling of the crater took place over a period ranging from one hundred thousand to one million years. In the summer of 2018, researchers proposed an age of 77.8 million years based on uranium lead dating. After peer review, the age was revised to approximately 77.85 (± 0.78) million years.