Neugrundi meteoriidikraater (0)

NEUGRUNDI METEORIIDIKRAATER
Referaat
Autor:
Juhendaja :
Tallinn 2010
Sisukord
Sissejuhatus 3
Neugrundi eellugu 5
Neugrundi struktuuri avastamine 6
Struktuuri kirjeldus 8
Meteoriidikraatri avastuse kinnitamine 10
Lisad 13

Sissejuhatus

Meteoriitikaga on Eestis tegelenud nii geoloogid , astronoomid kui ka asjaarmastajad ning nende töid on koordineerinud Eesti Teaduste Akadeemia Meteoriitika Komisjon , mille baasasutus on TTÜ Geoloogia Instituut. (1)
Eestisse langenud taevakivide uurimine algas 1821 . aastal, kui Kaiavere külla Põhja- Tartumaal langes inimpeasuurune kivimeteoriit. Kokku on Eestis andmeid viie meteoriidi langemise kohta, kuid neist on leitud ja kollektsiooni talletatud neil. Kui võrrelda kõiki Maale langenud ja registreeritud meteoriite Eesti pindalaga, siis kuulume meteoriitide lemmikpiirkondade hulka. Ümberarvutatuna 100 000 km2 kohta on Eesti maailma esiridades. (1)
Tänu leidude sattumisele haritud inimeste kätte, jõudsid need valdavalt ka kollektsioonidesse. Lisaks sellele on langemise asjaolud avaldatud tollaaegses kirjasõnas ning sealjuures sedavõrd üksikasjaliselt ja haaravalt kirja pandud, et võimaldavad veel tänasel päevalgi teha olulisi järeldusi langemise asjaolude kohta. Tänu meteoriitide kohta ajalehtedes avaldatud teadetele oli ka rahva üldine teadmiste tase sellel alal mainimisväärselt kõrge ja küllal tihedasti asustatud territooriumil jäid ebatavaliselt loodusnähtused päevasel ajal harva märkamatuks. (1)
Mida siis andmestik Eesti meteoriitide kohta võimaldab öelda? Esiteks seda, et nende seas valdavad suhteliselt laialt levinud kivimeteoriidid, mis on igati kooskõlas viimaste esinemissagedustega maailmaruumis. Kõige enam on pakkunud huvi pilistvere meteoriidisajust pärinev haruldane kivimeteoriit- enstatiitkondriit ja 1855. aastal langenud Iigaste meteoriit, mida viimaste uuringute alusel tuleb pidada tektiidiks. (1)
Meteoriidileidude kõrval pakuvad suurt huvi ka Eesti meteoriidikraatrid. Nende seas on kaks meteoriidikraatrie rühma - Kaali ja Ilumetsa- ning neli üksikvormi. Kokku on registreeritud 17 meteoriidikraatriks peetavat struktuuri. Suuruselt on need valdavalt väikevormid alates 8,5m (Simuna) kuni 110m (Kaali peakraater) läbimööduga. Kärdla meteoriidikraatri läbimõõt on 4 ja Neugrundi kraatri läbimõõt ligikaudu 7km. (1)
Mida saab eesti meteoriidikraatrite uurimine anda „ suurele ” teadusele? Üsna paljugi! Eestkätt Kaali meteoriidikraatrite uurimise rikkalik kogemus- on ju see objekt kujunenud teistelegi maadele lausa etaloniks lihtsa geoloogilise ehitusega väikekraatrite seas. Teiseks muidugi Kärdla- üks paremini säilinud ja uuritud Vana-aegkonna aegseid šelfimere meteoriidikraatreid maailmas. Suurt rahvusvahelist huvi on aga äratanud 1997. a Osmussaare lähedal merepõhjas avastatud Neugrundi meteoriidikraater. (1)

Neugrundi eellugu

Enamasti on igal avastusel oma eellugu ja ega olnud selles suhtes erand ka Neugrundi   meteoriidikraater. Selle omapärase, meresügavustest kerkiva struktuuri mõju on omal nahal  tunnetanud lugematud Soome lahel seilanud meresõitjad juba vähemasti viikingi ja hansa aegadest   peale. Otse iidse ja elava liiklusega meretee ääres ootamatult meresügavustest esile kerkiv madal,   mille lael vee sügavus ulatub vaevalt meetrini, on nagu laevalõhkujaks loodud. Ühelt poolt ligi saja meetri sügavusest mudasest merepõhjast üles sööstvad järsud siledad kaljuseinad, teisalt jälle kitsas   sügavustesse kaduv sünge veealune kanjon ning nende keskel too päris laevamurdja ise–  poolkuu -kujuline mitmekilomeetrise läbimõõduga kergelt lõunasse kaldu paeplatoo olemus jäi aga  teadmata. (4)
1994. aastal läbi viidud Loode-Eesti suuremõõtkavalisel geoloogilisel kaardistamisel uurisid geoloogid Kalle Suuroja ja Tõnis Saadre sadakonda omapärast bretšarahnu (nn gneissbretšat), milliseid märkis juba oma Osmussaare geoloogiat käsitlevas töös 1927. aastal Armin Öpik. Temalt pärineb ka termin „gneissbretša”. Nende kivimiline sarnasus Kärdla meteoriidikraatri ringvalli kristalse aluskorra bretšastunud kivimitega lubas teha oletusi, et ka Loode-Eesti gneissbretšad võiksid pärineda mõnelt nende levikualalt põhja poole jäävalt impaktstruktuurilt. Geoloogide huviobjektiks sai Soome lahe suudme lõunaosas, Osmussaare ja Suur-Pakri saare vahel asuv Neugrundi madal, millel on omapärane ringstruktuur. Selle madala ringikujulise moreenipõndaku tekkehüpoteesi polnud seni veel keegi välja pakkunud. (1)
1996. a suvel Eesti-Rootsi ühisekpeditsiooni käigus uurimislaeval “Strombus” uuriti T. Flodeni juhtimisel Neugrundi struktuuri seismoakustilise pidevsondeerimisega. Selgus, et Neugrundi struktuur (59º20’N; 23º31’E) on mitmeringne struktuur, mis koosneb tuumikust ehk Neugrundi madalast, ringsüvikust, ringvallist ja välisest alamikust. (1)

Neugrundi struktuuri avastamine

Eesti suurim, ja senisest varjatuima Neugrundi mitmeringilise struktuuri avastamis- ja uurimisloos kajastub geoloogide ereiline usk, huvi ja püüdlus kraatire avastamise suunas. Juba eelmise sajandi algusaegadest olid Osmusaarelt jm geologidele teada iseäralikud gneissbretšad. Tõsi, need erilised kivimpangased olid teada ka kohelikele elanikele. Kärdla kraatripõhja ja bretšade uurimisel saadud kogemused aitasid kaasa mõistatuse lahendamisele. Lahendus leiti morfoloogilistelt kraatristruktuure meenutava merepõhja vormide uurimisega Soome lahe suudme lähedal asuval Neugrundil (Nygrund, Uusmadalik). Kraatrivalli gneissbretšad toodi välja allveetöödega. Jällegi leiti tõestuseks vaijalikke moondelamelle kvartsiterades. (2)
Soome lahe suudmes Osmusaarest kirdes asuval Negurundi madalal võeti ette laialdased geofüüsikalised ja allveegeoloogilised tööd. 1996. a. Suvel Eesti-Rootsi ühiseskpeditsiooni käigus uuriti seda vormi ja selle ümbrust seismoakustilise sondeerimisega. Uue pilguga vaadati üle Osmusaarel ja Loode- Eestis rajatud puuraukude südamikud ja rajati uusi. (2)
Selgus, et Neugrundi struktuur on Kärdla kraatrist tunduvalt vanem, umbes 535 miljoni aasta vanune. Struktuur on mitmeringine: keskse süviku ümber esineb vähemalt kolm aluskorrakivimitest rõngasvalli. See oli sadu miljoneid aastaid settekivimikihtide alla maetud . Kuid jäävoolud purustasid kattekihid ja seejärel sai liustik vallide harjadelt lahti rebida ja laiali kanda gneissbretša pangaseid. Viimaseid on leitud Osmussaarelt, mujalt Loode- Eestist ja isegi Saaremaalt . Vallidest seesmine on kõrgeim ja terviklikum ning paremini kättesaadav allveevaatlusteks ja uuringuteks. Struktuuri kesksüviku põhjas on tõenäoliselt säilinud bretšakihid ja võimalik, et ka plahvatusmagmast tekkinud kivimid. Neid katab plahvatuse järgselt sinna settinud „ kork “- jäänuk kraatrit täitvast ja katvast settekivimite lasundist. Neugurundi keskmadala moodustavad just need plahvatusejärgsed, Vara- ja Kesk- Ordoviitsiumi merest settinud lubjakivid. (2)
Kraatri vallirõngaste välisläbimõõt on 9 km, kuid kokku struktuuri läbimõõt on piiritletud koguni 21 km-se läbimõõduga ringmurranguga. Selle keskse madaliku (vee sügavus kõigub 1- 20 m vahel) ja teda ümbritseva ringvalli vahele on jääaja erosiooni käigus moodustunud kuni 70 m sügavune ja 200- 500 m laiune ringkanjon. Kanjon on vähemasti lõunaosas täidetud Kvaternaari setetega. Purustatud kristalse aluskorra kivimitest koosnevad kraatri ringvallid on liustiku poolt tugevasti kulutatud. Kõik see kinnnitab jääaja- aegsete kulutusprotsesside erilist tähtsust Neugrundi struktuuri ülemise osa avamisel ning tänapäevase liigestatud reljeefi kujundamisel. (2)

Struktuuri kirjeldus

Neugrundi meteoriidikraater mis asub Soome lahe suudmealal (Osmussaarest kirdes) samanimelise madaliku ümbruses, on Eesti meteoriidikraatritest suurim (läbimõõt umbes 20 km) ja vanim (ligi 535 mln aastat) ning kõige hiljem (1998a.) avastatud. Seda, et nii suur tükk võis nii kaua märkamatuks jäi, võib seletada sellega, et Neugrundi puhul on tegu veealuse kraatriga, aga vette on teadagi hea igasuguseid asju, isegi mitmesajal ruutkilomeetril laiutavat meteoriidkraatrit peita . (4)
Neugrundi madal koos seda ümbritseva merepõhja ringjate stuktuuridega kujutab endast varakambriumis (ca 540 Ma) tekkinud ja seejärel mattunud ning kvaternari eelse erosiooni käigus osaliselt uuesti avanenud imaktstruktuuri- meteoriidikraatrit. Kraatri läbimõõt ringvalli harjalt on 7 km, 5,5 km läbimõõduga kraatrisügavik on üle 0,5 km sügav ja selle keskosas on ilmselt ka keskkerge. Sisemist kraatrit ümbritseb 20- 21 km läbimõõduga ringmurrang, mis väljendub aluspõhja reljeefis kvaternaari setete alla mattunud astanguga. Sisemise ja välimise kraatri vahelises tsoonis on plahvatuse eelse läbilõike kivimid tugevasti rikutud. Ringvalli tagusel alal esineb kuni 0,5 km läbimõõduga väljapaiske hiidpangased. Meteoriidiplahvatusel tekkinud bretšad koosnevad selle aluskorra moondekivimite nurgelistest tükkidest ja on tsementeeritud samade kivimite peenpurse klaasja massiga (Neugrundbretšad). Bretšades esinevad löögimoonde ilmingud viitavad samuti sellele, et see kivim on tekkinud ülikkõrge rõhu all- tingimustes, mida on suuteline esile kutsuma vaid meteoriidiplahvatus. (2)
Struktuuri keskosa moodustab ligi 4- km läbimõõduga Neugrundi madal, mille kohal vee sügavus kõigub 1- 20 m piires ning mis kerkib ümbritsevast merepõhjast 40...80 m kõrgemale. Madala aluspõhjaks on horisontaalkihiline kõva lubiliivakivi. Võib arvata, et Loode- ja Lääne- Eesti ning Saarema idaosa rannikult leitud eriterise lubiliivakivi koostisega rändkivid pärinevad just sellest lasundist. Struktuuri keskosa ümbritseb ringikujuliselt kanjonitaoline, kuni 80 m sügav 100- 500 m lai erosiooniline süvik, mis kontsentriliselt järgib kraatripõhjast üles tõstetud pehmemate kivimite avamusvööd. (1)
Ringsüvikut ümbritseb väljaspoolt valli harjalt mõõdetuna ligi 7 km-se läbimõõduga ja enam kuni 150 m kõrgune ringvall, mille laius jalamilt (ümbrisala aluspõhja tasemelt) on ligi 1 ja harjalt ligi pool kilomeetrit. Mere sügavus valli kohal kõigub vahemikus 20...35 m. Ringvalli pealispind on tugevasti liigendatud ja lõheline ning kaetud sellest lahtikistud pangastega. Viimaseid leidub nii keskosa kohal kui ka struktuuri lähemas ümbruses, alates Osmussarest ja Loode- Eesti rannikust kuni Ida- Saaremaani ja lähtealast enam kui 170 km kaugusele jäavale Ruhnu saareni. (1)
Ringvalli ümbritseb väljaspool kuni paari kilomeetrin laiune ja 10...20 m sügavune lame nõgu, milles esineb üksikuid järsunõlvalisi kuni kümnekonna meetri sügavusi voolunõvasid. Nõo kohal ulatub katvate Kvaternaari ladestu setete paksus 20...30 meetrini. Nõost kaugemal tänapäevase merepõhja reljeefis olulisi pinnavorme, mida võiks Neugrundi struktuuriga siduda, ei ole täheldatu, kuid aluspõhjakivimites fikseeriti muutusi, mis viitavad seostele struktuuriga. (1)

Meteoriidikraatri avastuse kinnitamine

Otsustades Neugrundi struktuuri kuju ja löögimoonde (šokimetamorfismi) ilmingute järgi, on siin tegu impaktstruktuuriga- tõenäolise meteoriidikraatriga. Kivimites on avastatud ka löögikoonuseid meenutavat lõhelisust ning mineraalseid muutusi. (1)
Aastail 1998- 1999 korraldas Eesti Geoloogiateenistus koostöös Eesti Meremuuseumiga uurimislaeval “Mare” kuus ekspeditsiooni Neugrundi impaktstruktuuri piirkonda, mille käigus toodi meresügavusest kivimiproovid, mis tõestasid struktuuri meteoriitset päritolu. Sukeldumistega selgitati ka kraatri ehituse üksikasju. Näiteks leiti, et kraatri lähedal merepõhjas asuvad mõnekümne meetri kõrgused ja mitmesaja meerise läbimõduga künkad koosnevad kraatri ringvallile väga sarnase koostisega kivimist, neugrundbretšast. Need kraatri ringvallist 1- 3 km kaugusel asuvad hiidpangased on siia paisanud tõenäoliselt kraatrit tekitanud meteoriidiplahvatus. Selgus, et mingi osa Loode- Eestis näha olevaist neugrundbretša koostisega hiidrahnudest ei pärine ainult Neugrundi kraatri ringvallist, vaid just neist hiidpangastest. Sinna, kus need rändkivid nüüd asuvad, on neid loomulikult kandunud mandriliustik . (1)
Merepõhja seismilise pidevsondeerimise diagrammid näitavad selgesti, et meteoriidiplahvatuse mõjusfäär ei piirud Neugrundi puhul mitte üksnes 7 kilomeetrise läbimõduga ringvalliga ümbritsetud alaga, vaid see küünib 21 kilomeetrini, st kraatrit ümbritseva ringmurrangu jooneni. Kärdlas kraatris täheldatud seaduspärasused kehtivad ka Neugrundi puhul. Kui Kärdla kraatris ümbritses 4 kilomeetrise läbimõõduga kraatrivalliga piiratud ala 12- 15 kilomeetrise läbimõõduga ringmurrang, siis Neugrundil on need arvud vastavalt 7 ja 21 kilomeetrit. Mõlemal juhul on sisemise ja välimise kraatri suhe ligikaudu üks kolmele. Sarnast suhet täheldatakse mitmetes lähedastes tingimustes moodustunud meteoriidikraatris. (1)
Kokkuvõte
Neugrundi kraater on Eesti suurim. Plahvatuse jõud, millega ta maapinda tabas oli võrdne 75 000 aatomipommi plahvatuse jõuga ja katastroofi järelmõujud ulatusid tol ajal üle terve maakera. Määratu jõud tekitas mere põhja kraatri, mille vallirõngaste välismõõt on 9 km. Kohe pärast plahvatust, üle 500 miljoni aasta tagasi, oli kraater peaaegu 1 km sügavune. Nüüd on see hilisemate setete ladestumisel jäänud kuni 70 m sügavuseks. Kraatri päritolu tõestati alles 1998. aastal Kalle Suuroja juhitud geoloogiateadlaste rühma poolt. Eesti suurimat , vanimat ja väga hiljuti avastatud meteoriidkraatrit on keeruline uurida. Ta paikneb üleni vee all. Teisalt võib seda pidada meie vägevaimaks ja põnevaimaks kraatriks. Tema uurimine on alles algjärgus. Suur hulk Neugrundi kraatri saladusi kindlasti alles ootab avastamist. (3)
Kasutatud kirjandus

Tiirmaa, R. (2002). Meteoriidid ja meteoriidikraatrid. Tallinn: K&O Ofsett

Puura, V., Soesoo, A., Suuroja, S., Tiirmaa, R. (2006). Eesti meteoriidikraatrid. Tallinn

Relve, H. (2008). Eesti looduse vägi. Tallinn: Koolibri

http://www.loodusajakiri.ee/vana_loodus/arhiiv/nov98/kraater.ht m

http://www.maavald.ee/uudised.html?rubriik=78&id=980&op=lugu

http://et.wikipedia.org/wiki/Pilt:Kaksikud_gnbr.jpg

http://www.egk.ee/vanaveeb/kaardis/plokk.html )

http://www.egk.ee/vanaveeb/kaardis/neugrund.html#Pilte%20Neugrundi%20ekspeditsioonilt

http://www.loodusring.ee/index.php?page=49

http://geoeducation.info/meteoriidikraatrid/Eesti_kraatrid.jpg

Lisad

Pilt 1
( http://geoeducation.info/meteoriidikraatrid/Eesti_kraatrid.jpg )
Pilt 2
Toomanina suurkivi Nõval (bretšarahn)
( http://www.loodusajakiri.ee/vana_loodus/arhiiv/nov98/kraater.ht m)
Pilt 3
Neugrundbretša rahnud Osmussaarel ("Kaksikud").
( http://et.wikipedia.org/wiki/Pilt:Kaksikud_gnbr.jpg )
Pilt 4
Kivimite proovide võtmine kraatris
( http://www.topdiving.ee/index.php?option=content&task=view&id=66&Itemid=4&lang=5 )
Pilt 5
Neugrundi kraatriala merepõhja plokkdiagramm
( http://www.egk.ee/vanaveeb/kaardis/plokk.html )
Pilt 6
Neugrundi meteoriidikraatri mudel.
( http://www.loodusring.ee/index.php?page=49 )
15