تتعرض الأرض من حين لآخر للقصف بالنيازك العملاقة. ¹ وينشأ عن ارتطام النيازك الكبيرة بالأرض، حفر وفجوات دائرية أو بيضاوية الأشكال تشبه الطاس، يطلق عليها الفوهات النيزكية. وتتباين أقطار الفوهات النيزكية تباينًا كبيرًا، من بضعة أمتار إلى عشرات الكيلومترات وأعماقها من بضعة أمتار إلى عشرات الأمتار. وغالبا ما تكون العلاقة بين القطر والعمق ثابتة خاصة في حالة تشابه الصخور الأرضية. وعندما تكون الفوهات النيزكية كبيرة نسبيًّا؛ بحيث يسهل اكتشافها أو التعرف عليها من خلال عمليات التصوير الجوي، فإنها تعتبر حينئذٍ من الظواهر الطبوغرافية المهمة على سطح الأرض، ² وتزداد أهميتها العلمية نظرًا لأنها تمثل في هذه الحالة أحداثًا فريدةً شهدتها الأرض، وأسهمت بطريقة أو بأخرى في تطور الكوكب، ولعبت دورًا مهما في تاريخه. كما أن الصدمات النيزكية تُسهم في تكون العديد من الرواسب المعدنية، وتجمعات البترول والغاز الطبيعي، التي يعثر عليها في المواقع التي شهدت سقوط النيازك الضخمة.

وترتطم النيازك بسطح الأرض بأحجام وسرعات مختلفة. وينشأ عن عملية الارتطام طاقة تُستهلك في إحداث حفر وفجوات في نقطة الارتطام. ويتوقف حجم الحفر الناتجة عن عملية الارتطام على عددٍ من العوامل؛ منها حجم النيزك، وسرعته، ونوعه، وطبيعة الأرض في موقع الارتطام؛ فالنيازك الصغيرة والمتوسطة الحجم تُحدث ندبة أو حفرة صغيرة عند ارتطامها بالأرض الطرية أو المفككة، يتناسب حجمها مع حجم النيزك ذاته. أما عمق الحفرة فيتوقف أساسًا على طبيعة التربة مكان الارتطام؛ فنيزك يزن حوالي 8 كجم سقط على حقل أرز (تربة طينية)، في 10 ديسمبر 1871م، أحدث حفرةً عمقها 1 متر في منطقة باندونج، جاوا. في حين أن نيزكا يزن حوالي 10 كجم سقط في 12 يوليو 1910م على ركام من الأحجار بمنطقة «سان ميشيل»، فلندا، اخترق لعمق 0.5 متر. ونيزك «نورت كوينتي»، كنساس الولايات المتحدة، الذي سقط في 18 فبراير 1948م، اخترق الأرض لعمق 3 أمتار. ويذكر أن عددًا من أحجار نيزك «هاسل»، السويد، الذي سقط في الأول من يناير 1869م، سقطت على بحيرة متجمدة، ولكنها لم تحدث تأثيرًا محسوسًا على طبقة سطح الجليد الذي سقطت عليه.

وعندما يسقط نيزك على أرض صلدة، فإن التربة والنيزك يتكسران معا. وقد بينت الدراسات التي أُجريت على تأثير النيازك على سطح الأرض؛ أن النيازك التي ترتطم بسرعة تتراوح بين 100- 200 مترثانية تُحدث حفرًا إذا ما سقطت على أرض غير صلدة. وفي حالة النيازك التي تضرب الأرض بسرعة تقدر بحوالي 4 كمثانية، فإنها هي ذاتها تتكسر، وتحطم الصخور الأرضية في نقطة الصدمة، وتتبعثر شظاياهما في كل اتجاه حول مركز الحدث، وتحدث فجوة أو حفرة حجمها يزيد كثيرًا عن حجم النيزك ذاته. وهكذا يزيد حجم الحفر عن حجم النيزك، كلما ازدادت السرعة.

ومن أكثر الحالات دراسةً وفهما من قبل الباحثين نيزك «سيكوتالين»، الذي سقط على المنحدرات الغربية لسلسلة جبال «سيكوتالين» بإقليم «ماريتيم»، في 12 فبراير 1947م، الساعة العاشرة والدقيقة 38 بالتوقيت المحلي، والذي صاحب سقوطه أضواء وهاجة، وأصوات انفجارات رهيبة. وقد انفجر النيزك إلى آلاف الشظايا في الجو قبل أن يصطدم بالأرض، وانهمرت شظاياه على مساحة كبيرة من الأرض، ³ قدرت بحوالي 2.1 كم مربع، وأحدث ارتطامها بالأرض هزةً عنيفة، جعلَتْ أرض المنطقة تهتز والمباني تترنح. ونتج عن هذا الحدث، حوالي 122 فجوة أو حفرة، يتراوح قطر 17 منها من 10 إلى 26 مترًا، بينما لم يزد قطر غالبيتها (78 حفرة) عن 50 سم. وبلغ وزن ما تم جمعه من شظايا الحديد، في هذا الحدث حوالي 23 طنا. وقد اختلطت شظايا النيزك بكسرات الصخور، على منحدرات الفجوات ذاتها ومن حولها. وبينت التقديرات المبدئية أن إجمالي وزن شظايا النيزك تقارب 70 طنا. هذا في حين يرى الباحثون أن سحب الغبار التي صاحبت سقوط النيزك تُقدر بحوالي 200 طن. وهذا يعكس في الواقع تأثير الغلاف الجوي على النيازك، حيث ينقص من أوزانها، بما يذري من مادة النيازك، وينثرها على هيئة غبار في الجو.

وعندما تزيد سرعة النيزك عن 4 كم ثانية، وهذا لا يكون إلا في حالة النيازك التي يزيد وزنها عن 10 أطنان، فإن تأثير الصدمة يختلف كثيرًا، حيث يتحول جسم النيزك إلى مادة متفجرة شديدة الانفجار من نقطة التصادم إلى الخارج، محدثة ما يعرف بفوهات الانفجار. ويتوقف حجم الحفرة ذاتها على الطاقة المتولدة عن الحدث، وطبيعة الأرض في نقطة الاصطدام.⁴

ويمكن تقدير الطاقة التي يولدها مثل هذا الحدث، بناءً على المعادلة التالية:

الطاقة = 12 الكتلة × مربع السرعة.

فلو فرضنا أن نيزكا يزن حوالي 100 طن، ضرب الأرض بسرعة 10 كم / ثانية فقط فإن الطاقة الناتجة عن هذا الحدث تعادل:

12 × 100 × (10)2 = 5 × ¹⁹10 إرج.

ومثل هذه الطاقة أكبر من أي طاقة تنتج عن عمليات التفجير التقليدية المعروفة، وهي كفيلة بأن تحول النيزك ذاته، والصخور في موقع الحدث، إلى مواد متبخرة. حيث يستهلك جزء من هذه الطاقة في إحداث موجات الصدمة التي تنتشر في الصخور، وتُحدث تدميرًا لبنية المعادن المكونة لها، وجزء منها يتحول إلى حرارة تسخن النيزك والصخور، وتبخرهما معًا. ⁵ ومن هنا يصعب العثور على جسم نيزكي (قطعة واحدة) يزيد وزنه عن 100 طن.

هوامش

(1) فرانك كلوز، النهاية: الكوارث الكونية وأثرها في مسار الكون، ترجمة: د. مصطفى إبراهيم فهمي، عالم المعرفة، الكويت، 1994، عدد 191.

(2)Spencer, L. J. (1933): Meteorite craters as topographic features on the earth’s surface. Geog. J., 81, p. 227–248

(3)Krinov, E. L. (1974): Fragmentation of the Sikhote-Alin . meteoritic body Meteoritics 9, p. 255

(4) .Mason, B. (1962): Meteorites. Am. Sci., 55, p. 429–455

(5) جريف، ف. أ. ر، تشكل فوهات التصادم على الأرض، مجلة العلوم، مجلد 8،  عدد 7، يوليو 1992، ص69–77.

(6) Spencer, L. J. (1923): Hoba (South West Africa), the largest. known meteorite. Min. Mag., 23, p. 1–18

(7)Gordon, S. G. (1931): The Grootffontein, Southwest Africa, meteoric iron. Proc. Acad. Nat. Sci. Phila., 83, p. 251–255