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        中國有幾個隕石坑?

        2024-12-31 00:00:00徐蒙
        百科探秘·航空航天 2024年8期

        我們的地球,自誕生以來就不斷遭受著“天外來客”的拜訪。“小行星撞地球”的威脅,從沒真正消失過。

        雖然隕石經(jīng)?!肮忸櫋钡厍颍矒羰录闹苯赢a(chǎn)物——隕石坑(或者叫“撞擊坑”),在地球上留下的并不多,迄今為止人類也就發(fā)現(xiàn)了大約200個。那么你肯定會關(guān)心,我們中國境內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多少個隕石坑?在21世紀(jì)前,答案是沒有。在大約十年前,答案是1個。而現(xiàn)在,這個數(shù)字是3。

        陳鳴研究團隊在2023年9月發(fā)表論文,確認位于吉林省通化市白雞峰國家森林公園的一個圓形凹陷,其實是一個小天體撞擊形成的隕石坑——這是目前在我國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第三個隕石坑。

        另外兩個,一個是位于遼寧省鞍山市的岫(xiù)巖隕石坑,直徑約1.8千米;一個是位于黑龍江省哈爾濱市依蘭縣的依蘭隕石坑,直徑約1.85千米。

        從傳說里走出的“白雞峰”

        不同于近乎“死寂”的月球,地球上至今仍有各種活躍的地質(zhì)活動和動植物活動,因此地球上形成的隕石坑更容易被歲月抹去,難以尋找和確認。從某種角度來說,尋找地球上的古老隕石坑,是一件更有挑戰(zhàn)性但也更有趣味的事——我們有時能從史書、文學(xué)典籍甚至是傳說中找到線索。

        白雞峰國家森林公園得名于園內(nèi)的兩座高峰:前白雞峰和后白雞峰。據(jù)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)局介紹,相傳幾千年前,外星隕石落于園內(nèi)兩座峰上,石質(zhì)堅硬,銀白如雪,又因兩山形如雞狀,故得名白雞峰。

        陳鳴團隊的研究則證實了,這個傳說并不完全是杜撰:很久以前,一顆小天體高速撞在了此處,形成了一個直徑約1.4千米的隕石坑。只不過,很可能不是“隕石落在了兩座峰上”,而是撞擊帶來的沖擊波改變了此處原本的地形,才形成了前后兩座白雞峰。

        為何地球上的隕石坑難尋?

        為什么地球在太陽系里倍受“眷顧”,很少被“坑”呢?原因主要有幾個:首先,木星是我們的“守護神”,木星的質(zhì)量非常大,達到太陽系其他七大行星總質(zhì)量的2.5倍,因此它的引力也非常大,可以將一些飛向地球的小天體吸引過去,從而讓這些小天體不光臨地球;其次,地球大氣層也是我們的“金鐘罩”,一些小隕石在穿過大氣層時,還沒來得及落地,就化作“流星”被燒完了;再次,由于地球表面的大部分都被海洋覆蓋,那些沒被完全燒毀的隕石也有很大概率掉進海里;最后,即使有巨大的隕石砸在地面上形成隕石坑,也會因為地球上的各種地質(zhì)活動(板塊構(gòu)造、火山、地震、流水、風(fēng)化侵蝕等),而逐年被“擦掉”。因此,大部分年齡老、規(guī)模小的隕石坑都早已消失殆盡,小部分隕石坑雖然還在,但也很難被發(fā)現(xiàn)。

        你也許會問,這有什么難的?尋找隕石坑,不就是找?guī)浊咨踔辽习偾椎拇罂訂??這就有點兒天真了??茖W(xué)家推測,中生代末期恐龍滅絕,就是因為地球被一顆直徑10千米左右的小行星砸中,引發(fā)了全球的海嘯和火山爆發(fā),直接改變了氣候環(huán)境。而那次撞擊產(chǎn)生的隕石坑就在今天的墨西哥尤卡坦半島上,直徑有180千米。但直到20世紀(jì)70年代,科學(xué)家才確認了這個位置,因為隕石坑早就被淺海形成的石灰?guī)r沉積填充,經(jīng)歷各種地質(zhì)侵蝕,肉眼已經(jīng)很難再辨別隕石坑原有的輪廓了。所以說,地球上絕對不止這190多個隕石坑,只是問題在于——如何找到它們,并確定它真的是隕石坑。

        怎么證明這個坑是隕石坑?

        以新發(fā)現(xiàn)的白雞峰隕石坑為例,來看看鑒定隕石坑的艱辛歷程吧。從航拍影像上來看,它并不算是個很圓的坑。但是,圓不圓這種事對于地球隕石坑的判定來說不重要。受不同地質(zhì)構(gòu)造情況的制約,形成不圓的隕石坑可一點兒都不稀奇。最典型的例子當(dāng)數(shù)直徑1.2千米的巴林杰隕石坑,它幾乎是個方形。

        那重要的判定依據(jù)是什么呢?是巖石在短時間內(nèi)迅速受到高溫高壓沖擊作用的痕跡!

        這些痕跡中,最常見的就是震裂錐(shattercone)了。這是一種比較典型的小天體撞擊或者核爆破的產(chǎn)物。巖石在受到2~30GPa(吉帕,1吉帕等于109帕斯卡)的壓強之下可能會形成這種錐狀發(fā)散的線條,是一種宏觀的、肉眼可以識別的撞擊地貌。

        還有一些常見的巖石沖擊變質(zhì)產(chǎn)物可以作參考,例如柯石英、斯石英、微粒鉆石等,但這些通通只能作為此處發(fā)生過高壓撞擊的輔證,而非確切證據(jù)。

        最關(guān)鍵的證據(jù)是一種叫作面狀變形構(gòu)造(Planardeformationfeatures,簡稱PDFs)的特征。這是一種微觀特征,需要在顯微鏡下才能看到。隕石撞擊引起的高壓沖擊作用,會使石英或長石等硅酸鹽礦物晶粒中產(chǎn)生一組或多組平行于不同方向的線性裂隙,平行裂隙之間的間距在微米量級。這是一種只可能出現(xiàn)在高壓沖擊作用現(xiàn)場的產(chǎn)物,也是目前地球上判定一個坑是不是隕石坑最重要的鐵證。岫巖隕石坑和依蘭隕石坑都是在探測到面狀變形構(gòu)造之后,才被正式認證為隕石坑的。

        這次當(dāng)然也不例外。敢說“確認發(fā)現(xiàn)”,毫無疑問,陳鳴團隊通過地質(zhì)考察和取樣,確實在白雞峰隕石坑的巖石中發(fā)現(xiàn)了面狀變形構(gòu)造。

        白雞峰隕石坑形成于什么時候?

        至于白雞峰隕石坑的形成時間,目前還缺乏更為細致的放射性定年結(jié)論,但有一些地質(zhì)學(xué)上的證據(jù)可以作為參考:

        第一,白雞峰的花崗巖基底形成于1.72億~1.5億年前,因此白雞峰撞擊時間應(yīng)當(dāng)發(fā)生于這些花崗巖形成之后。

        第二,撞擊坑緣覆蓋的濺射物巖石碎屑邊緣銳利,保存狀態(tài)較好,表明該撞擊結(jié)構(gòu)很年輕,尚未受到太久的地質(zhì)侵蝕。

        第三,與依蘭隕石坑對比,兩個隕石坑均形成于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),也都被植被覆蓋,但依蘭隕石坑的花崗巖基底形成于4.9萬年前,坑緣附近的濺射物碎石已被嚴(yán)重侵蝕。相比之下,保存更為完好的白雞峰隕石坑,形成年代至少不會和依蘭隕石坑相差太多。

        事實上,目前中國單位陸地面積上發(fā)現(xiàn)的撞擊坑密度遠低于世界平均水平,這意味著,還有更多“隱藏”的撞擊坑尚未被發(fā)現(xiàn)和確認。這注定是一件非常費時費力,卻常常會失敗的工作,因為不是所有圓形凹陷結(jié)構(gòu)都是隕石坑。但每個歷經(jīng)艱辛終得認證的隕石坑,經(jīng)歷了數(shù)萬年時間的沉淀,是那么迷人。相信在科學(xué)家的不斷探索下,不久的將來會有更多隕石坑被找到。

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