时间:2021/6/24来源:本站原创 作者:佚名 点击: 61 次
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科普公开课触发的思考

年的春节是个不寻常的时段,突如其来的病毒让许多人足不出户。笔者也和大家一样,自觉在家安排生活和工作。一天,做地理测绘的同仁廖永生传来一张卫星图片,图上显示的是一个山地的地貌形态,问笔者像不像穹隆地貌或是什么其他类型的地貌。我们查阅一些资料后就排除了那些判断,于是这事情就不了了之。

图1位于广西壮族自治区苍梧县的疑似陨石坑,地理信息卫星图截图,方向上北。一个周末,笔者在视频网站上看北京天文馆朱进老师曾经主讲的《末日传说》系列科普公开课。其中提到美国一位年轻的地质学家在意大利旅游时发现一层罕见的红岩层,测定出铱元素含量超多的现象,随后又在其他国家发现类似地层结构,直到一步步发现了墨西哥湾尤卡坦陨石坑,从而证实了一次巨大的陨石撞击地球事件。这个事件直接导致了恐龙等众多生物的大规模灭绝,是一次物种灾难。笔者脑海里若隐若现出一个坑状结构,于是翻出那张被遗弃的卫星图片仔细观察。图2位于广西壮族自治区苍梧县的疑似陨石坑,数字高程模型图,方向上北。(供图:廖永生)打开地理信息系统里的卫星图,仔细搜索,果然在广西壮族自治区的苍梧县找到了这个与周边环境不太一样的地貌结构。很明显,它呈现一个坑状结构,并且有相对完整的环形山坑缘。笔者在思考,它会不会是一个陨石坑呢?图3位于广西壮族自治区苍梧县的疑似陨石坑,数字高程模型图,45°角视图,自北向南看。(供图:廖永生)

初步探究

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三张图片显示这个疑似陨石坑有相对完整的环形山,西侧有两个类似流水冲击的缺口,中央有个锥状岩体隆起。笔者在卫星地图上对它进行了简单的测量发现,直径约8km,环形山内锥状岩体的南北长度达3.5km,坐标为(23°56′20″N,°36′22″E)。

接下来的几个月时间,笔者一直在查找与陨石坑有关的科学文献资料,并进一步学习。就国内而言,到目前为止,我国科学家考察并论证的陨石坑有两个,分别是辽宁岫岩陨石坑和黑龙江依兰陨石坑。如果在地表环状地质结构里发现矿物击变面状页理、矿物击变玻璃和击变矿物高压多形转变三者之一,就可以判定它是个撞击坑。进行这两项研究的皆为中国科学院广州地球化学研究所的陈鸣研究员及其团队。截止目前,在辽宁岫岩陨石坑内这三种证据都已经被证实。

图4位于辽宁省岫岩满族自治县的岫岩陨石坑,地理信息卫星图截图,方向上北。

硅酸盐矿物(如石英)只有在高压冲击作用下才会产生面状变形页理,它是一组或多组平行于不同方向的线性裂隙,这是目前地球上判定一个坑是否为陨石撞击形成的决定性因素。

图5岫岩陨石坑内发现的石英击变面状页理。(来源:《陨石学与行星科学》杂志)

已发现并证实的岫岩陨石坑和依兰陨石坑,就物质成分而言都发现了超高压高温冲击下岩石形成的柯石英这种变质物,形成条件至少满足30×Pa、~℃。就陨石坑形态来看,岫岩和依兰两个陨石坑直径都约1.8km、坑深约m,呈圆坑状,坑内低平,有流水汇聚冲击的痕迹。但依兰陨石坑的部分环形山坑缘长期被流水、冰川等外力作用侵蚀磨平,已消失不见。图6左为加拿大Bosumtwi陨石坑内发现的石英击变面状页理;右为芬兰Keurusselka陨石坑内发现的石英击变面状页理。(左图来源:《火山学与地热研究》;右图来源:《陨石学与行星科学》杂志)陨石坑的最终确定是靠矿物样本的实验室分析,但是前期寻找陨石坑却需要从外部形态上入手。有学者的文章里提出,陨石坑基本分为两个形态类型:一类是简单陨石坑,环形山内坑底低平,直径一般小于4km;另一类是复杂陨石坑,环形山内坑底有中央锥岩体隆起,直径一般大于4km,为岩层受巨大轰击后,由于应力释放而产生的一定程度的回弹现象。两类陨石坑坑周的抛射物层序皆与原地层层序相反。图7位于黑龙江省依兰县的依兰陨石坑,地理信息卫星图截图,方向上北。

进一步考证

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有了初步的探索,笔者试着扩大搜索范围,同时和朱进老师继续交流,笔者在卫星地图上发现遥远的沙特阿拉伯也有一个类似的地貌结构,有意思的现象出现了。

沙特阿拉伯的疑似陨石坑与我国的疑似陨石坑从形态上比较,它也有一圈相对完整的环形山,坑内也有一个中央锥状岩体隆起,环形山坑缘也有一个缺口,并有类似流水冲击的冲积扇结构。笔者也对它在卫星地图上进行了简单的测量,直径约6.6km,中央锥状岩体南北长度达2.5km,坐标为(23°13′25″N,39°40′23″E)。

图8位于沙特阿拉伯的瓦迪阿勒福拉地区的疑似陨石坑,地理信息卫星图截图,方向上北。

单从形态上看,我国和沙特阿拉伯的两个疑似陨石坑似乎符合学者提出的第二类陨石坑形态结构。并且还发现了一个有意思的现象,这两个陨石坑的纬度相近,粗略测量只相差约43?,经度相差约72°。

图9澳大利亚-东南亚玻璃陨石散落带,方向上北。(来源:syncmedia-Ownwork)

前不久,国外的一个研究团队发表了一篇文章,试图揭示澳大利亚-东南亚玻璃陨石散落带。地球东半球20%的地表散布着一种特殊岩石,呈黑色光泽的水滴状或哑铃状,被称为玻璃陨石。科学家们认为它们来自于大型陨石及碎片撞击地球后产生的变质物,但还没有发现确切撞击地点,为此,科学家们花费了近一个世纪的时间寻找。目前这个团队根据研究提出的大规模撞击点位于老挝博拉文高原火山带,撞击坑被后来喷出的火山岩浆所覆盖。

图10广西壮族自治区百色市考古发掘出的玻璃陨石手斧。(来源:中科院古脊椎所

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