3小時(shí)前
太陽(yáng)系中不同大小的星球均依循著(zhù)一定的軌道環(huán)繞著(zhù)太陽(yáng)高速運行。一些小天體在運行過(guò)程中受到別的星球引力影響發(fā)生軌道變化，從而有可能導致這些小天體與某些星球之間發(fā)生碰撞（圖1）。太陽(yáng)系許多固態(tài)星球表面都存在有經(jīng)由星球碰撞而形成的環(huán)形凹坑或環(huán)形地質(zhì)構造，即撞擊坑或隕石坑。
圖1. 星球碰撞示意圖
地球在形成以后到現在一直受到地外小行星、彗星和流星體的撞擊，今后仍有可能發(fā)生。眾所周知，月球表面布滿(mǎn)了數以萬(wàn)計不同規模大小的隕石坑，表明了它在歷史上經(jīng)受了小天體的高頻率撞擊。
月球是地球的衛星，兩者在太陽(yáng)系中的位置和空間環(huán)境相似。鑒于月球上隕石坑的分布狀況，地球在歷史上也極有可能受到過(guò)地外小天體的高頻率撞擊。然而，目前在地球上發(fā)現的隕石坑數量不到200個(gè)。大量的研究結果表明，地球和月球不同的地質(zhì)結構特點(diǎn)和演化歷史是導致兩者之間在隕石坑現存數量上出現巨大差異的重要原因。
月球大約在距今30億年前就已經(jīng)基本停止了活躍的地質(zhì)活動(dòng)，導致許多在不同年代形成的隕石坑被保存了下來(lái)。地球自形成以來(lái)到今天的地質(zhì)活動(dòng)一直維持在活躍狀態(tài)。在地球內部熱狀態(tài)和熱動(dòng)力系統作用下，地質(zhì)活動(dòng)頻繁，地表不斷受到板塊構造運動(dòng)、火山噴發(fā)、造山運動(dòng)、風(fēng)化侵蝕、沉積作用等地質(zhì)作用的改造。很顯然，許多形成在地球表面的隕石坑在長(cháng)期的內、外動(dòng)力地質(zhì)營(yíng)力作用下受到破壞、掩埋甚至被完全抹去。僅有少部分隕石坑被保存了下來(lái)。
地外小天體撞擊地球表面會(huì )留下一定大小的地質(zhì)印痕。由于地球大氣層的保護，那些體積較小的小行星或隕石在進(jìn)入到地球大氣層中會(huì )被不斷減速和發(fā)生消蝕。一些未燃盡的流星體或碎塊墜落到地面成為了隕石。這些體積較小的殘留隕石與地表發(fā)生碰撞時(shí)的速度已經(jīng)明顯變低，隕石體以機械力貫入到地面以下一定深度形成的小洞穴，這些洞穴的直徑等于或略大于隕石體的直徑，這些小洞穴被稱(chēng)之為隕石滲透坑。1976年3月8日發(fā)生在我國吉林省吉林市的隕石雨，其中一塊重量1770kg、體積接近0.8立方米的石隕石碎塊就穿過(guò)地表凍土層，形成了一個(gè)深度6.5m、直徑2.1m的隕石滲透坑（圖2）。
圖2. 吉林隕石滲透坑（由于人工挖掘工程，坑的直徑擴大到4米）
當體積和質(zhì)量較大的小行星、彗星和流星體等地外小天體撞擊地球時(shí)，大氣層對這些小天體的燒蝕程度有限并且起不到明顯的減速作用。當這些小天體最后以超高速度與地球表面發(fā)生碰撞會(huì )產(chǎn)生強烈的沖擊波作用并引發(fā)爆炸效應，這種撞擊爆炸形成的環(huán)形地質(zhì)構造被稱(chēng)之為隕石坑。這類(lèi)星球撞擊事件釋放出來(lái)的能力較大。
相關(guān)研究指出，一顆直徑約為6m的鐵隕石以20km/s的速度撞擊地表可以在瞬間釋放出2萬(wàn)噸TNT炸藥當量的能量。地外小天體撞擊形成的隕石坑直徑一般可達到隕石體直徑的十多倍到三十倍。隕石坑與隕石滲透坑和其他非撞擊成因地質(zhì)構造的有嚴格的科學(xué)區分。學(xué)術(shù)界將受到撞擊的巖石的沖擊變質(zhì)現象確定為隕石坑的主要判別標志。隕石滲透坑和其他非撞擊成因環(huán)形地質(zhì)構造的巖石不存在沖擊變質(zhì)特征。
目前在地球上發(fā)現的隕石坑直徑從160km到14m不等，最古老的24億年，最年輕的僅有10多年。直徑達50千米以上的隕石坑有13個(gè)，這些類(lèi)較大規模的撞擊事件主要發(fā)生在距今500萬(wàn)年前到距今24億年前。這些隕石坑主要分布在大陸地區，在洋殼上只發(fā)現了一個(gè)隕石坑。
位于墨西哥尤卡坦半島的?？颂K羅布隕石坑是6500萬(wàn)年前一顆直徑大約10km的小行星撞擊的結果，隕石坑直徑150km，這次撞擊事件導致了當時(shí)全球氣候和生態(tài)環(huán)境的突變以及恐龍等生物大滅絕。然而，從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，地球上發(fā)生的一些重大星球碰撞事件也對地球演化以及人類(lèi)和社會(huì )發(fā)展有其積極意義的一面，它促進(jìn)了地球生物的演化，締造了一系列有用的礦產(chǎn)資源等。
根據現有的地球隕石坑資料分析，地球近十萬(wàn)年來(lái)形成的直徑超過(guò)250m的隕石坑只有5個(gè)，其中最大規模的是我國的依蘭隕石坑，直徑1850m，年齡4.9萬(wàn)年（圖3）。地球近十萬(wàn)年來(lái)是現代人類(lèi)活動(dòng)的繁盛時(shí)期。依蘭星球碰撞事件釋放的能力足以對當地一定區域范圍內的生態(tài)環(huán)境造成災難性的影響。關(guān)注地球近期發(fā)生的小行星撞擊事件的位置、頻率和規律對人類(lèi)文明的發(fā)展具有重要的意義。
圖3. 依蘭隕石坑
來(lái)源：中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所
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