陨石坑地球上的宇宙礼物盒.

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1、陨石坑地球上的宇宙礼物盒美国巴林杰(Baringer)陨石坑是地球上最早被确认的陨石坑。由于距离弗朗西斯科火山带不远,在相当长的时间里,它被认为是一座沉默的火山,被称为“恶魔山谷”。后虽有撞击起源之说,却也几起几落。上个世纪60年代,柯石英等确凿证据被发现,学界震惊,真相才终于大白。今天,这里建立了博物馆,成为人们亲密接触陨石坑的科学基地。巴林杰陨石坑的曲折故事,折射了全球陨石冲击构造研究发展成熟的历史。世界第一陨石坑恶魔山谷的华丽变身中国第一陨石坑2010年的姗姗来迟图中这个绿色的碗状洼地,就是中国第一陨石坑的“真容”,它有着数万年的高龄,但在2010年才最终获得国际科学界公认的“身份证”。

2、同著名的巴林杰陨石坑一样,它的背后也隐藏着许多跌宕起伏的故事。2013年2月,俄罗斯中部的一声巨响震惊了全世界。一颗带着耀眼火光的陨石突袭地球,并在空中解体爆炸,无数建筑的玻璃瞬间粉碎,千名居民受伤。这位华丽的不速之客的残块在冰湖上砸出了一个巨大的冰洞,其余散如碎屑,随风而去。牵动全球神经的还有去年的一则爆炸新闻俄罗斯政府曝光了被雪藏了30多年的“玻普盖(Popigai)钻石矿”。据报道,这是一个藏身于西伯利亚东部大陨石坑中的富矿,储量估计超过万亿克拉,比目前已知的全世界钻石矿储量总和还多10倍。这两起轰动世界的消息,除了引起全世界又一轮陨石热之外,也将一个更为神秘的现象呈现于公众面前陨石坑。

3、如果说陨石是宇宙送给地球的礼物,那么这些大大小小撞击坑就是独具匠心的礼物盒,在这场宇宙的馈赠事件里,“椟”和“珠”都价值连城。它们是一个个古老而漫长的故事。所谓陨石坑,用科学术语来说就是小行星、彗星和流星体等小天体超高速撞击行星及其卫星表面形成的凹坑或环状地质构造。据研究者估计,在40亿年前太阳系形成的早期,宇宙间的陨星撞击频率可能比现在要高出1000倍,并对太阳系行星的形成和演化起到了重要作用。由于大气层的保护,和外星球相比,裹着厚厚防护层的地球遭到陨石撞击的可能性不及其他星球之万一。可即便这样,据陨击构造学家估计,在地球演化史中出现的直径大于10公里的陨石冲击构造不少于1500个,小陨石坑

4、的数量就更多了。不过,由于地质作用的改造以及表面的侵蚀破坏,直径20公里的撞击坑在6亿年后仍可辨识,而直径仅1公里左右的小撞击坑在百万年后即面目全非。在漫长的地球岁月里,只有少数古老的陨石坑幸运儿能被保存下来,与人类相遇。翻翻地球上陨石坑的家谱,在各地质年代均有分布,其中最古老的距今超过20亿年,而最年轻的陨石坑如秘鲁卡兰卡斯陨石撞击坑只有6岁;有的“小不点”的直径只有十几米,“巨人”如墨西哥奇克苏鲁布陨石坑的身量则可达约200公里。那么,中国又拥有多少陨石坑呢?通过简单的查阅,我发现,从古至今,从古籍到网络,都有关于所谓疑似“陨石坑”的报道。它们“居住”在中国各地,成为当地的话题和好奇者的探

5、险之地。而关于它们的真实身份、形成过程以及相关的各种怪现象,也有着许许多多的争议和演绎。异彩纷呈陨石坑的几张面孔壮丽峭壁澳大利亚这个陨石坑被称为戈斯峭壁(Grosses Bluff),十分壮丽。陨石坑的大小、形态受到陨石大小、撞击速度和角度以及被撞击地的地质条件的诸多影响。荒野同心圆澳大利亚的沃尔夫溪(Wolfe Creek)陨石坑在荒原上形成了奇特的同心圆。中心地带留存的特殊矿物可以储存水,得以供养植物,也带来了独特的景观。摄影Frans Lanting /C国家水库加拿大曼尼古根(Manic-ouagan)陨石坑是地球上已知最大的陨石坑之一。作为宇宙的礼物盒,其价值在于一片浩荡碧水。它是“

6、陨石坑成湖”的典型代表。摄影Bernhard Edmaier在古代中国,陨星往往被视作预兆凶吉的天象。到了今天,人们说起陨星,除了美丽的流星雨,最直接的联想就是“从天而降的灾难”。从它们撞击出的巨坑,就能想象其巨大的破坏力。实际上,在俄罗斯中部的陨石雨震惊全球时,一颗小行星也正与地球擦肩而过,其轨道距离地球最近处只有2万多公里,虽然科学家称其不会冲击地球,但全世界的天文台都在紧张地追踪和观察着这颗试图与地球“亲密接触”的不速之客。有研究者声称,每6500万年,一次灾难性的撞击事件就会强势改变地球的命运。许久以来,恐龙灭绝之谜也一直被人们津津乐道。一派学说认为,一个直径约10公里的陨石在地球上形

7、成了一个直径近200公里的陨石坑,将大量碎片和灰尘送入大气层,从而引发了一连串的大海啸、全球性火灾和酸雨,遮挡太阳光数周乃至数月,一举终结了恐龙时代。这并非臆想,据估计,一个直径仅仅十多米的陨星,若以每秒十几公里的宇宙速度撞击地球,就能爆发出约20颗广岛原子弹的威力。1908年,在俄罗斯发生的通古斯神秘大爆炸被很多人认为是陨石撞击引起的,在这场灾难中,一片面积为2000平方公里的原始森林被击倒,大面积冻土被融化成了沼泽地。而在中国,宋代的沈括也曾在梦溪笔谈中描述过一次惊心动魄的陨星撞击事件。按照记述,这应该是一颗很小的陨石,速度也不快。可即使这样,它仍然来势汹汹,引起了一场大火,烧毁了当地庄园

8、的诸多藏书和文献。遍布钻石的超级富矿,可怕的灾难,让陨石坑笼罩上了莫测的色彩。而说起这一神秘事物的福祸难辨,就必须提到一个人因为陨石坑,他举世闻名;也因为陨石坑,他的生活和事业被拖入了深渊,贫病而终。这个人,便是美国巴林杰陨石坑的“铁杆粉丝”巴林杰。在科罗拉多暗红色的红土高原上,这个直径1180米的淡土红色大圆坑非常醒目。从高处鸟瞰,它像是一个旧式的铜盆,又如一把倒挂的雨伞。它是当今世界最为科学界和公众所熟知的撞击构造,有着极为特殊的身份全球第一个被科学界确认的陨石坑。古老传说的神秘主角在这张卫星图片上,在位于澳大利亚西部的蜘蛛陨石坑散发着壮美而神秘的气韵。它有着数亿年的历史,也是当地神话传说

9、中的主角之一澳洲土著有一种被称为“Dreaming”的传统,包括各种仪式、传说、吟唱和神秘的崇拜禁地,其中就包括对天外坠星的记述,这些传说也成为科学家寻找陨石坑的线索。陨石坑可分为简单型撞击构造、复杂型撞击构造和多环盆地。简单型撞击构造由碗形的凹陷和凸出的边部组成,复杂型撞击构造在太阳系十分常见,其与简单型撞击构造的区别主要在于中央隆起。多环盆地型的撞击构造主要见于月球等卫星的表面。在遇到丹尼尔巴林杰之前,这个巨大的陨石坑已经在荒原中沉默了数万年,它有一个形象的诨号恶魔山谷。1903年,它的故事和这位采矿工程师的命运轨迹交织在一起。在遭遇这个陨石坑之前,头脑灵活且精力充沛的丹尼尔巴林杰堪称少年

10、得志。他依靠经营金银矿发了财,轻易的成功也助长了他急躁的脾气和骨子里的执拗。这一年,他在一次聚会上偶然听说了这个奇怪的大坑,便“异想天开”地认为它是被陨石撞出来的,当他看到坑附近找到的陨铁残渣之后,便更坚定了自己的想法一颗富含镍铁的大陨石在撞击后钻进了地下,这意味着至少一千万吨的富铁矿,若加以开采,收益可达5亿美元。在那个时代,人们对陨石坑的认知还非常有限。为了他的梦想,巴林杰成立了专门的铁矿公司,为了集资,他全力搜集证据,并两次在费城科学院论证自己的观点,却不断遭到嘲笑和反对。与此同时,他的矿产开发之路也越走越艰难。他在坑里四处钻探,足足耗费了27年,却找不到任何有开发价值的铁矿石。在钻头烧

11、结、缆绳断裂、资金枯竭后,濒临破产的巴林杰去求助天文学家穆尔顿。经过严谨的考察和推算,穆尔顿的回答给了巴林杰最后致命的一击造成这样一个陨石坑的陨星最大也只有30万吨,根本不值得商业开发。更让人绝望的是,陨星撞击地球时产生的超高热高压很可能已把陨石烧毁并气化了。1929年11月30日,在穆尔顿的报告正式提交一周以后,巴林杰因心肌梗塞而猝亡,终结了他的陨石坑之梦。在他去世31年后,研究者们在巴林杰坑中发现了陨石冲击的铁证柯石英,这一发现震惊了整个科学界,世界上第一个被正式确认的陨石坑就此诞生,一套鉴定标准也逐渐成熟,地球上越来越多的陨石坑被确认。为了纪念这位执著的工程师,人们将其命名为巴林杰陨石坑

12、。今天,撞击坑北侧建立了博物馆,人们可以在这里追寻感叹陨石坑的前尘往事和巴林杰的曲折命运。散布在地球各处的陨石坑多数有亿万年的高龄,可直到近几十年,相关研究才突飞猛进。和运气不佳的巴林杰不同,人们惊喜地发现,陨石坑确实与“宝藏”有着千丝万缕的联系。为了进一步探寻陨石坑的秘密,我采访了中科院的冲击构造专家陈鸣老师。他告诉我,一位著名学者曾统计得出,约四分之一已发现的陨石坑与经济矿产有关,且其中很多已经投入开采。以玻普盖为例,这一矿藏虽有些“被神化”,但的确是全球规模最大的金刚石矿床之一,不折不扣的“国家宝藏”。确切地说,这里蕴藏的是“冲击钻石”,是地壳中丰富的石墨在陨石猛烈撞击下被“点石成钻”的

13、。除此之外,加拿大萨德伯里特大型铜镍矿的成因也被认为与撞击事件有关。一个多世纪以来,这里的铜、镍蕴藏量及年产量始终居世界前列,1915年之前的镍产量竟占到全球总量的80%。此外,当地土壤富含矿物质,拥有北安大略地区最好的农耕地宝藏还能列出很多,如以矿石品位之高而著称的南非兰德金铀矿床,以及希尔津铅锌矿、里斯煤矿和诸多油气田。甚至曾有学者撰文,称巨型陨石坑乃是“打开油气田分布之谜的钥匙”。为陨石“验明正身”一颗陨石的切片被放进电子显微镜的真空箱中,等待着中科院的陨石专家刘小汉老师的检验,很快,电脑屏幕就显示出它的内部结构。刘老师表示,同陨石坑的考察鉴定一样,陨石的鉴定也是严谨的科学工作。仅仅根据

14、石头外表是难以做出判断的,特别是表面已经风化的石头,要借助各种科技手段才能得出准确结论。陨石坑为何与矿产如影随形?其中的原因很复杂,简单来说,陨石特别是巨型陨石撞击时形成的瞬时极高压高温作用于地壳,会形成一系列特有矿物,如陨击金刚石等。此外,撞击作用也可能诱发大规模的构造岩浆活动,将地底深处的成矿物质挤压到近地表。再者,陨石坑本身的形态和构造特征也可进一步调节和控制矿产,如冲击岩石层带的裂缝、孔穴以及特定的时间和压力都是孕育油田的摇篮。陨石坑带给人类的宝藏绝不仅限于矿产。加拿大的曼尼古根陨石坑是地球上最醒目的陨石坑之一。它有着独一无二的环形水系,从太空观测,它就像是一枚巨大而闪亮的“魔戒”,直

15、径超过了100公里。两亿年前的撞击,漫长的地质年代的销蚀,在陨石坑的外缘与中央凸起之间形成了一道宽约10公里的环形水带。冬季,在加拿大魁北克省茂密的原始森林暗绿色的背景上面,冰封的环状银白色湖泊闪闪发光,成为地球上最绮丽的自然景观之一。它还有另一重身份宏伟的国家水电工程。加拿大政府在曼尼古根河上修建了三座水电站大坝,将这个陨石坑湖变成了世界上第五大水库,350亿立方米的湖水所发出的电不仅点亮了魁北克,还输出到美国东北部。阜康陨石金光闪闪的“蜂巢”图中展示了美丽的阜康陨石的切片。金黄色的橄榄石和似银一般的镍铁形成蜂巢结构,相映成辉,仿佛是一件精美的镶嵌艺术品。在明亮的光线下,它还会金光闪闪,摄人

16、心魄。阜康陨石是在中国新疆的戈壁中被发现的,十分庞大,其原始重量几乎与一辆小汽车相当。今天,这颗陨石已经被切割成很多块,散布于全球。加拿大平考努特陨石坑也是一个湖,在人迹罕见的北极冻原上,它就像一个硕大无比的明镜在阳光下反射着耀眼的银光。多年间,美国空军曾将其作为飞越北极圈的特有航标。1948年,它的神秘面纱终于被揭开一个有着150年高龄的陨石坑,足足有267米深,盛满与世隔绝之地的清冽冰雪和雨水。测试者曾把一个测试盘沉入水中,当它沉落至水下37米即约14层楼的深度时,岸上的人仍然可以清晰地看到它。除了极为纯净的水质,这个陨石坑还有着特殊价值其惊人的深度避开了环境干扰,从湖底采集的沉积物完好地保存着100多万年来湖中气候和生物活动的原始记录,像一本自然的宝典。为了保护这奇妙纯净的陨星湖,加拿大于2003年

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