近日，我國科學家在黑龍江省哈爾濱市依蘭縣境內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個形態(tài)奇特的隕石坑——依蘭隕石坑，它是一座月牙形環(huán)形山。這是繼岫巖隕石坑之后，我國境內(nèi)被證實的第二個隕石坑。

“導致該隕石坑形成的星球撞擊事件發(fā)生在約4.9萬年前，基于對現(xiàn)有隕石坑資料的分析，依蘭星球碰撞事件是地球近十萬年來發(fā)生的一次規(guī)模最大的撞擊事件。” 8月10日，中國科學院廣州地球化學研究所(以下簡稱地化所)研究員陳鳴接受本報記者采訪時透露，近日國際期刊《隕石學與行星科學》封面文章發(fā)表了依蘭隕石坑發(fā)現(xiàn)的論文。研究論文由地化所與奧地利維也納大學的科學家聯(lián)合撰寫，陳鳴為第一作者。

從隕石坑探尋星球演化過程

我國境內(nèi)第一個和第二個隕石坑的發(fā)現(xiàn)，均出自陳鳴之手。

隕石坑是小行星、彗星、流星體等小天體撞擊固體星球表面形成的環(huán)形凹坑。“星球之間的碰撞是一種最為普遍的自然現(xiàn)象，過去沒有中斷，將來還可能再次發(fā)生。”陳鳴說，通過研究隕石坑，探尋星球間的撞擊情況，可為研究太陽系星球的形成和演化過程和歷史提供寶貴的資料。

實際上，小行星撞擊地球的潛在風險并非不存在。2013年2月，一顆隕星在俄羅斯車里雅賓斯克上空爆炸，沖擊波震碎了無數(shù)玻璃，上千人因此受傷。之后，聯(lián)合國批準由幾名宇航員提出的小行星防御計劃方案。其他國家對此也有所行動。今年4月，在2021中國航天日開幕啟動儀式上，國家航天局局長張克儉透露，中國航天未來將論證建設近地小行星防御系統(tǒng)。

“大規(guī)模星球撞擊產(chǎn)生的災難實在太大了。如果能從撞擊所留下的痕跡——隕石坑中，充分了解過去地球因為這種撞擊而引起的重大環(huán)境變遷和災變事件，以及人類活動所受到的影響，可為小行星防御體系提供相關科學依據(jù)。”陳鳴說。

此次發(fā)現(xiàn)的依蘭隕石坑，其形成與一顆直徑大約100米的小行星的超高速撞擊地表有關。

星球撞擊事件距今4.9萬年前

依蘭隕石坑的形態(tài)特征十分罕見，展現(xiàn)為一座月牙形環(huán)形山。這個碗形隕石撞擊坑坐落在花崗巖體上，直徑1850米，坑緣高出地表150米。隕石坑的大部分坑緣保存狀態(tài)良好，但占總長度約三份之一的南部坑緣缺失。

“研究揭示，該隕石坑的真實深度達到579米，坑底下部充填有厚層的花崗巖碎片,坑底上部覆蓋著厚層的湖泊相沉積物。導致該隕石坑形成的星球撞擊事件發(fā)生在距今4.9萬年前。”陳鳴介紹，這是一次極高強度的撞擊事件。這顆直徑大約100米的小行星超高速撞擊地表，星球碰撞釋放出來的能量超過一千萬噸TNT炸藥的爆炸當量，引發(fā)了一次威力巨大的爆炸。

研究表明，撞擊沖擊波瞬間將地表以下體積超過4億立方米的花崗巖體瞬間撕裂成為了碎片并挖掘出一個巨大的碗形凹坑，形成的隕石坑真實深度與直徑的比值達到了地球同類型隕石坑之最。隕石坑底部充填的厚達數(shù)百米的花崗巖碎片絕大部分由粒度為毫米級的碎屑組成，巖石的撞擊破碎程度之高在地球隕石坑中極為罕見。

“基于對現(xiàn)有隕石坑資料分析，依蘭星球碰撞事件是地球近十萬年以來發(fā)生的一次規(guī)模最大的撞擊事件。”陳鳴表示，這次撞擊事件發(fā)生在舊石器時代中期末段，這個時期黑龍江中南部地區(qū)草原茂盛、森林密布、動物繁盛。該區(qū)域當時已經(jīng)有人類活動的蹤跡，猛犸象—披毛犀動物群也是當時十分活躍的一個哺乳動物群，“這次星球撞擊引發(fā)的巨大爆炸顯然導致了隕石坑以及周邊方圓數(shù)十千米范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境災難”。

依蘭隕石坑形成之后，這個巨大的碗形凹坑一度發(fā)育成為了一個湖泊。在末次盛冰期，隕石坑的南部坑緣受到了冰川的強烈侵蝕作用，湖泊消失。

為行星科學研究提供“實驗室”

宇宙中星球之間的碰撞是一種普遍的自然現(xiàn)象。太陽系中許多固態(tài)星球表面都保存有星球撞擊留下的地質(zhì)遺跡，即隕石坑。目前在地球上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了不少隕石坑，但這類地質(zhì)遺跡在我國十分罕見。

“我國隕石坑研究始于上世紀80年代初，以前在國際隕石坑分布版圖上，中國一直是空白。”多年來，陳鳴一直積極推動我國隕石坑科學的發(fā)展。2009年，岫巖隕石坑的發(fā)現(xiàn)，填補了中國領土上這類獨特地質(zhì)構(gòu)造形跡的空白。如今，依蘭隕石坑的發(fā)現(xiàn)，無疑讓中國在這一領域又往前邁進了一大步，為我國行星科學和地質(zhì)學研究提供了一個珍貴的“天然隕石坑實驗室”。(科技日報記者 葉青)

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