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地球最大陨石坑直径300公里,1990年才被发现,地球啥事没有?

大家都知道,6500万年前一颗直径10公里的小行星,正面撞击了地球,巨大的冲击力引发了全球性的大海啸和火山喷发,升起的遮天烟尘阻挡了太阳光线,地球的整体温度随即迅速下降,地球迎来了“核子冬天”,当时称霸地球的恐龙家族从此退出历史舞台。

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6500万年前这颗小行星撞击地球所形成的陨石坑,由于处在墨西哥尤卡坦半岛这个海陆交界区域,经过漫长的历史时期,地球表面很难直观地观察到它的存在,科学们通过对这一区域海底和海岸岩层的深入分析,才确认它的存在,估测其直径达到180公里。然而,这个陨石坑与现今发现的最大陨石坑相比,真是小巫见大巫。

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迄今为止发现的最大陨石坑

在南非约翰内斯堡的西南部约96公里的自由州境内,存在着一个面积非常庞大的“凹陷”地带,由于具体位置处在弗里德堡城,一开始人们普遍认为这个凹陷区是一个巨大的火山口,所以将其命名为“弗里德堡火山口”,其内缘直径达到了将近200公里,外缘直径更是达到300公里以上。

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在1990年的时候,科学家们对该“火山口”内部的岩层进行了深入分析,发现其中的矿物质成分与火山石有着非常明显的差别,表明这个“凹陷区”并非是由火山喷发而成,而是由一颗巨大的小行星撞击地球所致。

经测算,该陨石坑形成的时间大约在21亿年以前,而造成这么大规模陨石坑的小行星直径,高达15公里左右,撞击地球的速度达到每小时25万公里。无论是小行星的质量,还是撞击地球的速度,6500万年前致使恐龙大灭绝的那颗小行星,都相形见绌。

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目前该陨石坑内部居住着50多万的人口,由于独特的景观,这里成为当地重要的牧业基地和旅游胜地。而在这些居民世代居住的土地之下,经勘探埋藏着众多矿产资源,最有代表性的就是钻石和黄金,据初步估测,钻石的储量高达上百万克拉,环形黄金带中的黄金储量也有上千吨之多。为了避免这些资源全部开采后对世界钻石和金融市场产生冲击,官方严格禁止私人进行开采,不过游人可以跟随着官方招募的矿工们,来到矿井中进行体验,成为当地旅游业的一个标志景点。

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判断这个区域是陨石坑的主要依据

科学家们结合现有已知的陨石坑成因,针对区域地层岩石特点、物质堆积效应,可以倒推出所受波动力冲击的情形和影响程度,即而比较容易判断凹陷区域是否为陨石撞击所致,主要的判断依据有:

首先,凹陷地带的边缘所围成的区域,从外表上看应该是一个圆形或者偏心率很小的椭圆形。

其次,凹陷地带的周边,要具有类似环形山的地形地貌。对于地质历史较年轻的陨石坑,在撞击作用下产生的物质抛射和堆积效应,可以在凹陷带周围产生比较明显的“堆积山体”。而对于地质历史比较久远的陨石坑,可能外围大部分的环形山会受到侵蚀而被“削平”,但仍可以在表层岩层和土壤下部,通过岩层的圆形强形变以及震裂规律进行判断。

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第三,寻找陨石“残片”。对于质量较小的陨石撞击,在撞击坑内可以比较容易找到陨石残留碎片。而对于质量较大的陨石来说,由于撞击的速度非常快,大部分陨石会发生气化,从而爆裂或者蒸发,不过在撞击坑底部一定深度的岩层中,特别是存在明显裂隙的岩层中,会有一定几率发现铁、镍等金属微粒,这是在瞬间巨大的温度和压力下,这些金属物质发生气化,然后在底部岩层的缝隙中逐渐冷却所形成的。

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第四,凹陷地带一定区域内有较多的角砾岩分布。由陨石撞击而成的角砾岩,一般都呈现曾出现过熔融或者半熔融的玻璃质状态,外表一般比较粗糙,没有什么规则性,外缘还带有明显的高温烧蚀特征,这种类型的岩石,是在陨石撞击地面的极短时间内,在高温高压下和强烈冲击作用下,原有地表岩石被原地转移或者形成较短距离的搬运,然后冷却形成的特殊岩质结构。

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位于南非的“弗里德堡凹陷区”,正是以上判断条件都符合,因此科学家确认它属于一个远古时期的陨石坑无疑,而且下部的钻石矿和黄金带,有很大的几率也是拜这颗小行星撞击所赐。

这颗巨大小行星撞击对地球的影响

据估算,撞击南非的这颗小行星,在撞击地球时所释放的能量,要比6500万年前撞击地球的那颗小行星,高出10多倍,也就是说相当于1000万亿吨TNT当量、相当于广岛和长崎原子弹爆炸威力的1000亿倍。

所幸在21亿年前,地球上的生命还是以原核生物为主,也就是说还是许多以细菌为代表的低等级生命形式。巨大的撞击力虽然对整个地球的气候产生了明显影响,但是,这些原核生物的适应性极强,而且分布广泛,所以这次撞击并没有造成非常明显的生物大灭绝灾难,或许在我们现有的认知上,并不知道这次撞击对当时的微生物界产生了多大的影响。至少,这些微生物仍然顽强地活了下来,为后来多细胞生物的发展以及生命大爆发奠定了基础。

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不过,由于这次撞击所释放的能量异常庞大,科学家们推测,在巨大撞击力的作用下,加速了地球板块飘移的进程,特别是对推动非洲大陆与南美大陆、南极大陆的分离贡献了力量。

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与此同时,在撞击的瞬间,由于高温作用,使得撞击点和周边相当大的范围内,岩石和土壤发生不同程度的熔化,在冲击力加持下,这些熔化后的岩石和土壤,向着周围更广的区域发生抛射、溅射和堆积,最后逐渐冷却形成坚硬的石英岩,这类岩石由于异常致密、性质比较稳定,即使经过长时间的地质作用和风雨侵蚀,也没有改变土壤贫瘠的状态,因此以撞击坑为圆心,周围相当广大的土地,一直以来都不适合种植农作物,人类赖以生存的物质基础在这里显得非常“薄弱”,气候的改变加上土壤的贫瘠,成为非洲相对贫困的重要原因。

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