有一种物质被称为“天外来物”,蕴藏着神秘的宇宙能量,也是人类感受宇宙的媒介和碎片。
它是什么?它就是陨石。在地球的引力作用下,陨石会被地球捕获,如流星一般划过天际,在地球留下陨石坑。
陨石撞击地球
陨石撞地球是怎么一回事呢?为什么地球经历了那么多次撞击,除了大大小小的陨石坑,现场连一块陨石碎片都没有留下?既然陨石降落在陆地影响如此之大,如果落在海里是不是更好些呢?地球曾经被那么多陨石光顾,为什么发现的陨石坑那么少?
陨石造访地球留下陨石坑,这些古老的陨石坑蕴藏着地球地质的秘密,可陨石去了哪里?
地球表面的陨石坑
陨石撞地球
陨石是从太空降落到地球的天外来物,通常伴随着一定规模的爆炸。地球是一个质量很大的天体,它会吸引附近的物体,比如陨石、小行星。地球如同一个大磁铁,陨石如同小铁块,在小铁块被大磁铁吸引的过程中,产生的引力作用带来的冲击力是很大的。
陨石
加上陨石的成分具有易燃易爆的性质,在被地球吸引,穿过大气层时,由于空气阻力的摩擦生热,陨石和大气的接触面会变得十分炽热,温度持续升高。加上陨石本身的重力势能,使陨石降落的速度越来越快,会增大陨石坠落到地球表面的冲击力,形成足以在地面炸出一个大坑的冲击波,迸发出巨大的能量。
陨石撞击地球的一瞬间
陨石撞地球会带来环境系统的破坏和重建,曾经生活在地球的史前生物——恐龙就是因为陨石撞击地球,引发火山爆发和海峡最后灭绝。“陨石撞击说”被认为是恐龙灭绝可能性最大的一种说法。
大约6600万年前,一颗直径约10千米的陨石以20千米/秒的速度撞向尤卡坦半岛附近的海域,撞击时产生了相当于10亿倍原子弹爆炸所产生的能量,陨石表面温度高达10000℃。陨石撞击引发了山火和海啸,诱发了火山爆发,从火山口喷涌出致命的含硫气体。
科学家们猜测,恐龙的灭绝与陨石有关
海水酸化,氧气急剧下降,大气笼罩上厚重的昏黄气体。大量的植物枯萎死去,海洋里的生物无法忍受滚烫酸化的海水,在热浪中挣扎着死去。即使是生活在陆地的恐龙,也逃不过大规模火山喷发四处倾泻的熔岩和从地表喷薄而出的火山气体。75%-80%的生物在这场灾难中灭绝,哪怕是地球的主宰,强大的恐龙。
恐龙灭绝时
时至今日,地球每年要被大约1万颗陨石光顾,但经过地球大气的阻拦和消磨作用,绝大部分陨石被燃烧消耗掉了,只有极少数质量较大的陨石能够降临地球。绝大部分的陨石降落到海洋里,这个数目是几十颗,至于降落到陆地的,少之又少,大概是10颗左右,体积相对较小,大多数是落在荒无人烟的地区,所以很难被人察觉,也几乎不会影响到人类。
宇宙中的陨石
知道了陨石的由来,陨石撞击地球的事件,也许会在地球某个时间某一地点上演。可是为什么,我们通常只能发现陨石坑,却没有发现陨石的存在,哪怕是小小的一块陨石碎片呢?
此地空余陨石坑
陨石坑里的陨石消失,其实是由于高质量的陨石撞击地面产生巨大的冲击波,这股冲击波向撞击的地面和陨石本身释放极高的压强,此时的陨石会受到几百Gpa的超强高压。由于高压和高温的双重状态,陨石和其撞击地表的部分直接瞬间熔化或气化了。熔化的陨石在冷却之后形成一粒一粒的陨石渣粒,和周围的环境逐渐融为一体。
地球上的陨石坑
但更多的是已经成为气体状态的陨石,在撞击之后,气化的物质向陨石坑产生作用,并向上喷射形成一个高高的蒸汽柱,蒸汽柱携带者部分陨石颗粒向上运动,如果速度够快,可能飞出天体,对地球的大气产生撞击污染。但是只要地球的大气足够厚,化作气体的陨石物质很难逃逸大气的收束作用。
地球的大气层
体积越大的陨石,会在撞击时产生越大的压强,形成更大的冲击波,越难发现陨石的残存物质,哪怕是陨石渣滓,都很难发现。对于体积较小的陨石,撞击产生的压强相对较小,不会形成带来“翻天覆地”的强大冲击波,所以小陨石在撞击之后还可能发现一些没有消融的陨石块。
冷却后的陨石
对于陨石降落后几乎难以发现残存的陨石物质,我们可以从陨石坑的形状、大小,推测这是怎样的一块陨石。但是曾经有数以万计的陨石在地球降落,留下大大小小的陨石坑,为什么能发现的陨石坑越来越少了?
坑变少了
由于地球上各种各样的侵蚀作用,比如流水、风力、冰川侵蚀,一些早前形成的地形地貌,会在侵蚀作用的风化改造过程中慢慢沉积。陨石坑也是一种天然的地形,在风力的侵蚀作用下,坑的四周从陡峭变得平坦,坑的底部受到风力带来的填充作用,陨石坑的形状被一点点磨平。
被磨平棱角的陨石
一些古老的陨石坑经历的侵蚀作用时间长,在漫长的岁月中已经被磨平了“棱角”,不太能引起注意。目前已知的陨石坑有190个,它们见证了地球沧海桑田的变迁史,对地球来说,陨石坑既是岁月留下的痕迹,也是时光刻录的笔记,所以对这些遗留至今的古老陨石坑进行记录和研究,能够有效地帮助我们知晓地球的过往。
陨石坑是地球历史的记录
地球上有哪些著名的陨石坑呢?一起来了解这些记载了地球历史的陨石坑。
摩洛衮陨石坑在南非的卡拉哈里沙漠被发现,距今有1.3亿年历史,有着70千米的直径。
据科学家推测,这应该是一颗直径在5-10Km的小行星,它没有暴露在地表,是1994年在重力和磁力测绘中被发现的。后来在摩洛衮陨石坑附近的钻探中科学家意外发现了很多几毫米到几十厘米的陨石,意外的收获似乎说明,卡拉哈利沙漠的缓冲使得当年的撞击留下了一些陨石碎片。
摩洛衮陨石坑
在南非中部的弗里德堡城,发现了目前地球最大的陨石坑——弗里德堡陨石坑,形成于21亿年前,直径在100-160千米,是地球上第二古老的陨石坑。弗里德堡坑因为侵蚀作用看起来已经不像一个标准的陨石坑形状了,它的中心残留部分依旧保留着陨石坑的地质结构。2005年,弗里德堡陨石坑被列入世界遗产名录。
弗里德堡陨石坑
索德柏立陨石坑,位于加拿大安大略省的索德柏立盆地中,直径130千米,形成于18.4亿年前。1891年加拿大在盆地开采铜矿,发现除了铜还有镍,不知道是不是和当年陨石撞击有关呢,那里的镍产量占到了全世界产量的10%。
索德柏立陨石坑
想必这些巨大的陨石给当时的地球带来了不小的伤害,如果陨石降落在海上而不是陆地,是不是带来的负面影响会减小呢?
情况却悄悄相反。给人感觉,海水会起到缓冲作用,降低陨石撞击产生的冲击波和产生的能量。但是,陨石一旦降落在海上,可以一直俯冲到海底,引发滔天海啸。据记载,当系克苏鲁伯陨石撞击尤卡坦半岛时,引发了海啸,激起了50-100米高的海啸,在距离海岸数千米的内陆形成了物质的堆积,甚至在海底造成了巨型波纹的标记。
系克苏鲁伯陨石坑
陨石是一种神秘物质,它给地球的远古物种带来毁灭性的打击,也可能带来包含生命信号的物质。陨石由铁、镍、硅等元素构成,也许我们在不久的将来能够发现陨石中存在的未知金属和元素,这对于化学和冶金学来说意义非凡。
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