Science：2.8亿年前的盘古大陆小行星撞击

大约 2.8 亿年前，在落基山脉（甚至是恐龙崛起之前），一颗 2.5 公里宽的小行星撞击了位于现今怀俄明州东部边界附近的盘古超大陆。撞击的热量和冲击波杀死 400 公里内的任何生物，使其成为北美历史上最大的小行星撞击事件之一。

然而，尽管地球表面发生了各种扰动，构造板块却笑到了最后。侵入的海洋和不断变化的地貌将由此产生的陨石坑埋在沙墓中，60 公里宽——大约有罗德岛的大小，最终都变成了砂岩。即使到今天，陨石坑也可能位于几公里深的地方。

这就是新研究工作所构想的场景。研究人员还没有发现陨石坑本身，但他们已经确定了一系列约 31 个较小的陨石坑，每个陨石坑都不比美国足球场宽。这些“次要”陨石坑是由撞击时喷散出的巨石形成的，撞击距离最远可达 200 公里。这是第一次在地球上发现二级陨石坑场——常见于包括月球在内的其他行星体上。

“这是一个了不起的发现，”普渡大学的行星科学家布兰登.约翰逊说，他与这项研究无关。 “他们工作严谨，我深信不疑。”他补充说，陨石坑场有 60 个尚未确认的候选孔洞，有可能代表地球上已知陨石坑的 40%。

该团队由路德维希大学的地质学家托马斯·肯克曼领导，并于 2017 年在怀俄明州西部落基山脉脚下首次发现了这些微型陨石坑，在大提顿国家公园附近的绵羊山东北侧。在这些凹陷底部裂缝中发现的石英颗粒，通常是只能由宇宙小行星撞击产生的冲击标志。它们最初让科学家们相信——陨石坑场是由一颗在地球大气层中裂解的小行星碎片形成的。

但该团队很快在更远的陨石坑中发现了更多的冲击石英——超出了单个小行星碎片所能覆盖的距离。更奇怪的是，陨石坑缺乏与当地地质无关的岩石或金属证据，正如所料是天外陨石那样。

为了寻找其他解释，肯克曼和他的同事观察到许多陨石坑是椭圆形的。这对于来自太空的撞击来说是闻所未闻的，因为它们的速度，即使它们以斜角撞击，它们也往往会打出圆形孔。就像犯罪现场的血溅一地，这些椭圆的轴投射回一个共同点。

陨石坑的图案类似于月球上大陨石坑周围小陨石坑的射线和条纹，比如第谷。研究人员本月在美国地质学会公报上总结说，它们提供了明确的证据表明地球上可能存在这种地层。

伦敦帝国理工学院的行星科学家加雷斯·柯林斯说，这项“令人信服”的研究也提出了许多问题，为什么在地球上的其他小行星撞击周围没有发现二级陨石坑？他说：“这次撞击有什么特别之处？”

直到现在，许多地质学家都认为地球厚厚的大气层只会裂解或烧毁喷散出的巨石，从而阻止一个显着的陨石坑。但很难确定大气是问题所在，因为风和水的侵蚀力可以在几十年内抹去这些较小的特征，肯克曼说，地球善于遮盖它的伤痕。

然而，古代怀俄明州现象还有其他可能。这些小空洞是由宽达 8 米的巨石以三倍音速下落形成的，其中包含最初由湿沙形成的石英颗粒——这表明巨石坠入了某种安静的泻湖。陨石坑很快就被数百米厚的淤泥掩埋，在 2 亿年的时间里变成了页岩。直到大约 7500 万年前落基山脉的诞生，这些化石陨石坑才被挖掘出来。

在地面弹射出这些巨石将是毁灭性的。 “冲击波穿过大气层，摧毁一切，”肯克曼说。 “没有什么能幸免于难。”研究小组检查的几个洼地有岩石融化的迹象。仅巨石本身无法产生熔化岩石所需的极端高温和压力，相反，熔体可能来自沿着巨石弧形路径的汽化岩石羽流。

如果研究人员找到他们预期的主要陨石坑，它将成为美国已知最大的陨石坑之一。但与墨西哥海岸形成180公里宽的希克苏鲁伯陨石坑的小行星相比，它仍然相形见绌，后者在 6600 万年前消灭了恐龙。也许怀俄明州的影响改变了几年的气候。但是没有与这段时间相关的重大灭绝事件。 “这是一场毁灭性的事件，但仍然是区域性的。

doi: 10.1126/science.ada1386

相关标签: 地学

关于作者：保罗·沃森 是一名负责地球和行星科学的特约撰稿人。

免责声明：本系列新闻来自《Science》，本网  站翻译并作汉化版校正，以便于读者了解最新科学动态