一颗在30亿年前撞击地球的陨石,留下了被研究人员称为“铁证”的痕迹。科学家据此确认,澳大利亚一处偏远地区保存着目前已知全球最古老的撞击坑遗迹。这一事件的记录保存在西澳大利亚皮尔巴拉地区的古老岩石中。撞击发生在太古宙,当时距今约40亿年至25亿年之间,地球板块构造刚开始形成,早期生命也正在出现。
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为确定这一事件的准确年代,科廷大学研究人员分析了名为“震裂锥”的罕见地质构造。这些构造位于被称为“北极穹顶陨石坑”的区域。相关成果已发表于《地质学》期刊。
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他说:“像这样能够保存深时信息、让我们回望地球形成过程的地方非常少见。这正是它们如此特别的原因。”研究结果显示,北极穹顶陨石坑的年代早于亚拉布巴陨石坑。后者同样位于西澳大利亚,此前一直被认为是全球最古老的撞击坑,年代约为22亿年。
研究人员采用了两种独立方法来确定这次陨石撞击发生的时间。首先,他们分析了嵌在玄武岩中的锆石“细小闪电状”结构的年龄。陨石撞击产生的强烈高温使微小锆石颗粒发生再结晶,形成分叉的异常骨架状图案。这类结构通常只在月球撞击坑中发现。
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研究人员使用一种由澳大利亚设计的仪器——高灵敏高分辨率离子探针——测定这些锆石晶体的年龄,结果显示,这种由冲击引发的形态变化发生在约30亿年前。科学家还分析了磷灰石的年龄。磷灰石是一种磷酸钙矿物,生长于撞击后由高温和热液作用形成的岩石裂缝中。分析结果得出了相近结论。
柯克兰说,陨石撞击地球时,地球与今天截然不同。当时地球大体上还是一个“水世界”,只有少量地壳露出水面。太阳比现在更暗,月球距离地球更近,早期生命则以叠层石的形式存在。叠层石是一类类似藻类的蓝细菌构造。
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麦考瑞大学地球化学家布鲁斯·谢弗副教授表示,在太古宙时期,地球持续遭受陨石“猛烈轰击”。这些撞击在月球表面的陨石坑中至今仍可见,但地球陆地上的相关痕迹大多已被侵蚀、俯冲和板块构造过程抹去。
谢弗并未参与这项研究。他说:“能够在地球上找到这些同类撞击事件的证据,确实令人兴奋。我们知道这类事情一定发生过,但真正看到它、亲手触及它,意义非常重大。”他还表示,研究人员利用撞击导致的锆石再结晶和磷灰石生长这两条线索,巧妙结合了创新技术,层层还原了当时发生的过程。
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“这就像一部真正的侦探故事。”他说,“这两种矿物在同一时间被重置,这一点构成了极有力的证据,说明这就是那次事件发生的年代。如果要说有什么是‘铁证’,那就是磷灰石和锆石结合在一起所提供的证据。”
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