50公里巨型小行星,32亿年前撞上地球

尽管科学家们以前就猜想古代地球曾经遭受重大的撞击,而且强度要远高于6500万年前消灭了恐龙的那次,现在一项新的研究终于能够揭示出32.6亿年前这样一次灾难性事件的力量和规模。科学家们认为那次撞击造就了南非巴伯顿绿石带地区的地质特征,甚至可能改变了板块运动的面貌。研究论文已经被美国地球物理联盟的期刊《地球化学、地球物理、地球系统》(Geochemistry, Geophysics, Geosystems)接受。

庞大的不速之客——37至58千米宽——以每秒20公里的速度撞上地球。超过10.8级地震的震动推动震波穿透地球几百千米,破坏了岩石结构,引发了其他的大地震。几千米深的海啸——远超近期由地震引发的海啸——横扫当时覆盖大部分地表的海洋。

“我们之前就知道它很大,但不知道到底有多大。”这次研究的作者之一、斯坦福大学地质学家唐纳德•劳(Donald Lowe)谈及那颗小行星时说。

杀死了恐龙的小行星

被认为杀死了恐龙的小行星及其撞击坑的大小,以及32.6亿年前撞击地球的小行星及其撞击坑的大小。一项新的研究揭示出约32.6亿年前那次撞击事件的力量和规模。科学家认为那次撞击形成了南非巴伯顿绿石带地区的地质特征。

十几年前,劳发现巴伯顿绿石带的岩石构造蕴含着一些值得注意的信息。他认为它们的结构很像是小行星撞击形成的。劳说,最新的研究第一次为小行星的大小及其对地球造成的影响建立了模型,而影响之一是,可能促成现代板块构造系统在那个区域形成。

这次研究是科学家们第一次以这种方式描绘出超过30亿年之前的撞击,劳补充道,也很有可能是首先将地球演化史上那个时期的撞击建模的研究之一。

撞击对地表环境来说是灾难性的。杀死恐龙的那次小行星估计释放出的能量都已经超过了广岛和长崎原子弹的10亿倍。而刚刚为人所知的那次更加古老的撞击释放的能量还要大得多,专家们说。

当时的天空必然一片红热,大气中充满了尘土,海洋的上层已经沸腾,研究者们说。撞击将气化的岩石送入大气层。它们在环绕全球的过程中凝结成小液滴,然后固化并落回地面。

那次撞击可能是科学家们认为发生在“重轰炸晚期”末尾的几次重大小行星撞击之一。“重轰炸晚期”是地球早期历史上一段遭受碰撞的重要时期,大约在30亿至40亿年之前。

这些小行星的着陆地点有很多都已经被风化、板块运动和地球演化中的其他力量所破坏,但是地质学家们在南非、澳大利亚西部发现一些地区还保存着32.3亿至34.7亿年前发生的撞击的很多证据。研究的合作者们认为那颗小行星击中了距离巴伯顿绿石带附近几千千米的地方,尽管他们还无法准确定位。

“我们没法直接找到撞击地点。为了更透彻地理解撞击的规模及其影响,我们需要这样的研究。”劳说。科学家们必须利用这些撞击的地质学证据,来拼凑出地球在那段时间的遭遇,他说。

这次研究的发现对于理解早期地球以及地球的形成具有重要意义。据论文的合作者介绍,那次撞击可能破坏了板块以及早期地球特有的构造体制,使更加现代的板块构造系统开始形成。

地球遭受的那次击打“远比任何一次普通的地震强烈”,研究的合作者、斯坦福大学物理学家诺曼•斯里普(Norman Sleep)说。他利用物理、模型、巴伯顿绿石带结构方面的知识、地震以及地球和月球遭遇的其他小行星撞击来计算那颗小行星造成的震动的强度和历时。利用这些信息,斯里普重现了震波如何从撞击地点传到了巴伯顿绿石带,并形成了这些地质特征。

论文研究了在巴伯顿发现的地质证据。这些证据表明,那颗小行星“远大于最近10亿年里的任何东西”,印第安纳州西拉法叶市普度大学的教授杰伊•麦勒什(Jay Melosh)说。他并没有参与这次研究。

巴伯顿绿石带是一片100千米长、60千米宽的地区,位于约翰内斯堡以东靠近斯威士兰边界的地方。那里有一些地球上最古老的岩石。

模型为科学家们在巴伯顿绿石带发现的岩石构造与地壳断裂提供了证据,加利福尼亚大学洛杉矶分校的地质学家弗兰科•凯特(Frank Kyte)说。他也没有参与这次研究。

“这为撞击可能造成了这种重大构造变化的观点提供了有力的支持。”他说。

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