这是一个与小行星有关的激动人心的时期,不仅仅是因为 NASA 的 DART 任务故意将一艘航天器撞向一颗小行星。一颗古老的天外来客也将再次受到关注。
位于现今南非约翰内斯堡市附近的弗里德福特陨石坑直径约为 62 英里(100 公里),是 地球上最大、最古老已知撞击坑。 大约 20 亿年前,一颗撞击物(很可能是一颗小行星)高速冲向地球,撞击后不久形成了这个直径估计为 111 至 186 英里(180 至 300 公里)的巨大地坑。本周发表在《地球物理学研究杂志》上的一项研究发现,该撞击物可能比之前估计的更大。如果属实,这块飞来的岩石将对整个地球造成毁灭性的后果。
这项新研究将使科学家们能够更好地模拟地球和其他行星上的撞击事件。“了解我们地球上最大的撞击结构至关重要,”该论文的第一作者、约翰霍普金斯大学的博士生 Natalie Allen 在一份新闻稿中 说道。 “能够获取弗里德福特陨石坑这样的结构提供的信息,是检验我们模型和地质证据理解的绝佳机会,从而让我们能更好地理解地球及其以外的撞击事件。”
在过去的 20 亿年里,弗里德福特陨石坑已经遭到侵蚀,这使得科学家们难以准确估算撞击时陨石坑的大小,更不用说造成陨石坑的撞击物的大小和速度了。研究小组进行了模拟,以匹配陨石坑的更新大小。他们的结果表明,撞击物必须更大:直径约 12 至 15 英里(20 至 25 公里),速度约为每小时 33,500 至 44,000 英里(每秒 15 至 20 公里)。
这些新发现表明,它有可能比 6600 万年前撞击并导致大多数恐龙灭绝,并形成墨西哥 奇克苏鲁伯陨石坑 的小行星更大。除了这次大规模灭绝,撞击后地球还遭受了重大影响,包括大范围的森林火灾、酸雨和臭氧层破坏。
如果弗里德福特陨石坑是由一个比形成奇克苏鲁伯陨石坑的撞击物更大、速度更快的撞击物形成的,那么弗里德福特撞击可能造成了更具灾难性的全球性后果。
“与奇克苏鲁伯撞击不同,弗里德福特撞击没有留下大规模灭绝或森林火灾的记录,因为 20 亿年前只有单细胞生命体,不存在树木,”罗切斯特大学地球与环境科学助理教授 Miki Nakajima 在一份新闻稿中 表示。 “然而,这次撞击可能比奇克苏鲁伯撞击对全球气候造成了更广泛的影响。”
Nakajima 补充说,弗里德福特撞击产生的尘埃和小颗粒可能 spread across the planet 阻挡了阳光,冷却了地球表面。“这可能对光合作用生物造成了毁灭性的影响,”他说。“当尘埃和气溶胶沉降后——这个过程可能需要几小时到十年不等——撞击释放的二氧化碳等温室气体可能会在很长一段时间内将全球温度提高几度。”
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先前对这次事件的研究确定,撞击物的物质被抛射到远至今日俄罗斯的卡累利阿。利用一个新的模型,研究小组确定含有卡累利阿的陆地质量在撞击时距离南非的陨石坑仅约 1,200 至 1,500 英里(2,000 至 2,500 公里),远近于今天这两个地区约 6,176 英里(9,940 公里)的距离。
“要确定很久以前陆地的位置非常困难,”Allen 说。 “目前最好的模拟可以回溯大约十亿年,随着时间越久远,不确定性就越大。澄清像这样的喷射物(小行星抛出的物质)层测绘等证据,可能有助于研究人员检验他们的模型,并帮助完整地了解过去。”