近100萬年最大的隕石撞擊事件？

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綜合編譯：賀柏翔

校對：牧夫天文校對組

后期：王啟儒

責任編輯：王啟儒

亞利桑那州的的巴林杰隕石坑，形成至今約5萬年，是地球上保存最完好的撞擊坑。相比之下，像哈薩克斯坦的扎曼辛撞擊坑這樣古老的撞擊遺跡，保存狀況要差得多。由于它形成于近100萬年前，要準確測定其真實大小并不容易。最新研究表明，扎曼辛撞擊坑的實際規(guī)?？赡鼙却饲罢J為的大兩倍，其造成的破壞力也可能強得多。

來源：NASA

地球的演化歷史，以及地球上生命的發(fā)展過程，始終深受撞擊事件影響?？茖W家早已發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模撞擊往往會伴隨明顯的環(huán)境變化，甚至可能改寫地球的氣候格局。不過，年代越久遠，要把撞擊、氣候與生物變化一一對應起來，就越困難。

其中一個重要原因是，地球上的撞擊坑很難長期完整保存。時間一久，侵蝕、沉積和地貌改造便會不斷抹去撞擊留下的痕跡。撞擊體的大小、速度、成分和入射角度，也都會影響撞擊坑最終呈現(xiàn)出的形態(tài)。因此，科學家往往難以僅憑今天所見的遺跡，準確判斷當年撞擊究竟有多強。而撞擊能量，恰恰是理解這類事件如何影響地球環(huán)境和生命演化的關(guān)鍵。

位于哈薩克斯坦的扎曼辛（Zhamanshin）撞擊坑，科學家們認為是地球近一百萬年來最年輕、保存最完好的大型撞擊遺跡之一。它形成于大約90萬年前的更新世。長期以來，科學界普遍認為，這次撞擊雖然可能曾引發(fā)類似“核冬天”的環(huán)境效應，但還不足以導致一次大滅絕。而支撐這一判斷的重要依據(jù)之一，就是人們通常認為這座撞擊坑的直徑只有約14千米。

位于哈薩克斯坦的扎曼辛撞擊坑

來源：PSJ

但最新研究提出，這個數(shù)字很可能被低估了。研究人員利用高分辨率地形數(shù)據(jù)重新分析后認為，扎曼辛形成的實際撞擊結(jié)構(gòu)直徑可能達到約26.5千米，至少是此前估計值的兩倍。換句話說，我們或許一直低估了這次撞擊的真實規(guī)模。

撞擊坑的尺度之所以重要，是因為它與撞擊能量直接相關(guān)。如果扎曼辛的實際大小確實比原先估計大出一倍，那么它釋放的能量就不會只是簡單翻倍，而可能增加到原來的7到10倍。研究人員估算，在目前公認的撞擊參數(shù)范圍內(nèi)，這樣一次撞擊釋放的動能可超過24萬兆噸TNT當量。相比之下，第二次世界大戰(zhàn)中兩枚原子彈的總爆炸威力也不過約35千噸。

若按這樣的能級來看，扎曼辛就可能不應再被視作一次“影響有限”的撞擊事件，而應與地球歷史上那些足以擾動全球氣候的重大爆發(fā)相提并論，例如黃石火山的超級噴發(fā)。也就是說，它對當時地球環(huán)境的影響，可能遠比過去設想的更強。

上排顯示的是主撞擊坑周邊區(qū)域若干小型隆起的測量結(jié)果；中排顯示的是不同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)擬合方案；下排顯示的是最終得到的外環(huán)判定結(jié)果。

來源：PSJ

研究團隊認為，必須重新審視扎曼辛，還有一個重要原因：它發(fā)生的時間點非常特殊。大約90萬年前，正值中更新世轉(zhuǎn)型期前后，地球冰川節(jié)律和氣候系統(tǒng)都在發(fā)生顯著變化。扎曼辛撞擊與這些變化之間是否存在聯(lián)系，目前還沒有直接的因果證據(jù)，但正因為時間上高度接近，它值得被重新納入討論。

那么，為什么扎曼辛的規(guī)模會長期被低估？

一個重要原因是，它外圍更大的地貌結(jié)構(gòu)并不容易在地表直接辨認。此前研究已經(jīng)表明，這座撞擊坑在形成后經(jīng)歷了明顯的侵蝕改造。同時，其周邊還覆蓋著大范圍黃土沉積，進一步削弱了地形起伏，使外部輪廓更加模糊。附近區(qū)域的水流改造作用，也可能讓撞擊結(jié)構(gòu)的整體邊界變得更難識別。

這是目前分辨率最高的扎曼辛撞擊區(qū)地形圖，紅色虛線表示研究人員推測的撞擊坑外環(huán)位置。

來源：PSJ

如果扎曼辛真的比原先認為的更大、更強，那么它可能就不只是一次局部地質(zhì)事件，而是一場足以影響區(qū)域環(huán)境、甚至牽動更大尺度氣候與生態(tài)變化的重要事件。只是到目前為止，撞擊之后的環(huán)境效應究竟持續(xù)了多久，是否足以對植物、動物乃至更廣泛的生物系統(tǒng)造成顯著影響，仍然沒有定論。

研究人員認為，下一步可以從那個時期的氣候記錄中尋找更多線索，例如分析花粉、孢子以及化石浮游生物，看看是否能夠捕捉到撞擊之后的生態(tài)響應。對過去一百萬年地球撞擊記錄的重新梳理，不僅有助于理解地球環(huán)境和生命系統(tǒng)的演化，也與今天關(guān)于地球行星防護的科學目標密切相關(guān)。

扎曼辛撞擊坑地形模型的斜視圖。紅色實線表示內(nèi)環(huán)范圍，直徑約12.5km；紅色虛線表示研究人員推測的外環(huán)范圍，直徑約26.4-26.8km。

來源：PSJ

當然，這項研究目前仍只是初步成果。作者也強調(diào)，還需要更多區(qū)域性的地球物理調(diào)查，才能進一步確認扎曼辛的真實范圍及其形成機制。不過，如果這種分析方法最終被證明可靠，它的意義就不會局限于地球。因為一旦我們能夠更準確地識別古老撞擊結(jié)構(gòu)的真實尺度，也就能更好地理解火星等其他行星上的類似遺跡。

從這個意義上說，對扎曼辛的重新認識，也許不僅是在修正一座撞擊坑的大小，更是在重新評估一次古老撞擊在地球歷史中的真正分量。

——The End——

『天文濕刻』 牧夫出品

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火星上的笑臉隕石坑

Credit：NASA

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