中國東北發(fā)現(xiàn)世界首個位于山脊上的隕石撞擊坑

近日，英文國際學(xué)術(shù)期刊《極端條件下的物質(zhì)與輻射》發(fā)表了一項(xiàng)新的研究成果：北京高壓科學(xué)研究中心陳鳴研究員團(tuán)隊(duì)在中國東北的長白山脈山區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個新的隕石撞擊坑。這一撞擊坑被命名為海林撞擊坑，直徑達(dá)1360米，是我國境內(nèi)第四個被發(fā)現(xiàn)的撞擊坑，也是世界首個被確認(rèn)的位于山脊上的撞擊坑。

圖1. 海林撞擊坑影像圖（圖片來自《極端條件下的物質(zhì)與輻射》）

陳鳴研究員團(tuán)隊(duì)利用衛(wèi)星影像和區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)來確定潛在的撞擊坑位置。通過現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)樣品分析，他們發(fā)現(xiàn)具有面狀變形構(gòu)造的石英顆粒——隕石撞擊所產(chǎn)生的巨大沖擊會導(dǎo)致石英顆粒內(nèi)部發(fā)生晶格畸變和局域相變，也是確認(rèn)撞擊坑的決定性證據(jù)。由于隕石撞擊所形成的地形地貌以及當(dāng)?shù)氐膸r相學(xué)特征都可以通過地球上其他的地質(zhì)過程形成，這也是撞擊坑難以被辨別的原因。

圖2. 光學(xué)顯微鏡下石英的面狀變形構(gòu)造（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

地質(zhì)數(shù)據(jù)顯示，海林撞擊坑所在的長白山脈地形是在過去2000萬年間逐漸形成的。這次撞擊事件可能發(fā)生在新生代晚期（距今幾十萬年前），當(dāng)時山脊已經(jīng)形成。如果這次撞擊發(fā)生在茂密的森林中，可能會造成廣泛的破壞。這種級別的撞擊事件不亞于核爆炸，能對周圍環(huán)境造成重大破壞，海林撞擊坑及其他中國境內(nèi)撞擊坑的發(fā)現(xiàn)表明，未來地球上仍可能發(fā)生如此規(guī)模的隕石撞擊。

圖3. 隕石撞擊產(chǎn)生的地震沖擊在湖中激起巨大的波浪（圖片來自BBC）

在本世紀(jì)之前，中國境內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)任何隕石撞擊坑，2009年陳鳴團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了位于遼寧省的岫巖撞擊坑，直至目前，海林撞擊坑也不過是第四個。而海林撞擊坑所處的特殊地形又使該發(fā)現(xiàn)更顯重要。由于地球山脈的復(fù)雜地質(zhì)過程和演化歷史，該地區(qū)的撞擊坑很少被發(fā)現(xiàn)。海林撞擊坑獨(dú)特的橢圓形狀歸因于當(dāng)?shù)氐匦蔚挠绊懀?strong>為研究山地撞擊坑的形成提供了寶貴的見解。相較于在平原地區(qū)發(fā)現(xiàn)的撞擊坑，山地撞擊坑發(fā)現(xiàn)難度更大。這是因?yàn)樯降氐匦螐?fù)雜，多變的地質(zhì)過程和植被覆蓋使得撞擊坑的識別和確認(rèn)變得更加困難。在這樣的環(huán)境中進(jìn)行研究需要更多的技術(shù)手段和野外調(diào)查，工作量巨大且充滿挑戰(zhàn)。陳鳴研究員團(tuán)隊(duì)的這一發(fā)現(xiàn)，體現(xiàn)了他們在艱難條件下卓越的科學(xué)探索精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度。

圖4. 陳鳴研究員在野外調(diào)研

在我國東北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的四個隕石撞擊坑中，海林撞擊坑以1360米的直徑位列第四。其他三個撞擊坑分別是遼寧省鞍山市的岫巖撞擊坑、黑龍江省哈爾濱市依蘭縣的依蘭撞擊坑與吉林省通化市白雞峰撞擊坑。

圖5. 全球已證實(shí)的隕石坑（紅色圓圈）分布圖（數(shù)據(jù)來源為The Planetary and Space Science Centre），圓圈大小指示隕石坑直徑

陳鳴研究員此前在隕石撞擊研究領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和卓越的成果。他的研究不僅限于隕石撞擊坑，還涉及地球的地質(zhì)演化和行星科學(xué)。陳研究員曾參與多個國際科研項(xiàng)目，并在頂級學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表多篇論文，為推進(jìn)隕石撞擊及其環(huán)境影響的科學(xué)理解做出了重要貢獻(xiàn)。

撞擊坑研究在地質(zhì)學(xué)和行星科學(xué)領(lǐng)域具有重要意義。隕石撞擊坑不僅記錄了地球表面的重大歷史事件，還能提供有關(guān)地球及其他行星表面地質(zhì)過程的信息。通過研究這些撞擊坑，科學(xué)家們可以了解隕石撞擊事件對地質(zhì)和環(huán)境的影響，揭示地球及其他行星的演化歷史。此外，撞擊坑還可能成為探索地球深部結(jié)構(gòu)和礦產(chǎn)資源的新途徑。陳鳴研究員團(tuán)隊(duì)計劃進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)鉆探，以探索撞擊坑的深層結(jié)構(gòu)和演化歷史，從而推進(jìn)我們對這種罕見而重要的撞擊事件的理解。

圖6. 墨西哥著名的天坑-一個覆蓋著石灰石的隕石撞擊坑

陳鳴研究員表示：“發(fā)現(xiàn)海林撞擊坑不僅為我們提供了研究隕石撞擊過程的珍貴樣本，也為揭示地球地質(zhì)演化提供了新的視角。我們希望通過進(jìn)一步的研究，能夠更深入地理解這種自然現(xiàn)象及其對地球環(huán)境的影響。”

作者：羅業(yè)鑫、李少林（上海科技館天文研究中心）

鳴謝：陳鳴研究員（北京高壓科學(xué)研究中心）

編輯：大頭

審核：水仙

圖源：已在文中標(biāo)注