怎么撞到的?1000米厚冰层下发现陨石坑,中央隆起直径超31公里

由于地理位置偏远,且终年冰雪覆盖,人类对格陵兰岛的科学探索被耽误了好几个世纪。不过,最近关于格陵兰岛的多项研究结果引人注目,其中地质学家发现在冰盖下近一公里的地方存在着大型陨石撞击地球的证据,这一结果引发地球科学家们的震惊。研究结果发表于Science Advances。

人类对格陵兰岛的探索从上世纪刚刚起步。20世纪中期,钻孔技术和雷达探测设备的出现帮助我们对格陵兰冰下特征的探索发展到一个相对较新的阶段;20世纪70年代,研究人员开始了对格陵兰冰盖进行的机载雷达探测;20世纪90年代中期开始,广泛的机载雷达探测器揭示了格陵兰冰盖下方隐藏的景观,并阐明了其现有河床地形的形成过程和相关事件,揭示了晚更新世(第四纪中更新世的最后阶段)和全新世冰盖本身的历史。

而此次最新发现的证据是一个直径达31公里的巨大撞击坑。这个巨型陨石坑是迄今为止在冰盖下方发现的第一个陨石坑,在地球上已知的陨石坑中面积排名第25。其升高的边缘横切冰层下的水流通道,而中央则因腐蚀而隆起。

陨石坑最初发现于2015年7月。冰川雷达技术可以使用雷达来观察冰层(类似于地面穿透雷达),并在冰盖或冰川下建立地面地形图,这有助于冰川学家测量冰的厚度,反过来又有助于估算由于全球变暖导致的冰融化。在分析了1997年至2014年间美国宇航局(NASA)北极区域气候评估结果和冰山行动计划研究人员收集的超过十年的雷达探测数据后,科学家注意到冰川下面的一个巨的大圆形凹陷,即陨石坑。

因此,一支大型国际地质学家团队于2016年5月对该地区进行了更详细的勘察,并使用由堪萨斯大学开发的最先进的雷达拍摄了大量照片。他们在冰川上以网格模式地毯式飞行,进行了多次观测,累积花费三年时间才验证了这一发现。在大多数情况下,从飞机上无法直接观测到陨石坑的存在,只有当飞得足够高时才可以看到冰盖边缘的圆形结构,但此前从来没有人会思考过那个半圆形特征的结构究竟是什么…

使用低太阳角拍摄的卫星图像突出了冰盖地形中的丘陵和山谷,可以在这些图像中看到整个火山口状的圆圈。雷达技术则以惊人的细节捕获到陨石坑的众多细节,包括外缘和中央隆起。

从陨石坑冲刷出来的冰川沉积物可以对撞击陨石的成分进行分析。地球化学分析结果显示,撞击物是一颗富含铁元素的小行星,沉积物中还包含石英(通常在撞击地点发现)和玻璃,这是由基岩中的二氧化硅通过强烈的冲击热产生,也是形成撞击过程的重要证据。

目前,对陨石坑年龄的估计还很难准确进行,但有确凿的证据证明它发生在格陵兰被冰覆盖之前。如此看来,最久远可以追溯到大约300万年前,而最近则可能就发生在12000年前左右,即上一个冰河时代结束时。但这仅仅是可能,陨石撞击也可能发生在格陵兰岛被冰覆盖后,并因此而导致格陵兰岛上大量冰雪融化,消融的冰水向南流向大气气候系统的敏感点。

撞击时间的不确定性意味着我们无法对这次撞击产生的影响进行评估。研究人员表示,下一步研究将是恢复可能由于撞击造成的附近碎片,以及克服从冰层和陨石坑中因冲击过程而熔化的物质中回收材料的难题。研究人员兴奋地表示,作为一名科学家,有机会做出如此重大的发现并开辟一个全新的研究领域是非常有价值的。

参考文献:

[1] KurtH.Kjær1, Nicolaj K. et al. LarsenA large impact crater beneath Hiawatha Glacier in northwest Greenland, Science Advances, 2018:Vol. 4, no. 11, eaar8173.

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