作者:劉強(中國科學院地質與地球物理研究所)
張林(武漢市第45中學)
在加拿大新不倫瑞克大學(University of New Brunswick)行星與空間科學中心(PASSC)發布的國際同行認可的《地球撞擊資料庫》(Earth Impact Database)中,北美洲有60個已經確認的撞擊坑,其中加拿大31個,美國28個,墨西哥1個。在這60個隕石坑中,年齡最老(撞擊年齡約18.5億年)並且規模最大的是加拿大的薩德伯裡隕石坑(Sudbury structure,原始直徑約250km)。
北美洲已經確認的隕石坑分布圖
下表按照撞擊坑所在的國別和英文名字順序列出了這60個撞擊坑的基本信息。對於風化後或者埋藏的撞擊坑,表中標出的直徑是原始坑緣直徑的估計值,可能與現在的表面特徵並不對應。
加拿大
隕石坑名字
位置
直徑
(km)
撞擊年齡
(Ma)
地理坐標
Brent
安大略省
3.8
396±20
46°5′N
78°29′W
Carswell
薩斯喀徹溫省
39
115±10
58°27′N
109°30′W
Charlevoix
魁北克省
54
342±15
47°32′N
70°18′W
Couture
魁北克省
8
430±25
60°8′N
75°20′W
Deep Bay
薩斯喀徹溫省
13
99±4
56°24′N
102°59′W
Eagle Butte
艾伯塔省
10
<65
49°42′N
110°30′W
Elbow
薩斯喀徹溫省
8
395±25
50°59′N
106°43′W
Gow
薩斯喀徹溫省
4
<250
56°27′N
104°29′W
Haughton
努納武特得文島
23
39
75°23′N
89°40′W
Holleford
安大略省
2.35
550±100
44°28′N
76°38′W
Île Rouleau
魁北克省
4
<300
50°41′N
73°53′W
La Moinerie
魁北克省
8
400±50
57°26′N
66°37′W
Lac à l'Eau Claire Est
(Clearwater East)
魁北克省
26
290±20
56°04′N
74°06′W
Lac à l'Eau Claire Ouest
(Clearwater West)
魁北克省
36
290±20
56°13′N
74°30′W
Manicouagan
魁北克省
100
214±1
51°23′N
68°42′W
Maple Creek
薩斯喀徹溫省
6
<75
49°48′N
109°6′W
Mistastin
拉布拉多
28
36.4±4
55°53′N
63°18′W
Montagnais
新斯科舍省
45
50.50±0.76
42°53′N
64°13′W
Nicholson
西北地區
12.5
<400
62°40′N
102°41′W
Pilot
西北地區
6
445±2
60°17′N
111°0′W
Pingualuit
(Chubb and Nouveau-Québec)
魁北克省
3.44
1.4±0.1
61°17′N
73°40′W
Presqu'île
魁北克省
24
<500
49°43′N
74°48′W
Tunnunik
西北地區
25
~130-350
72°28′N
113°56′W[2]
Saint Martin
馬尼託巴省
40
220±32
51°47′N
98°32′W
Slate Islands
安大略省
30
~450
48°40′N
87°0′W
Steen River
艾伯塔省
25
91±7
59°30′N
117°38′W
Sudbury
安大略省
250
1850±3
46°36′N
81°11′W
Viewfield
薩斯喀徹溫省
2.5
190±20
49°35′N
103°4′W
Wanapitei
安大略省
7.5
37.2±1.2
46°45′N
80°45′W
West Hawk
馬尼託巴省
2.44
351±20
49°46′N
95°11′W
墨西哥
Chicxulub
尤卡坦半島
170
64.98±0.05
21°20′N
89°30′W
美國
Ames
俄克拉荷馬州
16
470±30
36°15′N
98°12′W
Avak
阿拉斯加州
12
<95
71°15′N
156°30′W
Barringer
亞利桑那州
1.19
0.049±0.003
35°2′N
111°1′W
Beaverhead
愛達荷州,蒙大拿州
60
600
44°15′N
114°0′W
Calvin
密西根州
8.5
450±10
41°50′N
85°57′W
Chesapeake Bay
維吉尼亞州
90
35.5±0.3
37°17′N
76°1′W
Cloud Creek
懷俄明州
7
190±30
43°7′N
106°45′W
Crooked Creek
密蘇裡州
7
320±80
37°50′N
91°23′W
Decaturville
密蘇裡州
6
<300
37°54′N
92°43′W
Des Plaines
伊利諾斯州
8
<280
42°3′N
87°52′W
Flynn Creek
田納西州
3.8
360±20
36°17′N
85°40′W
Glasford
伊利諾斯州
4
<430
40°36′N
89°47′W
Glover Bluff
威斯康星州
8
<500
43°58′N
89°32′W
Haviland
堪薩斯州
0.015
<0.001
37°35′N
99°10′W
Kentland
印地安那州
13
<97
40°45′N
87°24′W
Manson
愛荷華州
35
73.8±0.3
42°35′N
94°33′W
Marquez
德克薩斯州
12.7
58±2
31°17′N
96°18′W
Middlesboro
肯塔基州
6
<300
36°37′N
83°44′W
Newporte
北達科他州
3.2
<500
48°58′N
101°58′W
Odessa
德克薩斯州
0.168
<0.050
31°45′N
102°29′W
Red Wing
北達科他州
9
200±25
47°36′N
103°33′W
Rock Elm
威斯康星州
6
<505
44°43′N
92°14′W
Santa Fe
新墨西哥州
6-13
<1200
35°45′N
105°56′W
Serpent Mound
俄亥俄州
8
<320
39°2′N
83°24′W
Sierra Madera
德克薩斯州
13
<100
30°36′N
102°55′W
Upheaval Dome
猶他州
10
<170
38°26′N
109°56′W
Wells Creek
田納西州
12
200±100
36°23′N
87°40′W
Wetumpka
阿拉巴馬州
7.6
~83
32°31′N
86°10′W
為了讓大家更好地認識了解這些隕石撞擊坑的形態和特點,下面將針對每一個隕石坑進行更詳細的解讀。
加拿大境內31個已確認隕石坑分布圖
Brent隕石坑位於加拿大安大略省東北部Nipissing District,北亞崗昆省級公園(Northern Algonquin Provincial Park)的Cedar Lake的北邊。這個隕石坑的名字來自於附近的村子Brent。隕石坑的直徑約為3.8km,撞擊年齡估計是453Ma。
Brent隕石坑在安大略省的地理位置
在該地由「考古和歷史遺址委員會」所立的一塊指示牌上面寫著:「Brent Crater最開始是1951年從航空照片中辨認出來的,該坑是一個直徑約2英裡的環狀凹陷,形成於前寒武紀結晶巖石中。地球物理探測和金剛石鑽探勘查顯示這個坑深度約1400英尺,但部分被900英尺厚的沉積巖石所充填。坑底以下2000英尺深度的巖石被完全震碎。與New Quebec (Chubb) crater類似,Brent crater的產生也歸於一個巨大的隕石高速撞擊。據計算,撞擊釋放的能量相當於約250兆噸的TNT爆炸,撞擊出現在450Ma前,當時這個地區很可能還是一片淺海。
Brent隕石坑的全景
在隕石坑內有兩個小湖,Gilmour和Tecumseh,它們的湖水含有重碳酸根離子,而不是像大多數亞崗昆公園(Algonquin Park)裡的湖泊一樣是酸性的。
Carswell隕石坑位於加拿大薩斯喀徹溫省,位於北部加拿大地盾的阿薩巴斯卡盆地內(Athabasca Basin)。該隕石坑的直徑約為39km,形成年齡估計在115±10Ma,隕石坑暴露在地表。
Carswell隕石坑在加拿大薩斯喀徹溫省的地理位置
加拿大薩斯喀徹溫省的Carswell隕石坑
在隕石坑的北部,坑緣通過一系列的低矮山丘可以看出來,在南部則通過Douglas River的流線揭示出來。Carswell Lake (圖中上部右邊)切入了隕石坑。
Charlevoix隕石坑位於加拿大魁北克省的沙勒沃伊地區(Charlevoix region),它是一個受到侵蝕的巨大撞擊坑,只有部分暴露在地表,其他部分則被聖勞倫斯河(Saint Lawrence River)所掩埋了。原始的隕石坑直徑估計有54km,年齡估計在342±15Ma。撞擊體可能是一個石質小行星,直徑至少有2km,重量估計約為150億噸。Montdes Éboulements位於隕石坑的中心部位,被當作撞擊後坑底回彈形成的中央抬升部分。這個隕石坑可劃分為具有中央抬升的多環盆地。這個隕石坑第一次被確認是在1965年發現了許多震裂錐,其他的撞擊證據包括石英和長石顆粒中的擊變面狀頁理。與周圍陡峭嶙峋的勞倫山脈相反,隕石坑相對平坦,有利於人口生活,現在Charlevoix地區90%的人口居住在這個隕石坑內。
Charlevoix隕石坑位於加拿大魁北克省
Charlevoix隕石坑的衛星圖像
中間的圓圈是對撞擊坑直徑的早期估計,外面那個圓圈是最近的一個大小估計
Lac Couture是加拿大魁北克省北部的一個湖泊,位於Kativik領地哈得孫灣附近。這個湖的大部分覆蓋著一個直徑約為8km的隕石坑,其形成年齡估計在430±25Ma。
Deep Bay位於加拿大薩斯喀徹溫省Reindeer Lake的西南端,這個湖灣非常圓、非常深(約220m),特別是在一個形狀不那麼規則和比較淺的湖中,顯得很特別。它是薩斯喀徹溫省最深的水體。這個湖灣是在一個13km寬的隕石坑中形成的,形成年齡估計在99±4Ma。
Eagle Butte隕石坑位於加拿大艾伯塔省,是以賽普裡斯丘陵(Cypress Hills)西部的鄉村命名的。該隕石坑的直徑約為10km,形成年齡估計小於65Ma。這個隕石坑沒有暴露在地表。
Elbow隕石坑位於加拿大薩斯喀徹溫省Riverhurst村的北邊。該隕石坑的直徑約為8km,形成年齡估計是395±25Ma。該隕石坑被埋藏在沉積物之下而沒有出露在地表。
Gow隕石坑位於加拿大薩斯喀徹溫省,直徑約為5km,形成年齡估計小於250Ma。這個隕石坑內有一個典型的隕石坑湖,中央抬升部位則成為一個島(Calder Island)。Gow隕石坑是加拿大境內已經確認的有中央抬升部位的最小隕石坑。
Gow隕石坑在薩斯喀徹溫省的地理位置
隕石坑中的Gow湖
Haughton隕石坑位於加拿大遠北的努納武特地區的德文島(Devon Island)。隕石坑的直徑約23km,形成於約39Ma。撞擊體的直徑估計有2km。
Haughton隕石坑所在的德文島的地理位置
Haughton隕石坑地處北緯75°,它是已知的最高緯度的隕石坑之一。全年絕大部分時間的溫度都在冰點以下,有限的植被在緩慢生長,所以風化作用非常小。正因如此,Haughton隕石坑的許多地質特徵還能保持,如果是在低緯度地區早就被侵蝕作用改變了。
由於Haughton隕石坑的地質和氣候比地球上其他地方都更像火星,所以一些科學家給Haughton隕石坑和它的周圍取了一個綽號「地球上的火星」。比如,隕石坑的中心包含衝擊角礫巖,充滿著永久凍土,構成了一個類似於冷、溼火星上的一個隕石坑可能的樣子。火星研究所(The Mars Institute)和外星智慧探索學會(SETI Institute)就在執行Haughton隕石坑-火星項目(Haughton–Mars Project),以測試檢驗在火星上的生活和工作挑戰。
Haughton隕石坑的合成孔徑雷達(Synthetic aperture radar)圖像
Holleford隕石坑位於加拿大安大略省South Frontenac的霍勒福德(Holleford)社區附近。該隕石坑的直徑約為2.35km,年齡估計在550±100Ma。儘管那個地區有一個表面凹陷,但是隕石坑本身並沒有暴露在地表。
Holleford隕石坑是20世紀50年代在渥太華Dominion天文臺的Carlyle S. Beals指導下通過分析航空照片而發現的。50年代後期,加拿大地質調查局執行了一系列地球物理調查研究,包括磁學觀察、地震研究、重力研究和金剛石鑽探項目。地震和重力研究以及鑽探都產生了與撞擊理論一致的數據,而鑽孔巖芯在預測的深度顯示了角礫巖和類似物質。這些研究明確指出了在地表下面前寒武紀基巖中存在一個古老的撞擊坑。推測這個隕石的直徑有約100m,以大約55000km/h的速度進行撞擊。
Holleford隕石坑傾斜的陸地衛星圖像,搭載數字高程模型(10倍垂直放大)
儘管隕石坑自身被埋藏了,但是它的位置(箭頭所示)由一個輕微的表面凹陷所標誌(屏幕顯示來自NASA World Wind)
Ile Rouleau隕石坑位於加拿大魁北克省Baie-James,在Lake Mistassini中一個小的、無人居住的荒島上。隕石坑的直徑約4km,年齡估計小於300Ma。部分隕石坑暴露在地表,但絕大部分在湖水下面。
La Moinerie隕石坑位於加拿大魁北克省Kativik領地Rivière-Koksoak,直徑約8km,年齡估計在400±50Ma。隕石坑暴露在地表,但充滿了水,形成了Lac La Moinerie湖。冰川已經侵蝕了La Moinerie隕石坑許多的原始物理特徵,包括中央抬升的大部分地區。
從地球軌道上看Lac La Moinerie(圖片來源:NASA)
Lac à l'Eau Claire(法語的官方名字)也叫做Clearwater Lakes(英語名字)是一對圓形的湖泊,在加拿大魁北克省的加拿大地盾,靠近哈得孫灣(Hudson Bay)。這兩個湖事實上是一個單獨的水體,只不過在東部和西部之間由幾個島形成了所謂的「虛線」將兩個湖盆隔開。其名字來自於清澈的湖水。它們是最大和最北的湖泊,也是魁北克省Lake Mistassini之後第二大的天然湖泊。
2013年的Clearwater Lakes圖像(來源:NASA Earth Observatory)
Clearwater Lakes佔據著兩個受到侵蝕的隕石坑近圓形的凹陷。東邊這個隕石坑直徑約26km,西邊那個隕石坑的直徑約36km。這兩個隕石坑原來被認為是同時形成的,形成年齡為290±20Ma。但是,重複對兩個隕石坑中衝擊熔融巖石的40Ar-39Ar定年研究卻發現,Clearwater East隕石坑的形成年齡在約460-470Ma,而Clearwater West 的形成年齡是286.2±2.6Ma。此外,兩個撞擊構造也有不同的地球物理信號(天然剩磁)和不同的地球化學指標。
1985年11月空間飛行器拍攝的Clearwater Lakes照片(STS61A-35-86,北在頂部右邊)
Clearwater East和Clearwater West都是複雜型隕石坑,具有顯著的中央高地。Clearwater East隕石坑的中央高地被湖水和沉積物掩蓋住了,但湖底等深線調查和巖芯鑽探工作都證實了在它的中心有一個高地。
馬尼誇根水庫(Manicouagan Reservoir)也叫馬尼誇根湖(Lake Manicouagan),位於加拿大魁北克省中部Côte-Nord地區,在貝科莫市(Baie-Comeau)的北邊約300km,覆蓋面積約1942km2。該隕石坑是一個多環構造,直徑約100km,水庫在直徑約70km的內環,這是最顯著的特徵。水庫圍繞著一個內島高地,叫做René-Levasseur Island。Mount Babel是這個島的最高峰,海拔952m,比水庫水面高出590m。這個撞擊構造據信是214±1Ma前由一個直徑約5km的流星撞擊形成的。這個湖和島在太空中清晰可見,有時候也稱之為「魁北克之眼」。該湖擁有的水體可達35.2 km3。
馬尼誇根水庫(Manicouagan Reservoir)在魁北克省的地理位置
從空中看Manicouagan隕石坑
最初撞擊形成的隕石坑寬度大約有100km,後來隨著侵蝕和沉積物的充填,目前可以看出的直徑約72km。它是地球上已經確認的第六大撞擊坑。Mount Babel被認為是碰撞後隕石坑回彈形成的中央抬升部位。研究顯示隕石坑內的衝擊熔融巖石的年齡是214±1Ma,比三疊紀的結束要早12±2Ma,因此,產生這麼大的一個隕石坑的這次撞擊事件,並非三疊紀-侏羅紀生物滅絕事件的原因。
有一種假說認為馬尼誇根隕石坑是一個多次撞擊事件的一部分,該事件在法國形成了Rochechouart隕石坑,在加拿大馬尼託巴形成了Saint Martin隕石坑,在烏克蘭形成了Obolon'隕石坑,在美國北達科他州形成了Red Wing隕石坑。芝加哥大學的地球物理學家David Rowley與加拿大新布倫瑞克大學的John Spray和英國開放大學的Simon Kelley一起,發現這五個隕石坑顯示出一條鏈,揭示了一個小行星的裂解及隨後的一系列撞擊,類似於1994年彗星蘇梅克-列維9撞擊木星所上演的一系列撞擊。
Maple Creek隕石坑是加拿大薩斯喀徹溫省內的一個地下隕石坑,直徑約6km,形成年齡小於75Ma。隕石坑埋藏在年輕的沉積物之下,在地表是看不見的。
Landsat 7 波段754圖像顯示的Mistastin Lake隕石坑
(2000年11月07日Ron Hayes拍攝,USGS)
Mistastin Lake隕石坑的數字高程模型圖
Montagnais隕石坑位於加拿大新斯科舍省(Nova Scotia)南部的大陸架。隕石坑的直徑約45km,形成年齡估計在50.50±0.76Ma。該隕石坑在海面以下,被海底沉積物所掩埋。
Nicholson隕石坑位於加拿大的西北領地,直徑約12.5km,形成年齡估計小於400Ma。該隕石坑沒有暴露在地表。
Pilot隕石坑位於加拿大的西北領地,剛好在艾伯塔省邊界的北部,靠近史密斯堡(Fort Smith,相距54km)。該隕石坑的直徑約6km,形成年齡估計在445±2 Ma。這個隕石坑內有一個純淨的淡水湖Pilot Lake,面積是43km2,最大水深約90m。
Pilot隕石坑的數字高程圖像
Pingualuit隕石坑(Pingualuit Crater,1999年命名),以前叫Chubb Crater(1950年命名),後來叫New Quebec Crater(1954年命名),是一個地質年齡相對比較年輕的隕石撞擊坑。位於加拿大東部的昂加瓦半島(Ungava Peninsula),屬於魁北克省北部Nord-du-Québec行政區內,地理坐標:61°16′30″N,73°39′37″W。
Pingualuit隕石坑的地理位置
Landsat 7衛星圖像上的Pingualuit 隕石坑
Pingualuit隕石坑的直徑約3.44km,撞擊年齡估計為1.4±0.1Ma。現在這個隕石坑和周圍地區是Pingualuit國家公園(2004年01月01日建立)的一部分。Pingualuit隕石坑暴露在地表,比周圍的苔原地面高出160m,深度400m。水深267m的環形Pingualuk湖充填在這個窪地,它是北美洲最深的湖。這個湖也擁有世界上最純淨的淡水資源,鹽度水平低於3ppm。該湖既沒有入口也沒有出口,因此湖水只靠降水和降雪進行補給,湖水的消耗只靠蒸發作用。該湖也是世界上透明度最高的湖泊之一,透明度可達35m以上。
很大程度上由於不被外界所知,當地的因紐特人(Inuit)把這個充填純淨湖水的大坑稱為「努納維克的水晶之眼」(Crystal Eye of Nunavik)。第二次世界大戰期間,飛行員們通常利用這個幾乎完美的環狀地標作為導航工具。
2007年10月拍攝的Pingualuit隕石坑
Presqu'île隕石坑位於加拿大魁北克省的Nord-du-Québec地區,沙佩市(Chapais)南邊約3km。該隕石坑的直徑約24km,形成年齡小於500Ma。該隕石坑暴露在地表。
Presqu'île隕石坑在魁北克省的地理位置
Tunnunik隕石坑以前叫Prince Albert隕石坑,最近被確認為一個撞擊構造。它位於加拿大西北地區的維多利亞島(Victoria Island)的西北部艾伯塔王子半島(Prince Albert Peninsula)。
Tunnunik隕石坑的地理位置
這個約25km寬的隕石坑是2010年薩斯喀砌溫大學的地質學教授Brian Pratt和加拿大地質調查局的Keith Dewing在對該地區進行一次航空調查時發現的。隕石坑估計形成於130-350Ma,可能是一個直徑幾公裡的流星撞擊地球形成的。像沙漠一樣的撞擊坑地貌對於理解其他石質行星如火星的地質是非常有用的。它是加拿大境內第30個已知的撞擊構造。
Saint Martin隕石坑位於加拿大馬尼託巴省聖馬丁湖(Lake St. Martin)的西北,Grahamdale村的北部。該隕石坑的直徑約40km、年齡是227.8±1.1Ma。這個隕石坑雖然保存很好但並沒好好暴露在地面,因為整個地區都覆蓋著冰磧。
Saint Martin隕石坑的地理位置
有一種「多次撞擊事件假說」(Hypothetical multiple impact event)認為Saint Martin隕石坑是一個多次撞擊事件的一部分。芝加哥大學的地球物理學家David Rowley與加拿大新布倫瑞克大學的John Spray和英國開放大學的Simon Kelley一起,認為該事件在加拿大馬尼託巴形成了Saint Martin隕石坑、在魁北克北部形成了Manicouagan隕石坑,在法國形成了Rochechouart隕石坑,在烏克蘭形成了Obolon隕石坑,在美國北達科他州形成了Red Wing隕石坑。但是,對這些隕石坑進行的精細年代學研究發現它們之間的年齡有幾百萬年的差異,這與多次撞擊假說是有矛盾的。
Slate Islands群島是由兩個主島、5個附島和眾多小島組成的,位於蘇必利爾湖(Lake Superior)的北部,特勒斯貝鎮(Terrace Bay)南邊約10km處。這些島是由一次隕石撞擊形成的隕石坑,直徑約32km。1985年安大略省政府將Slate Islands建設成為省級自然環境公園。這個島最有名的地方就是有安大略省最大的北方林地馴鹿群。
Slate Islands群島的地理位置
Slate Islands的McGreevy港口
Slate Islands是在一個巨大隕石撞擊坑的中心位置。原始的坑緣直徑估計約23km,但是坑緣和大部分隕石坑都遭受到侵蝕,只剩下作為中央抬升部位的島了。撞擊事件的年齡估計在450Ma,另外還有估計為800-500Ma。它可能是幾個奧陶紀中期流星事件(Middle Ordovician meteors)之一,大約同時出現在469Ma,包括艾奧瓦州Decorah隕石坑、俄克拉荷馬州Ames隕石坑以及威斯康星州Rock Elm隕石坑。
北美中奧陶世隕石坑,可能是奧陶紀流星事件的一部分
(1:Ames crater;2:Decorah crater;3:Rock Elm Disturbance;4:Slate Islands crater)
Slate Islands的McGreevy港口附近大約9m高的震裂錐
Slate Islands巖石主要由27億年前的變質火山巖組成,此外還有沉積巖,時代是大約18.5-21億年前。在島上還有很好的震裂錐,這是在基巖中形成的罕見地質現象,主要是由隕石撞擊產生的高速衝擊波造成的。它們有特殊的圓錐形狀,細槽(細溝)從圓錐的頂部向下輻射。Slate Islands有一個近9m高的震裂錐,是世界上最大的之一。
Steen River隕石坑位於加拿大艾伯塔省,直徑約25km,年齡估計為91±7Ma。該隕石坑沒有暴露在地表。部分隕石坑在埋藏之前就受到部分侵蝕,現在位於200m厚的沉積物下面。
Steen River隕石坑的地理位置
Sudbury Basin(薩德伯裡盆地)也叫Sudbury Structure(薩德伯裡構造) 或者Sudbury Nickel Irruptive,是加拿大安大略省一個巨大的地質構造。它是地球上已知第二大的隕石坑,也是最老的之一。該隕石坑形成於古元古代,18.49億年前。這個盆地位於加拿大地盾,安大略省大薩德伯裡市(Greater Sudbury),以前的Rayside-Balfour的市府。以前的薩德伯裡市的城市中心位於這個盆地的南郊。
薩德伯裡隕石坑的地理位置
加拿大安大略省的薩德伯裡隕石坑和Wanapitei隕石坑
薩德伯裡是大的、橢圓形構造(60 x 30 km);Wanapitei是帶湖的隕石坑,在圖片右上部,直徑約8km,年齡是37Ma
薩德伯裡盆地(Sudbury Basin)的地質圖
薩德伯裡隕石坑的形態
Sudbury basin是一個直徑約10-15km的火流星在18.49億年前撞擊Nuna超大陸時形成的。撞擊產生的碎屑從四面噴射,覆蓋面積達到160萬平方公裡,拋射出的巖石碎片可達800km以外,甚至在美國明尼蘇達都能找到。對於這麼巨大的一次撞擊進行模型模擬顯示,碎屑很可能是全球散布的,只不過因為時代久遠被侵蝕了。現在的撞擊坑尺寸(62km長、30km寬、15km深)要比原始的隕石坑大小(250km)小很多,隨後的地質過程將原始隕石坑進行了改造變形,形成了現在更小的橄欖型。Sudbury隕石坑是地球上第二大的隕石坑,排在南非的Vredefort隕石坑(300km)之後,但比墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯隕石坑(Chicxulub,180km)大。
經歷過18億年多的風化和變形,使得證明薩德伯裡地質構造是隕石產生的變得很困難。證明薩德伯裡構造是隕石撞擊形成的另外一個困難來自這個地區在同一時間裡曾經火山活動非常活躍,一些風化的火山構造看起來也像隕石撞擊構造。自從它被發現以來,一層角礫巖被發現與隕石撞擊事件相關。地質學家在1970年達成了一致意見,即薩德伯裡盆地是隕石撞擊形成的。20世紀60年代晚期發表的報告描述了獨特的隕石撞擊地質特徵,包括震裂錐和下伏巖石中的衝擊變形石英晶體。2014年,分析親鐵元素的濃度和分布以及撞擊熔融巖石出露地區的大小,解釋了一顆彗星而不是一個小行星是產生這個隕石坑的撞擊體。
薩德伯裡撞擊構造的震裂錐(Cleveland自然歷史博物館)
巨大的隕石坑充填著巖漿巖,包含著鎳、銅、鉑、鈀、金和其他金屬。1856年,從Lake Nipissing往西調查基線時,省級土地調查員Albert Salter在這個地區定位出磁異常,是存在礦產的強烈信號。加拿大地質調查局的Alexander Murray再次對該區進行了檢測,確認「存在一個巨量的磁陷阱」。由於當時薩德伯裡地區還很偏遠,因此Salter的發現並沒有很快產生什麼影響。但是,隨後建設的加拿大太平洋鐵路穿過這個地區,使得礦產勘查變得更可行了。1883年出現了一個礦業聚落並得到發展,因為在修建鐵路的運土過程中顯示了一個巨大含量的鎳礦和銅礦點,就是現在的Murray礦山。由於這些金屬礦床的存在,薩德伯裡地區是世界上主要的採礦區之一。這個地區是世界上最大的鎳礦和銅礦供應區之一,大多數的礦產都在盆地的外環得以發現。
1932年收集的薩德伯裡富礦樣品:鎳黃鐵礦-黃銅礦-磁黃鐵礦
(Pentlandite– Chalcopyrite – Pyrrhotite)
Viewfield隕石坑位於加拿大薩斯喀砌溫省,直徑約2.5km,年齡估計為190±20Ma。該隕石坑沒有暴露在地表。
Lake Wanapitei佔據著加拿大安大略省薩德伯裡的一個隕石坑。它位於巨大的薩德伯裡隕石坑附近,但兩者之間並無關聯。
在空中從西南方向Lake Wanapitei
該隕石坑的直徑約8.4km,形成年齡估計在37.2±1.2Ma。在20世紀70年代中期,就有證據顯示Wanapitei Lake是一個隕石坑,特別是,它位於一個更老、更大的薩德伯裡撞擊構造的東部邊緣。在湖的周圍發現了衝擊凝灰角礫巖(suevite)、易碎的衝擊角礫巖含有少量暗色玻璃。有些還含有柯石英(撞擊構造的診斷性高壓礦物)。衝擊凝灰角礫巖從外觀和組成上都非常接近於德國Ries隕石坑的對應物。Wanapitei河從該湖穿過,這個湖的名字來自北美印第安人的一支奧吉布瓦人語言,或者「凹狀牙齒形狀的水」用於描述它的形狀。West Hawk隕石坑位於加拿大馬尼託巴省,直徑約2.44km,年齡估計為351±20Ma。這個隕石坑位於Whiteshell省級公園內West Hawk Lake的主要中心部位下面,沒有暴露於地表。
Whitecourt隕石坑位於加拿大艾伯塔省中部,Woodlands縣Whitecourt鎮的東南約10km。它是由Whitecourt鎮的居民Sonny Stevens於2007年07月03日發現的。Stevens在這個地區打獵,坑緣發現了第一塊隕石碎片。艾伯塔大學地球和大氣科學教授Chris Herd確認了碎片的隕石屬性和隕石可存在的真實性。這個地區劃定了一個200m×200m的保護區,禁止收集任何東西,但是大量的隕石碎片在保護區以外的Crown land被發現了。
同一位置拍攝的夏季(上)和秋季(下)的隕石坑
隕石坑的直徑是約36m,深9m,年齡估計在1080-1130年前,因為所有埋藏的隕石碎片都位於一層森林火災形成的碳層之上,而這次火災的定年結果是約1100年前。在2012年前,發現了多達3000片隕石碎片。碎片是彈片式的,大部分在幾克到500g之間,具有鋒利的邊緣和機械變形,沒有撞擊熔融的信號。隕石碎片是鐵質類型IIIAB。大部分碎片是從隕石坑向東噴射出去的。
Chicxulub crater(希克蘇魯伯隕石坑)
希克蘇魯伯隕石坑(Chicxulub crater)是一個埋藏在墨西哥尤卡坦半島之下的隕石撞擊坑遺蹟。這個隕石坑的中心位於希克蘇魯伯鎮(Chicxulub)附近,這也是這個隕石坑名字的來由。
希克蘇魯伯隕石坑的地理位置
它是由一個巨大的(直徑約為10-15km)小行星或彗星撞擊地球而形成的。這個撞擊事件的時間(66.043±0.011Ma)恰恰是白堊紀-古新世生物大滅絕事件發生的時間。現在比較為大家認可的說法是大約六千六百萬年前發生了隕石撞擊地球的事件,與此同時,發生的這次生物大滅絕事件中,地球上約75%的植物和動物突然消失,這些消失的動物中包括所有的非鳥類恐龍。
這個隕石坑的直徑大於180公裡,深度約為20公裡,深入地殼約10-30公裡。希克蘇魯伯隕石坑的這些特徵使它成為世界第三大隕石坑,由於這個隕石坑的弧形結構十分完整,使其極具科研價值。
希克蘇魯伯撞擊構造的重力分布圖,圖中白色線條表示的是海岸線。
一連串的坑洞連結顯示出了隕石坑的輪廓,那些白色斑點是充填水體的陷洞構造。
希克蘇魯伯隕石坑是20世紀70年代由兩位尋找石油的地質學家Antonio Camargo和Glen Penfield發現的。Penfield最初因為沒有地質方面的證據一度放棄了關於這個隕石坑的研究。在那之後的1990年,他通過與Alan Hildebr的聯繫,獲得了能夠指示這個坑具備撞擊構造的樣本。隕石坑撞擊成因的原始樣本包括撞擊石英,周圍地區的重力分布痕跡和玻隕石。
2016年,一個科學鑽探項目在海底以下幾百米深度,鑽入撞擊坑的峰環(peak ring),以便獲得隕石坑中的巖石巖芯樣品。這些發現被作為確認隕石撞擊理論及其效應的證據。
Penfield和他在希克蘇魯伯2號鑽井獲得的衝擊石英樣本
動畫顯示撞擊和隨後的成坑過程(亞利桑那大學Space Imagery Center製作)
美國境內28個已確認隕石坑分布圖
Ames隕石坑位於美國俄克拉荷馬州梅傑縣(Major County),埃姆斯(Ames)北部約3km處、Enid (伊尼德)西南約48km處。由於埋藏在厚厚的沉積物下面,一直到1991年才得以發現。隨後在隕石坑內進行的鑽探工作,發現了大量的石油和天然氣。它是美國境內含產油地層的六個最大的隕石坑之一。
Ames隕石坑的地理位置
北美洲中奧陶世撞擊構造
1、Ames隕石坑;2、Decorah隕石坑;3、Rock Elm隕石坑;4、Slate Islands隕石坑
Ames隕石坑的直徑約16km,年齡估計在470±30Ma,該隕石坑沒有暴露在地表。它可能是大約469Ma前幾個中奧陶世流星同時降落事件之一,所謂的「奧陶紀流星事件」(Ordovician meteor event)包括艾奧瓦州Decorah隕石坑、蘇必利爾湖的Slate Islands隕石坑以及威斯康星州的Rock Elm隕石坑。關於此坑的起源,曾經提出過隕石撞擊、火山活動、溶解垮塌和其他原因。從地貌、巖石結構、礦物學和地層等角度支持隕石撞擊起源。
當流星撞擊的時候,撞擊地點當時還是一片淺海。撞擊體以11萬km/h的速度撞擊地表形成隕石坑。撞擊在撞擊點下面產生了巨大壓力,使得隕石殘餘輕微回彈而抬升。海洋重返經過長年累月沉積了厚厚的沉積物。海洋最終消失,留下隕石坑埋藏在地下。它是在1991年由大陸資源公司(Continental Resources)的勘探經理Rex Olson發現的,當時他在研究一張由地震測試產生的圖,發現一個地震特徵像一個蹄印或者「泥濘中的牛跡」。他把圖拿去給公司的老闆和執行長Harold Hamm看,他指出看起來異常的地方或者資料中的「小問題」。最後兩人達成一致,這個異常像是一個隕石坑。
Avak隕石坑位於美國阿拉斯加州巴羅(Barrow)東南約12km。它是一個近似環形的構造,直徑約8km、深度1km。在撞擊構造內,變質基底巖石和區域上水平的沉積巖石被抬升和強烈變形。在北極濱海平原,苔原區上星羅棋布的湖泊和沼澤,使得Avak構造沒有地表顯示。該構造被一層薄的外表或者永久凍住的上新世和更新世巖石所覆蓋。這意味著撞擊年齡為95±3Ma。
Avak構造是在1943-1953年期間美國海軍進行的第4號國家石油儲備庫(National Petroleum Reserve No. 4,NPR4)調查所進行的地震和重力勘探中第一次被認出來。美國海軍在1951年鑽探了Avak 1井,在表面附近就遇到變形巖石一直到1225m深度。這一現象暗示了Avak可能是一個撞擊構造。
Avak構造為相鄰的南巴羅(South Barrow)和東巴羅(East Barrow)天然氣氣田提供了構造圈閉。這些氣田在侏羅系的砂巖中積累了大約370億立方英尺的天然氣。
1996年美國地質調查局的地質學家們發現了地質證據,揭示了Avak構造是一個隕石撞擊構造。1995年報導了擊變面狀頁理(planar deformation features,PDFs),Avak被確認為一個撞擊構造。
流星隕石坑(Meteor Crater),又叫巴林傑隕石坑(Barringer Crater),更早期的名稱是迪亞布洛峽谷隕石坑(Canyon Diablo Crater)。位於美國亞利桑那州科科尼諾縣(Coconino County)境內(地理坐標:35˚1ʹ38ʺN,111˚1ʹ21ʺW),弗拉格斯塔夫鎮(Flagstaff)東部約60km、溫斯洛鎮(Winslow)西部約29km。
流星隕石坑的地理位置
撞擊坑顯示出方形輪廓(據信是受撞擊地點地層中存在的區域斷裂所控制),直徑大約1200m(精確值為1186m),深約170m,坑的四周是一個環形邊緣(比周邊的平地要高出約45m);撞擊坑的中心充填著厚約210-240m的碎石瓦礫,其位於撞擊坑的基巖之上。
巴林傑隕石坑空中俯瞰圖
巴林傑隕石坑的近地面照片
這個撞擊坑是大約5萬年(或49000年)前形成的。已有的研究表明,產生這麼大一個撞擊坑的衝擊體是一個直徑約50m的鎳-鐵隕石。衝擊的速度曾經是一個頗有爭議的問題。最初的模擬認為隕石墜落的速度高達每秒20km,但是最近的研究表明衝擊的速度要慢得多,只有每秒12.8km。
據信衝擊體在下墜的過程中,大約一半的體積都被汽化掉了。由於隕石在撞擊之前基本上都汽化掉了,所以在撞擊坑裡幾乎沒留下什麼遺蹟。
由於相對年輕的形成年齡,再加上亞利桑那沙漠地區的乾燥氣候,侵蝕作用不是那麼強,才讓這個撞擊坑非常幸運地、基本上保持了撞擊坑的形態原貌,得以讓這個隕石坑成為第一個官方認可的天體撞擊隕石坑。
1967年獲美國國家天然地標(National Natural Landmark)稱號。這個隕石坑由巴林傑家族通過巴林傑隕石坑公司(Barringer Crater Company)私人擁有。
它是地球上第一個被確認為隕石撞擊起源的撞擊坑!
它被譽為「地球上保存完好、視覺感官最為漂亮的」隕石坑!
它為62年前(1956年)精確計算出地球年齡提供了隕石樣品!
迄今為止發現的最大的隕石碎片是Holsinger隕石(Holsinger Meteorite),質量是639kg,現在陳列在隕石坑邊緣位置的遊客中心
Beaverhead隕石坑位於美國蒙大拿州西部和愛達荷州中部,直徑估計為60km,是地球上最大的隕石坑之一,形成年齡估計在約600Ma。這個構造的名字是以蒙大拿州西南的一個地區(Beaverhead縣)命名的,撞擊的證據第一次是在1990年發現的。除了在周圍發現的原始震裂錐之外,幾乎沒有什麼可見的撞擊構造證據。
Beaverhead隕石坑的地理位置
紅圈標示出Beaverhead隕石坑的範圍
Beaverhead隕石坑的震裂錐
Calvin隕石坑位於美國密西根州卡斯縣(Cass County)縣Calvin鎮。它是1987年由密西根州地質調查局的Randall Milstein發現的,他在檢查從該地區鑽探的約100口測試井的資料時發現了這個隕石坑。隕石坑的直徑約8.5km,形成年齡估計為450±10Ma。該隕石坑沒有暴露於地表,而是位於現在的地面以下大約30-120m。
切薩皮克灣隕石坑
(Chesapeake Bay impact crater)
Chesapeake Bay隕石坑是大約35.5±0.3Ma前(始新世晚期)一顆火流星撞擊北美洲東海岸形成的。它是保存最好的海洋撞擊坑,也是美國境內已知隕石坑中最大的一個。
Chesapeake Bay隕石坑的地理位置
完整的環狀隕石坑直徑約85km,深度1.3km,比羅德島面積大兩倍,幾乎與大峽谷一樣深。但是,柯林斯等人的數值模擬技術揭示出撞擊後的直徑很可能是約40km而不是觀察到的85km。
撞擊的火流星以每秒幾公裡的速度穿過沉積物進入花崗質大陸基底巖石形成了一個深洞。火流星自己完全氣化了,而基底巖石被震裂直到8km深,峰環(peak ring)上升。38km寬的深坑,被一個平坦的階地形環狀凹槽所包圍,倒塌的外部邊緣塊體形成了環狀斷裂。
1983年之前,沒人推測過在Chesapeake Bay和周圍半島的下部存在一個埋藏的隕石坑。第一個線索是一個20cm厚的噴出物層,在很北的新澤西州大西洋城鑽孔巖芯中出現了。該噴出物層包含熔融玻璃顆粒,也就是玻隕石,還有衝擊石英顆粒,它是火流星撞擊的清晰無誤的信號。1993年石油勘探的資料顯示出隕石坑的延伸範圍。
Cloud Creek隕石坑位於美國懷俄明州納特羅納縣(Natrona County),卡斯珀市西北約48英裡處,接近一個地質奇觀卡斯珀拱(Casper Arch)的中心。
Cloud Creek構造是圓形的,現在的直徑約7km,埋藏在約1200m的中生代巖石之下。該構造的年齡估計為190±20Ma(侏羅紀早期)。該構造沒有暴露在地表,只是通過鑽探石油和天然氣的油氣井知道的。
圓形的Cloud Creek構造被埋藏在約1200m的中生代沉積巖石下面。紅色的圓圈揭示了隕石坑的尺寸約為7km(來源於Google Earth)
Donald Stone第一個報導了Cloud Creek構造。通過幾條2D反射地震線、重力、磁場和鑽孔資料,確認出Cloud Creek構造是一個環狀構造。該構造有一個角礫巖化、破碎化和斷層化的巖石相對於該構造外面正常的地層抬升了520m。核心部位被一個環狀槽和一個拆離的、斷層相接的邊緣背斜所包圍。這個邊緣背斜定義了這個構造的約7km直徑。該構造的形態參數與已知的撞擊構造一致。核心部位與一個正的重力異常相關聯。磁力資料不能得到解釋。
第一篇有關Cloud Creek撞擊構造的報導發表在1985年,但是1973年一個卡斯珀的地質學家Jack Wroble就第一次提出來它可能是隕石撞擊起源的。1955-1999年間,在Cloud Creek構造的邊界之內一共鑽探了10口油氣井,其中2口井是在中央峰上鑽探的,4個井在圍裙地帶,另外4個在撞擊構造的外緣。
構造等高線圖
三疊紀-侏羅紀不整合面之下的外緣斷層帶是通過最大的虛線環標註的;圖中心附近的最小的虛線環是環狀斷層帶,其將中央峰包圍起來。
Crooked Creek隕石坑位於美國密蘇裡州克勞福德縣(Crawford County),隕石坑的直徑約7km,年齡估計在320±80Ma。隕石坑暴露在地表。它是北緯38度線附近的平行構造之一(懷疑是隕石碎片撞擊形成)。
在暈渲地貌圖中顯示出的密蘇裡州克勞福德縣CrookedCreek隕石坑的斷裂和相關構造
Decaturville隕石坑,也叫Decaturville Dome,位於美國密蘇裡州,是北緯38度線附近的平行構造之一。隕石坑的直徑約6km,年齡估計小於300Ma,該隕石坑暴露在地表。
在NASA的資助下,20世紀70年代T. W. Offield和H. A. Pohn 對Decaturville隕石坑進行了詳細的描述和製圖。他們的工作在1979年地質調查專業論文中進行了報導,提供了目前為止最詳細的描述。
Des Plaines隕石坑(或Des Plaines disturbance)位於美國伊利諾斯州庫克縣(Cook County),芝加哥市的郊區、德斯普蘭斯市東部(Des Plaines)地下。隕石坑的直徑約8.9km,覆蓋面積約65平方公裡,年齡估計小於280Ma。
這個隕石坑埋藏在23-60m厚的冰磧物之下,只能通過油氣鑽探井的錄井和地震調查中一系列的斷層和變形看出來。該構造的斷層產生了高達180m的垂直位錯。地面以下的寒武系-Pennsylvanian階地層被該撞擊事件所錯斷和傾斜。異常區第一次被注意到是1893年的水井鑽探者,他們注意到在一個490m深的井中缺乏水。在被確認為撞擊構造之前,這個地質特徵被認為是隱爆發構造或者潛火山構造,如同美國中西部其他幾個地質構造。向上斷裂的中央部位和震裂錐的出現,支持了撞擊起源。
Flynn Creek隕石坑位於美國田納西州傑克遜縣(Jackson County),蓋恩斯伯勒(Gainesboro)南邊約8km。它形成於大約360Ma前,是一個淺碟形的隕石坑,直徑為3.8km,深約150m。
一個巨大的中央丘陵,高度變形的邊緣地層以及一個厚度為40m的角礫巖透鏡體都在形成過程中產生了。超過2平方公裡的水平狀的中、晚古生代灰巖和白雲巖都被角礫巖化和混合化,到了200m深度,至少一半角礫巖被從隕石坑中拋射出去了。剩下的角礫巖包含碎片尺寸從小顆粒到長度為100m的巨型角礫巖塊。未受擾動的地層位於原始隕石坑底以下100m處。
在撞擊成坑事件之後的幾百萬年內,整個構造被頁巖沉積所覆蓋,產生了目前所知保存最好的古老隕石撞擊構造之一。隨後的沿著Flynn Creek水系的侵蝕作用使得該構造暴露出大部分。周邊區域的喀斯特地貌發展產生了大量的與撞擊構造有關的洞穴,包括唯一已知的在撞擊構造的中央抬升部位的洞穴——Hawkins撞擊洞。
Glasford隕石坑是一個位於美國伊利諾斯州的皮奧裡亞縣(Peoria County)南部的埋藏隕石坑,直徑約4km,年齡估計小於430Ma。它是通過為了存儲地下天然氣而進行鑽探井勘探而發現的。
Glover Bluff隕石坑位於美國威斯康星州Coloma南邊約6.4km,直徑約8km,年齡估計小於500Ma。該隕石坑暴露於地表。
Glover Bluff隕石坑所在地區的地形圖(圖中為採石場)
圖中紅圈標示出Glover Bluff隕石坑的範圍
空中看Glover Bluff隕石坑
Glover Bluff撞擊地點是世界上研究最少的地點之一,部分原因是因為中央抬升部位長年被用於開採白雲石,其位於撤退的冰川留下的冰磧下面。具有諷刺意味的是,支持隕石撞擊的證據也是在採石過程中揭示的,然後又被系統地摧毀。這些證據包括中央突出部位,傾斜的地層,出現震裂錐(儘管不再像它們曾經那麼普遍)以及撞擊角礫巖。有紅色和黃色的變化(更多的是磚紅和黃褐色),有時候則是兩者的混合。角礫巖包含許多石英巖和其他巖石的破裂碎片。
Haviland隕石坑也被稱作Brenham隕石坑,位於美國堪薩斯州凱厄瓦縣(Kiowa County)。這個橄欖球形的隕石坑直徑約15m,所以它是世界上最小的隕石坑之一。年齡估計小於1000年,它是通過探地雷達(ground-penetrating radar)進行勘探的。有超過7000kg的橄欖隕鐵在Brenham fall中被收集起來。
野外對Haviland隕石坑進行觀察
Kentland構造也稱為Kentland隕石坑(Kentland crater)或者Kentland擾動區,位於美國印第安納州牛頓縣(Newton County)Kentland鎮東4km處。它是1880年兩個農民開採碎石時發現的。20世紀60年代晚期,發現震裂錐和變形基巖,讓地質學家們推論Kentland構造是一個受到嚴重侵蝕的撞擊構造,而不是火山成因。該地點的變形很厲害,正常情況下不同年齡的水平巖石組都變成垂直接觸了。
Kentland 撞擊構造在採石過程中暴露的層狀灰巖中出現彎曲和倒轉變形
該構造自身是一個環狀穹頂,直徑約7.24km,受到深度侵蝕、埋藏在冰川碎屑之下。年齡估計小於97Ma。構造中心的Shakopee白雲石年齡是約450Ma,它比周圍地區同樣的巖石層要高出約700m。受到擾動的整個地區直徑約13km。該隕石坑形成的年齡還有爭論,一種看法是距今97Ma,另外一種觀點是距今300Ma。1978年,對該撞擊構造進行了研究,John Weber和他的同事給出了磷灰石裂變徑跡定年結果。在該構造的中心部位附近發現了柯石英和震裂錐。該撞擊構造暴露在地表,導致了侵蝕,它現在則是一個採石場。
Kentland撞擊構造的橫切面
Manson隕石坑位於美國艾奧瓦州Manson附近,直徑約38km,形成年齡為74Ma,它是北美洲已知最大的撞擊事件之一,以前曾經被認為是導致恐龍滅絕的原因,但同位素年齡證明它太老了。
Manson隕石坑的地理位置
Manson撞擊構造,在基底巖石圖中以紅色表示
由於比較近代的冰磧物覆蓋,地表沒有撞擊構造存在的證據,埋藏著隕石坑的地點現在是一片平坦地形。但是,在地表以下20-90m深處則是約38km寬的隕石坑。這個異常的構造是1912年通過水井鑽探切入變形的巖石獲知的,後期的報告描述它們為「熔融基質中結晶的碎屑角礫巖」。1955年開始的一個研究,將它定為一個潛火山構造(一個假設的火山蒸汽爆炸)。1959年,Robert S. Dietz承擔的進一步觀察提出了撞擊起源推測。1966年,Nicholas Short發現衝擊石英顆粒,從而證實了該構造的撞擊成因。
1991和1992年,美國地質調查局與其他機構包括艾奧瓦州地質調查局一起,進行了詳細的研究,其部分目的就是測試Manson隕石坑與白堊紀-古近紀生物大滅絕事件的可能聯繫。根據從撞擊構造內取得的巖芯進行40Ar-39Ar同位素定年,給出的年齡是約74Ma,比白堊紀-古近紀邊界要老10Ma。
撞擊體被認為是一個石隕石,直徑約2km。撞擊地點在當時是一個淺內陸海濱(西部內海)。撞擊擾動了花崗巖、片麻巖和頁巖等組成的前寒武紀基底以及古生代的沉積地層。
Marquez隕石坑位於美國德克薩斯州利昂縣(Leon County)一個小鎮Marquez附近,奧斯汀市東北約177km。隕石坑的直徑約12.7km,年齡估計是58±2 Ma。該隕石坑沒有暴露在地表。
Marquez隕石坑的地理位置
Middlesboro隕石坑位於美國肯塔基州,它是以米德爾斯堡城命名的,該城現今佔據著隕石坑的大部分。隕石坑大約5km寬,年齡估計小於300Ma,撞擊體的直徑估計有100m。
Middlesboro隕石坑的地理位置
空中俯瞰Middlesboro隕石坑
從Cumberland Gap國家歷史公園中的Pinnacle 俯視點看米德爾斯堡城,可以很容易看見城市建立在隕石坑中
Middlesboro隕石坑位於阿巴拉契亞山脈(Appalachian Mountains)、坎伯蘭山脈(Cumberland Mountains)和派恩山脈(Pine Mountain)之間。Middlesboro鎮就位於隕石坑中,是1886年為了開發鐵礦和煤礦建立的,美國地質調查局的K.J. Englund和J.B. Roen在1962年識別出撞擊盆地。1966年Robert Dietz發現了砂巖中的震裂錐,進一步引導確認出衝擊石英。
Middlesboro是世界上唯一一個在隕石坑內開採煤礦的地方。雖然採煤仍然是Middlesboro鎮的主要經濟來源,但是當地的官員希望將隕石坑轉變為遊客觀光地。2003年09月,這個地點被肯塔基職業地質學家協會命名為「著名地質遺址」。坎伯蘭山口隧道的建設使得Middlesboro鎮成為前往坎伯蘭岬口國家歷史公園的便捷通道。
Newporte隕石坑位於美國北達科他州,直徑約3.2km,年齡估計小於500Ma。該隕石坑沒有暴露在地表。
Odessa隕石坑位於美國德克薩斯州西部的敖德薩市(Odessa)西南部,埃克特縣(Ector County)的西南部。它可以通過20號州際公路在出口108(Moss Road)南邊約5km處抵達。它是德克薩斯州境內三個隕石坑之一,另外兩個(Sierra Madera隕石坑和Marquez隕石坑)要更老更大。
Odessa隕石坑的地理位置
該隕石坑的直徑約168m,年齡估計在約63500年前。隕石坑暴露在地表,原始深度約30m。由於後續的土壤和碎屑物質填充,現在隕石坑的最低點深度只有5m,雖然從周邊平地上看也足夠清楚,但是並不像亞利桑那州著名的Meteor Crater看起來那麼震撼和顯著。
Odessa隕石坑的平面景觀
Odessa隕石坑的地質斷面。這個指示牌2004年07月是在Odessa隕石坑博物館的停車場拍攝的,但現在已經重新移位了
回收的隕石碎片主要來自於主隕石坑的北部和西北部,只有一些來自於南部。它們揭示了主隕石坑的構造,因為它是最早被識別和研究的之一,現在被用於命名世界上類似的撞擊點。從周圍地區回收了超過1500顆隕石,最大的一顆重約136kg,但是在主坑內進行的挖掘證實那裡沒有隕石塊埋藏在地下,很可能從來就沒有。該地點已經被命名為國家自然地標。
70磅的隕石樣品
Red Wing隕石坑(或者叫Red Wing Creek構造)位於美國北達科他州馬更些縣(McKenzie County),沃特福德城(Watford City)西南約24km。該隕石坑沒有暴露在地表,是通過地震勘探技術發現的,自從它在1972年發現以來還產石油。隕石坑的直徑約9km,埋藏在約2000m以下,年齡估計在200±25Ma。
有一種假說認為RedWing隕石坑是一個多次撞擊事件的一部分,該事件還在法國形成了Rochechouart隕石坑,在加拿大馬尼託巴形成了Saint Martin隕石坑,在加拿大魁北克形成了馬尼誇根隕石坑,在烏克蘭形成了Obolon隕石坑。
Rock Elm隕石坑(Rock Elm Disturbance)位於美國威斯康辛州梅諾莫尼(Menomonie)西南大約40km處。該構造是以附近的一個社區Rock Elm命名的。
Rock Elm隕石坑的地理位置
隕石坑的直徑約6km,填充隕石坑的巖石中發現的化石將撞擊年齡推論為中奧陶世,約455-430Ma,它可能是大約469Ma前幾個中奧陶世流星同時降落事件之一,所謂的「奧陶紀流星事件」(Ordovician meteor event)包括艾奧瓦州Decorah隕石坑、蘇必利爾湖的Slate Islands隕石坑以及俄克拉荷馬州的Ames隕石坑。
北美洲中奧陶世撞擊構造
1、Ames隕石坑;2、Decorah隕石坑;3、Rock Elm隕石坑;4、Slate Islands隕石坑
聖菲撞擊構造(Santa Fe impact structure)位於新墨西哥州聖菲市東北的珊格裡德克裡斯多山脈(Sangrede Cristo Mountains),是一個受到侵蝕的撞擊構造遺蹟。
聖菲撞擊構造的地理位置
它之所以叫「撞擊構造」而不是隕石坑,是因為它已經受到很深的侵蝕。現在估計撞擊年齡在14-16億年前。現如今,只有隕石坑的基底巖石保留在山脈表面。關於撞擊構造的直徑現在仍然還是一個研究課題。震裂錐沿著高速路出現約1.6km長,被解釋為與一個更大直徑的隕石坑內的中心位置相符。
Serpent Mound隕石坑也叫Serpent Mound Disturbance,是一個受到侵蝕的隕石坑,位於美國俄亥俄州,它大部分在亞當斯縣(Adams County),北部大部分在海蘭縣(Highland County)、小的東北部在派克縣(Pike County)。它是一個複雜隕石坑,有著特徵的中央抬升部位,一個過渡帶和一個環狀地塹。儘管受到了侵蝕,但是原始的坑緣直徑估計為8km,年齡估計小於320Ma。但是,2010年有一篇論文認為最大的邊緣直徑約14km。
Sierra Madera隕石坑位於美國德克薩斯州佩科斯縣(Pecos County)西南。隕石坑的直徑約13km,年齡估計小於100Ma。撞擊構造的中央抬升部位比周圍地面高出242m,從德克薩斯州Fort Stockton和Marathon之間的美國385號高速公路上可以看到此峰。Sierra Madera隕石坑位於私人地產La Escalera牧場之上。
Upheaval Dome隕石坑位於美國猶他州莫阿布市(Moab)西南的峽谷地國家公園(Canyonlands National Park)內,是一個受到嚴重侵蝕、保存最底部的隕石坑遺蹟,位於公園的空中島嶼區,距離莫阿布市大約67km。
隕石坑的直徑約5km,年齡小於170Ma(侏羅紀或者更年輕,但倒底多年輕還不知道)。該隕石坑因為明亮的棕色和黑色的同心環,從地面上清晰可見。
Upheaval Dome隕石坑的空中傾斜視圖(2012年)
Upheaval Dome隕石坑的空中正視圖(2011年,注意標尺在右下方)
關於Upheaval的起源,有兩個眾所周知的理論。一個理論認為,Upheaval是一個鹽丘,一個背斜構造,當上覆巖石在重力作用之下將一個鹽刺穿向上推擠形成的。另外一個理論是受到了侵蝕的隕石坑,就像亞利桑那州溫斯洛(Winslow)附近的Meteor Crater隕石坑一樣。20世紀90年代,一隊來自NASA和內華達大學(裡諾)的地質學家和地震學家對此進行了詳細的研究,包括地震反射和巖石填圖,該研究成果支持隕石撞擊理論。2008年,宣布發現了衝擊石英,從而證實了隕石撞擊成因。
從10000米高度面朝東南拍攝的隕石坑照片
從隕石坑的邊緣看Upheaval Dome隕石坑
面朝南方可以看見構造的西北邊Navajo砂巖中的向斜
穹頂中心附近陡傾斜的巖石地層
從Upheaval Dome隕石坑俯視軌跡的第二個俯視點拍攝的Dome全景照片
Wells Creek隕石坑位於美國田納西州,直徑約12km,年齡估計在200±100Ma。該隕石坑暴露在地表。隕石坑的中心包含世界上最精美的震裂錐,許多都被收集起來並在全世界進行展示。
Wells Creek隕石坑的構造圖
Wells Creek隕石坑的數字高程圖
Wells Creek隕石坑中細粒白雲石中出現的震裂錐
Wetumpka隕石坑位於美國阿拉巴馬州埃爾莫爾縣(Elmore County)Wetumpka市中區的東部,隕石坑的直徑約7.6km,年齡估計在約83Ma(基於最年輕的被擾動的Mooreville Chalk組沉積物中的化石定年)。隕石坑保存很好,包括原始的撞擊坑緣和角礫巖,但由於植物和土壤的覆蓋,暴露很少,而且幾乎整個都在私人土地裡。產生隕石坑的撞擊體估計直徑為1100英尺,很可能是從東北方向以30-45度角度向約300-400英尺深的淺海撞擊。
Thornton L. Neathery在1969-1970年進行的區域地質填圖工作中發現了Wetumpka隕石坑,並在1976年發表了第一篇文章。但是,有關撞擊起源的結論性證據是缺乏的,一直到1998年David T. King, Jr.和同事在這個構造的中心鑽探獲取的巖芯中發現了衝擊石英,才確認了撞擊成因。2002年奧本大學的研究者發表了證據,並且將此地建設為國際認可的撞擊坑。
未確認的撞擊坑
除了前面介紹的60個已經被確認並被收錄於《地球撞擊資料庫》(EarthImpact Database)中的隕石坑以外,還有13個從官方意義上來說還屬於「未確認」的「疑似」隕石撞擊坑。在此一併列出,僅供了解。
疑似隕石坑名稱
位置
直徑
撞擊年齡
(Ma)
地理坐標
可能性
Alamo bolide impact
美國內華達州
未知
367
Bow City
加拿大艾伯塔省
8 km
70
50°25′N
112°16′W
Corossol
加拿大魁北克省
4 km
2.6
50°03′N
66°23′W
Decorah crater
美國艾奧瓦州
5.6
470
43°18′49.73″N
91°46′20.04″W
2(很可能)
Gatun structure
巴拿馬
2.7–3.0
20
09°06′N
79°47′W
2(很可能)
Pantasma
尼加拉瓜
10
1
13.37°N
85.95°W
4(可能性不大)
Jeptha Knob
美國肯塔基州
4.3
425
38°11′N
85°07′W
2(很可能)
Panther Mountain
美國紐約州
10
375
42°03′N
74°24′W
2(很可能)
Snows Island
美國南卡羅來納州
11
未知
33°49′N
79°22′W
2(很可能)
Toms Canyon
美國新澤西州
22
35
39°08′N
72°51′W
2(很可能)
Victoria Island structure
美國加利福利亞州
5.5
37–49
37.889925°N
121.534672°W
2(很可能)
Weaubleau-Osceola
美國密蘇裡州
15–20
325.0±15.0
37°59′N
93°38′W
2(很可能)
Brushy Creek Feature
美國路易斯安納州
2
11000-30000年
30.768°N
90.735°W
2(很可能)
北美洲已確定及「疑似」隕石坑分布圖
(本文主要基於維基百科英文版整理而成,圖像主要來自維基百科網站和《地球撞擊資料庫》網站:www.passc.net/EarthImpactDatabase/)。