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隕石坑傳奇
隕石落地時,常常形成坑穴,這就是隕石坑,又叫隕擊坑。隕石坑的大小同隕石的質量和隕石落地時的速度有關,質量大、速度高的隕石,隕石坑大而深;質量小、速度低的隕石,隕石坑小而淺。世界上最著名的隕石坑是巴林傑隕石坑。它位於美國西部亞利桑那州科尼縣的沙漠地帶,直徑120米,深180米,周圍有30~40米高的泥土邊緣,整個坑穴呈圓形,好像月亮上的環形山。
巴林傑隕石坑是什麼時候形成的?至今也難以確定,但可以肯定地說它出現在非常遙遠的過去,附近的印第安人從有文字記載以來就知道它的存在了。近代人第一次發現這個坑穴是在1871年,由於把它當做死火山而未加注意。1886年,牧羊人阿米霍在坑穴以西3千米的地方揀到了幾塊鐵片;礦物標本商福特得悉此事後,立即趕到隕石坑附近搜集鐵片。經賓夕法尼亞大學化驗,這些鐵片含有珍貴的金剛石。福特又到隕石坑附近作進一步的精心調查,在坑穴的邊緣和中央都沒有發現熔巖和黑曜石等火山性生成物。
如此奇妙的鐵片是什麼地方來的,這樣巨大的坑穴又是怎樣形成的?一連串的疑問引起了美國地質學界的濃厚興趣。1891年,美國地質學會主席、地質調查所主任調查官格布爾·基爾巴特親赴現場考察。基爾巴特是月球環形山的隕石成因說的倡導者,對於亞利桑那州的沙漠坑穴,自然也認為可能是隕石降落造成的。他推算,這塊隕石的直徑至少也有170米。令人失望的是,查遍整個坑穴,也沒有找到一塊隕石。因此,他判斷偌大的坑穴是地殼中的蒸汽或其他氣體噴發造成的,在其周圍發現隕鐵只是個偶然現象。由於他是一位權威學者,他的判斷一度支配了整個科學界。
1902年,費拉得爾斐亞市的採礦工程師丹尼爾·巴林傑獨立地研究了這個問題,指出這個坑穴是隕石撞擊造成的。他說:「坑穴的周圍沒有從地下噴出的蒸汽或其他氣體,那種認為在沙漠中會有火山活動的看法,是非常可笑的。」巴林傑在坑穴的緊外側挖掘,找到了含鎳7%的隕鐵碎片,他推測這個宇宙的飛來物是直徑400米、重量數以萬噸的大隕鐵,它深深地埋藏在坑穴的底部,如果能將其挖出來,那將是一筆巨大的財富。為了實現這個美夢,巴林傑傾其全部財產,買下了誰都認為毫無價值的坑穴和周邊土地,創立了以他的名字命名的巴林傑隕石開發公司。
起初,他在坑穴中央挖了28個圓形坑,想當然地認為隕石是以垂直或近於垂直的角度落下,但是試鑽的結果令人大失所望,在各種各樣的巖石中都沒有發現隕石。幾年下來,公司的債務多達50萬美元,以致在1925年破產。巴林傑沒有獲得最後的成功,但他的事業已經開頭,人們終於拋棄了基爾巴特的火山說而接受巴林木的隕石說,這個沙漠坑穴也被正式命名為「巴林傑隕石坑」。巴林傑的三個兒子繼承了父親的遺志,繼續向亞利桑那隕石坑挑戰。他們吸取父親失敗的教訓,摒棄了盲目挖坑的辦法,改用各種探測器進行物理探查。他們發現坑穴西南部邊緣兩側異常,那邊有磁力而且很大,說明那裡埋藏著巨大的磁體。
他們以這塊隕鐵為目標,從兩個地方進行挖掘,但不久就遇到了極為堅硬的巖石,即使工具先進,進展仍然緩慢,每前進10毫米就得花費10小時。當挖到225米的深度時,鑽頭無論如何也鑽不進去了。迷人的大隕鐵就埋藏在這裡,至少有10萬噸重,也可能有幾百萬噸重,由於含有鎳,每噸大約價值100美元,只可惜挖不出來。退一步講,即使開掘的坑穴到達它的底部,要想把它弄出來比登天還難。巴林傑兄弟背上了巨額債務。正當他們處於窮途末路之時,突發奇想:既然大隕鐵挖不出來,何不充分利用這個稀奇物,招徠成千上萬的遊客?於是他們將巴林傑隕石開發公司改名為巴林傑隕石觀光公司而重新開業,就這樣,一個舉世無雙的旅遊觀光勝地在亞利桑那大沙漠中誕生了,巴林傑兄弟絕處逢生,開闢了新的生財之道。
與此同時,對巴林傑隕石坑形成年代的研究,在科學界始終沒有停止過。在20世紀30年代,美國學者布拉克維爾達從巖石風化的理論出發,認為這個坑穴的年齡在4萬~7.5萬年。1961年,布德皮尤提出2.25萬年的說法。1962年,休梅卡根據從坑穴中得到的物質的C-14檢驗,得出了2.2萬年的結論,目前科學界一般比較贊成這個結論。對於石爆炸的方式,科學家們也作了探討。愛爾蘭天文學家愛皮克在作了多次人工爆炸試驗之後,滿懷信心地說:「一個直徑80米、重200萬噸的鐵塊,以20千米/秒的速度落來下來,造成了亞利桑那隕石坑。」
對於隕鐵的重量,也有的學者認為是10萬或20萬噸。不管怎麼說,這都是一次不亞於通古斯事件的大爆炸。有人這樣描繪那一場驚天動地的奇異景象:巨大的隕鐵呼嘯而來,與地球大氣猛烈摩擦,產生幾千度的高溫,發出太陽般的強光。火球自北向南劃破天空,以45度的角度墜落地面,隨著轟隆巨響產生大爆炸,大地劇烈抖動,蘑菇雲騰空而起,隕鐵片四下飛濺到10千米左右的範圍,形成一場罕見的鐵雨。如前所述,愛皮克認為隕鐵的重量是200萬噸。但截至目前,從坑穴周圍搜集到的隕鐵碎片,全部加起來也不過30噸。大部分隕鐵何在?巴林傑的意見是它們深深地埋藏在坑穴的底部。而現在科學家們的普遍看法是,由於爆炸產生的高溫,大部分隕鐵都被蒸發掉了。這也等於說,巴林傑兄弟所探測的隕石坑底部並不是那塊巨大的隕鐵。
對從坑穴周圍找到的隕鐵碎片作放射性測定,測得了隕鐵的三種年齡:5.4億萬年、1.7億年和1500萬年。對這差異很大的三種年齡的解釋,使人們得到了這塊大隕鐵的來歷的如下描述:5.4億年以前,一次小行星碰撞使巴林傑隕石脫離母體而分道揚鑣,當時它是一塊很大的隕鐵。此後1.7億年前和1500萬年前,它又第二次、第三次與小天體碰撞,個頭逐漸變小。在距今2.2萬年前,它來到了地球附近,在地球強大引力的作用下,被迫墜落在亞利桑那沙漠,造成了這個世界有名的坑穴。目前,已在全世界發現了100多個隕石坑,它們的形狀多數是圓形,最古老的有橢圓形或腰子形。研究隕石坑,可以加深我們對太陽系的認識及對太陽系演化歷史的理解。