地球上大約有190個主要的隕石坑,但是科學家們只知道其中幾個的年齡。最近,美國宇航局的一名科學家分析了澳大利亞亞拉伯巴隕石坑的年齡,發現它有22.29億年的歷史,這使它成為目前已知的最古老的隕石坑。
「它比之前已知的最古老的隕石坑要老2億年,這個隕石坑位於南非,長達200多公裡,」美國國家航空航天局詹森航天中心天體材料研究與探索科學部(ARES)的研究科學家蒂蒙斯·埃裡克森說。埃裡克森領導的團隊包括來自澳大利亞柯廷大學的克里斯多福·柯克蘭、尼古拉斯·蒂姆斯和艾倫·卡沃西,以及來自倫敦帝國學院的託馬斯·戴維森。研究人員最近在《自然通訊》雜誌上宣布了他們的發現。科學家們對確定隕石撞擊的年代很感興趣,因為這些撞擊很可能在我們星球的環境發展和歷史中扮演了重要角色。
例如,許多人都熟悉這樣一種理論,即恐龍是由6600萬年前撞擊墨西哥尤卡坦半島的一顆流星引發的氣候連鎖反應滅絕的。「科學家想知道流星撞擊可能與大陸的形成有什麼聯繫。埃裡克森說:「我們還想知道流星撞擊的頻率何時下降到生命能夠出現並茁壯成長的程度。」。"這些都是科學領域的大問題。"埃裡克森研究的亞拉伯巴撞擊結構位於西澳大利亞的一個非常偏遠的地方。最初的隕石坑被認為有70公裡寬,儘管今天它的遺蹟只有20公裡。
該遺址如此古老,以至於今天看起來不像典型的撞擊坑,它有清晰可見的邊緣和深碗。相反,亞拉伯巴曾經的標誌性特徵已經被風、雨和其他自然力量侵蝕殆盡,只留下雜草叢生的巖石露頭和山脊。亞拉伯巴的情況意味著科學家不能用最普通的方法來確定隕石坑的年代。許多隕石坑的典型特徵是所謂的「融化層」,這是一層容易到達的巖石頂層,當撞擊第一次發生時,它被加熱到熔點並結晶。這種巖石可以用來確定事件發生的時間,但它通常是最先被改變或風化掉的巖石,就像亞拉伯巴的情況一樣。
那麼,科學家如何確定一個被時間風化的古老隕石坑的年齡呢?埃裡克森通過尋找顯示遭受隕石撞擊的衝擊和高溫跡象的巖石做到了這一點。特別是,他收集了含有兩種礦物的巖石樣本:鋯石和獨居石。這些礦物是含有鈾和鉛的晶體,它們的比例可以通過測量來確定巖石的年齡。埃裡克森和研究小組使用柯廷大學的電子顯微鏡來觀察被隕石撞擊熔化的晶體。科學家隨後測量了這些晶體中的鈾和鉛,以計算它們的年齡:22.29億歲。亞拉伯巴撞擊的時間與地球上一些最早的冰帽和冰川的形成相吻合,這是在大氣中氧氣出現後不久。埃裡克森說:「這個項目的偉大之處在於它展示了我們如何能夠確定古老的、被深深侵蝕的隕石坑的年齡。」。鑑於這種新的能力,阿瑞斯在休斯頓自己的設施中增加了分析古代隕石坑的設備。這一發現將有助於更多的科學家確定我們星球上隕石坑的年齡,從而揭示更多關於地球漫長、複雜——有時甚至是爆炸性——的過去。