【宇宙立方】宇宙礼物盒!陨石坑变身超级矿藏

发布时间:2018-02-27   来源:宇宙探索    点击:   
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2013年2月,俄罗斯中部的一声巨响震惊了全世界。一颗带着耀眼火光的陨石突袭地球,并在空中解体 爆炸,无数建筑的玻璃瞬间粉碎,千名居民受伤。这位华丽的不速之客的残块在冰湖上砸出了一个巨大的 冰洞,其余散如碎屑,随风而去。

  牵动全球神经的还有去年的一则爆炸新闻——俄罗斯政府曝光了被雪藏了30多年的“玻普盖 (Popigai)钻石矿”。据报道,这是一个藏身于西伯利亚东部大陨石坑中的富矿,储量估计超过万亿克拉 ,比目前已知的全世界钻石矿储量总和还多10倍。

  这两起轰动世界的消息,除了引起全世界又一轮陨石热之外,也将一个更为神秘的现象呈现于公众面 前—陨石坑。如果说陨石是宇宙送给地球的礼物,那么这些大大小小撞击坑就是独具匠心的礼物盒,在这 场宇宙的馈赠事件里,“椟”和“珠”都价值连城。

  宇宙礼物盒!陨石坑变身超级矿藏

  它们是一个个古老而漫长的故事。

  所谓陨石坑,用科学术语来说就是小行星、彗星和流星体等小天体超高速撞击行星及其卫星表面形成 的凹坑或环状地质构造。据研究者估计,在40亿年前太阳系形成的早期,宇宙间的陨星撞击频率可能比现 在要高出1000倍,并对太阳系行星的形成和演化起到了重要作用。

  由于大气层的保护,和外星球相比,裹着厚厚防护层的地球遭到陨石撞击的可能性不及其他星球之万 一。可即便这样,据陨击构造学家估计,在地球演化史中出现的直径大于10公里的陨石冲击构造不少于 1500个,小陨石坑的数量就更多了。不过,由于地质作用的改造以及表面的侵蚀破坏,直径20公里的撞击 坑在6亿年后仍可辨识,而直径仅1公里左右的小撞击坑在百万年后即面目全非。在漫长的地球岁月里,只 有少数古老的陨石坑幸运儿能被保存下来,与人类相遇。

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  翻翻地球上陨石坑的家谱,在各地质年代均有分布,其中最古老的距今超过20亿年,而最年轻的陨石 坑如秘鲁卡兰卡斯陨石撞击坑只有6岁;有的“小不点”的直径只有十几米,“巨人”如墨西哥奇克苏鲁 布陨石坑的身量则可达约200公里。

  

 那么,中国又拥有多少陨石坑呢?通过简单的查阅,我发现,从古至今,从古籍到网络,都有关于所 谓疑似“陨石坑”的报道。它们“居住”在中国各地,成为当地的话题和好奇者的探险之地。而关于它们 的真实身份、形成过程以及相关的各种怪现象,也有着许许多多的争议和演绎。

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  在古代中国,陨星往往被视作预兆凶吉的天象。到了今天,人们说起陨星,除了美丽的流星雨,最直 接的联想就是“从天而降的灾难”。从它们撞击出的巨坑,就能想象其巨大的破坏力。实际上,在俄罗斯 中部的陨石雨震惊全球时,一颗小行星也正与地球擦肩而过,其轨道距离地球最近处只有2万多公里,虽 然科学家称其不会冲击地球,但全世界的天文台都在紧张地追踪和观察着这颗试图与地球“亲密接触”的 不速之客。

  有研究者声称,每6500万年,一次灾难性的撞击事件就会强势改变地球的命运。许久以来,恐龙灭绝 之谜也一直被人们津津乐道。一派学说认为,一个直径约10公里的陨石在地球上形成了一个直径近200公 里的陨石坑,将大量碎片和灰尘送入大气层,从而引发了一连串的大海啸、全球性火灾和酸雨,遮挡太阳 光数周乃至数月,一举终结了恐龙时代。这并非臆想,据估计,一个直径仅仅十多米的陨星,若以每秒十 几公里的宇宙速度撞击地球,就能爆发出约20颗广岛原子弹的威力。1908年,在俄罗斯发生的通古斯神秘 大爆炸被很多人认为是陨石撞击引起的,在这场灾难中,一片面积为2000平方公里的原始森林被击倒,大 面积冻土被融化成了沼泽地。而在中国,宋代的沈括也曾在《梦溪笔谈》中描述过一次惊心动魄的陨星撞 击事件。按照记述,这应该是一颗很小的陨石,速度也不快。可即使这样,它仍然来势汹汹,引起了一场 大火,烧毁了当地庄园的诸多藏书和文献。

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  遍布钻石的超级富矿,可怕的灾难,让陨石坑笼罩上了莫测的色彩。而说起这一神秘事物的福祸难辨 ,就必须提到一个人——因为陨石坑,他举世闻名;也因为陨石坑,他的生活和事业被拖入了深渊,贫病 而终。这个人,便是美国巴林杰陨石坑的“铁杆粉丝”巴林杰。

  

 在科罗拉多暗红色的红土高原上,这个直径1180米的淡土红色大圆坑非常醒目。从高处鸟瞰,它像是 一个旧式的铜盆,又如一把倒挂的雨伞。它是当今世界最为科学界和公众所熟知的撞击构造,有着极为特 殊的身份——全球第一个被科学界确认的陨石坑。


 

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  在遇到丹尼尔?巴林杰之前,这个巨大的陨石坑已经在荒原中沉默了数万年,它有一个形象的诨号— —恶魔山谷。1903年,它的故事和这位采矿工程师的命运轨迹交织在一起。在遭遇这个陨石坑之前,头脑 灵活且精力充沛的丹尼尔?巴林杰堪称少年得志。他依靠经营金银矿发了财,轻易的成功也助长了他急躁 的脾气和骨子里的执拗。这一年,他在一次聚会上偶然听说了这个奇怪的大坑,便“异想天开”地认为它 是被陨石撞出来的,当他看到坑附近找到的陨铁残渣之后,便更坚定了自己的想法—一颗富含镍铁的大陨 石在撞击后钻进了地下,这意味着至少一千万吨的富铁矿,若加以开采,收益可达5亿美元。#p#分页标题#e#

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 在那个时代,人们对陨石坑的认知还非常有限。为了他的梦想,巴林杰成立了专门的铁矿公司,为了 集资,他全力搜集证据,并两次在费城科学院论证自己的观点,却不断遭到嘲笑和反对。与此同时,他的 矿产开发之路也越走越艰难。他在坑里四处钻探,足足耗费了27年,却找不到任何有开发价值的铁矿石。 在钻头烧结、缆绳断裂、资金枯竭后,濒临破产的巴林杰去求助天文学家穆尔顿。经过严谨的考察和推算 ,穆尔顿的回答给了巴林杰最后致命的一击——造成这样一个陨石坑的陨星最大也只有30万吨,根本不值 得商业开发。更让人绝望的是,陨星撞击地球时产生的超高热高压很可能已把陨石烧毁并气化了。1929年 11月30日,在穆尔顿的报告正式提交一周以后,巴林杰因心肌梗塞而猝亡,终结了他的陨石坑之梦。

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  在他去世31年后,研究者们在巴林杰坑中发现了陨石冲击的铁证——柯石英,这一发现震惊了整个科 学界,世界上第一个被正式确认的陨石坑就此诞生,一套鉴定标准也逐渐成熟,地球上越来越多的陨石坑 被确认。为了纪念这位执著的工程师,人们将其命名为巴林杰陨石坑。今天,撞击坑北侧建立了博物馆, 人们可以在这里追寻感叹陨石坑的前尘往事和巴林杰的曲折命运。

  散布在地球各处的陨石坑多数有亿万年的高龄,可直到近几十年,相关研究才突飞猛进。和运气不佳 的巴林杰不同,人们惊喜地发现,陨石坑确实与“宝藏”有着千丝万缕的联系。

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  为了进一步探寻陨石坑的秘密,我采访了中科院的冲击构造专家陈鸣老师。他告诉我,一位著名学者 曾统计得出,约四分之一已发现的陨石坑与经济矿产有关,且其中很多已经投入开采。以玻普盖为例,这 一矿藏虽有些“被神化”,但的确是全球规模最大的金刚石矿床之一,不折不扣的“国家宝藏”。确切地 说,这里蕴藏的是“冲击钻石”,是地壳中丰富的石墨在陨石猛烈撞击下被“点石成钻”的。

  

 除此之外,加拿大萨德伯里特大型铜镍矿的成因也被认为与撞击事件有关。一个多世纪以来,这里的 铜、镍蕴藏量及年产量始终居世界前列,1915年之前的镍产量竟占到全球总量的80%。此外,当地土壤富 含矿物质,拥有北安大略地区最好的农耕地……宝藏还能列出很多,如以矿石品位之高而著称的南非兰德 金铀矿床,以及希尔津铅锌矿、里斯煤矿和诸多油气田。甚至曾有学者撰文,称巨型陨石坑乃是“打开油 气田分布之谜的钥匙”。#p#分页标题#e#

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  陨石坑为何与矿产如影随形?其中的原因很复杂,简单来说,陨石特别是巨型陨石撞击时形成的瞬时 极高压高温作用于地壳,会形成一系列特有矿物,如陨击金刚石等。此外,撞击作用也可能诱发大规模的 构造岩浆活动,将地底深处的成矿物质挤压到近地表。再者,陨石坑本身的形态和构造特征也可进一步调 节和控制矿产,如冲击岩石层带的裂缝、孔穴以及特定的时间和压力都是孕育油田的摇篮。

  陨石坑带给人类的宝藏绝不仅限于矿产。加拿大的曼尼古根陨石坑是地球上最醒目的陨石坑之一。它 有着独一无二的环形水系,从太空观测,它就像是一枚巨大而闪亮的“魔戒”,直径超过了100公里。两 亿年前的撞击,漫长的地质年代的销蚀,在陨石坑的外缘与中央凸起之间形成了一道宽约10公里的环形水带。冬季,在加拿大魁北克省茂密的原始森林暗绿色的背景上面,冰封的环状银白色湖泊闪闪发光,成为 地球上最绮丽的自然景观之一。它还有另一重身份—宏伟的国家水电工程。加拿大政府在曼尼古根河上修建了三座水电站大坝,将这个陨石坑湖变成了世界上第五大水库,350亿立方米的湖水所发出的电不仅点 亮了魁北克,还输出到美国东北部。

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  加拿大平考努特陨石坑也是一个湖,在人迹罕见的北极冻原上,它就像一个硕大无比的明镜在阳光下 反射着耀眼的银光。多年间,美国空军曾将其作为飞越北极圈的特有航标。1948年,它的神秘面纱终于被 揭开——一个有着150年高龄的陨石坑,足足有267米深,盛满与世隔绝之地的清冽冰雪和雨水。测试者曾 把一个测试盘沉入水中,当它沉落至水下37米即约14层楼的深度时,岸上的人仍然可以清晰地看到它。除 了极为纯净的水质,这个陨石坑还有着特殊价值——其惊人的深度避开了环境干扰,从湖底采集的沉积物 完好地保存着100多万年来湖中气候和生物活动的原始记录,像一本自然的宝典。为了保护这奇妙纯净的 陨星湖,加拿大于2003年在此成立了保护区公园,这是也北极因纽特人自己的第一个自然公园。

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  财富与自然的贡献之外,陨石坑往往也是历史与传说的摇篮。

  澳大利亚有着古老的地表岩层,记录了几亿年以来天外来客的痕迹。但其内陆和西北部大都是蛮荒之 地,对陨石坑的探查十分困难。不过澳大利亚的科学家有一种因地制宜的方法——从土著的传说中寻找线 索。#p#分页标题#e#

  2008年,悉尼马克卡里大学的一位天文学家从传说里得知,一颗星星曾坠落在普卡地区。他以此为线 索果然发现了一个新陨石坑。实际上,澳大利亚的几个著名陨石坑都藏身于古老传说中——或是天神的孩 子从舞池跌落,或是五彩神蛇钻入地下的入口。如果我们借助遥感技术,就会发现它们的确既奇异又神秘 。在澳大利亚的荒漠上,它们或如蜘蛛盘踞,鹿角蜷伸,又似星云旋转、锥柱团聚。在撞击之初,它们很 可能是经典的环形结构,而亿万年的自然打磨则给予了它们抽象画般的意境。富有神性的陨石坑还有很多 ,如爱沙尼亚Kaali陨石坑被称为“神湖”,加纳的博苏姆推湖则被土著认为是死者灵魂向上帝告别的地方。

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  陨石坑并不都在荒凉之处,世界上还有一个“繁荣文明的陨石坑”,那便是德国的里斯陨石坑——四 周的山冈像盘子边,古镇纳德林根就坐落在盘底。除了拥有“城堡之乡”的美誉外,它还被称为“躲在陨 石坑里的小镇”。从三千多年前的古代凯尔特人到古罗马,从中世纪到现代,里斯陨石坑地区都是欧洲中 部重要的文化中心,大量的古代教堂、城堡和修道院遗址见证了它文明的辉煌。

  

 陨石坑精彩如此,不禁让我有些激动起来。既然中国也报道了这么多疑似“陨石坑”,想必其中也必 有不少神奇的宝藏吧!

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  可结果却让我非常失望——我查阅了权威的世界陨石坑数据库,却诧异地发现,目前全球得到确认的 陨石坑近200个,可中国偌大的地图上只有孤零零的一个“独苗”——辽宁岫岩陨石坑,而且还是2010年 才刚刚获得“身份证”的。

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