3 结束30年的尴尬
可不可以说,岫岩陨石坑的证实背后是一份较真的执著呢?也许正是这份执著,让陈博士和他的团队结束了中国陨石坑研究领域长达30年的尴尬。
众所周知,中国领土约占地球陆地总面积1/15,但是却一直没有证实和发现陨石坑。这成为中国地球和行星科学界多年来一直困惑的问题,也深受国际科学界的关注。“有同行的外国学者问我,中国是地质大国,为什么陨石坑相关研究这么多年都毫无突破?”陈鸣博士回忆起在德国的岁月。
自20世纪60年代初地球表面第一个陨石坑(美国巴林杰陨石坑)被证实以来,至2009年1月,世界上已发现176个陨石坑。而中国自上世纪80年代开始,就投入大量人力物力寻找、论证境内可能存在的陨石坑。虽然先后报道过一批疑似陨石坑,但一直没有找到陨石撞击的关键证据。
什么原因?
从客观上说,中国地质板块活动十分活跃,板块俯冲、造山运动、火山作用和风化侵蚀等等,使得大量的陨石撞击坑被侵蚀、破坏和改造。而且不少疑似陨石坑地处偏僻,条件有限,研究人员难以涉足。陈博士在选择研究对象时也曾考虑过边疆地区某些环状构造,但最终也因难以开展工作放弃了。这些客观条件限制给寻找和证实陨石坑造成一定困难。
但是,陈博士认为问题的关键在于“领域问题”,陨石坑研究是跨学科研究,涉及地球学、行星学和冲击波物理学,“核心问题是冲击辨识。地球上圆状的地质地貌有很多,可以是火山,可以是天坑,但陨石坑却不多,而且有本质的区别,是经过天体撞击地表形成的,核心证据是撞击爆炸的特殊痕迹。”现实中,国内曾从事陨石坑探索的不少行家可能缺乏这方面的物理学基础,给证实陨石坑带来困难。
从20世纪80年代初,国内一些科学工作者,陆续对岫岩坑进行实地考察、构造解译、地质填图、人工重砂样品分析等工作,但一直未能完成确定陨石坑的论证。陈鸣回忆说,2006年底,他中断手头上关于天体撞击、矿物学方面的工作,转入陨石坑研究,“再不做,自己身体条件就不允许的了”。
4 专家说:百度百科有偏差
在采访中,陈博士还多次谈及外界对于陨石坑知识的某些偏差。如百度百科等网络资料中说,陨石坑的科学标准之一是中央必须有“中央锥”。他就此提出更正:“直径4公里以上的陨石坑才有可能出现中央锥。”
关于判断、证实陨石坑的标准,陈博士给出的答案和网络上的说法有些区别,“国际陨石坑科学界对陨石坑判别的诊断性证据是被撞击靶岩发生的冲击变质结果,关键证据包括撞击形成的超高压矿物,矿物击变面状页理,矿物击变玻璃等。坑的形态和其它地质和地球化学特征通常作为陨石坑的附加判别依据”。
柯石英是在超高压条件下形成的二氧化硅天然矿物。在陨石撞击引起的高温超高压条件下,地表岩石中的常见造岩矿物石英有可能转变为高密度的柯石英。地球上第一个被确定的陨石撞击坑(巴林杰陨石坑)就主要归因于柯石英的发现。地球上大约15%的陨石坑中已经找到撞击形成的柯石英。柯石英被国际科学界确定为地表陨石撞击构造的诊断性证据之一。
在陨石坑地层295米深处发现的角砾岩,是经过陨石撞击而形成的石头。它显示了强烈的冲击变质特征,这也是证实陨石坑的重要证据之一。
陨石撞击还会引起石英的变化,形成石英击变面状页理。在自然界中,石英击变面状页理的形成,仅可通过大规模陨石撞击引起的冲击波作用而形成。石英在冲击波作用下发生变形和局部的非晶化转变。这是矿物受冲击而产生的一种特殊效应,任何其他地质作用都不能复制这种效应。 而他们的研究小组,正是在岫岩陨石坑找到了这三个关键证据。