漲知識:隕石撞擊地球導致恐龍滅絕,隕石坑在哪?


1、隕石坑在哪?
2、怎麼證明就是這個隕石坑?
3、為什麼相對地球尺寸不大的隕石坑,可以導致全球非鳥類恐龍滅絕?
4、如果現在地球遭受同樣撞擊會怎樣?
5、既然是隕石坑,那不應該是凹下去的嗎?怎麼會有島?
01
隕石坑在哪?
墨西哥尤卡坦半島。叫Chicxulub crater(希克蘇魯伯隕石坑)。
直徑約200公里。
02
怎麼證明就是隕石坑?
1951年,墨西哥石油公司在這裏打了幾個鑽井,沒發現石油,但在1.3公里,挖到了很厚的安山岩層。
安山岩是一種中性火成岩,介於玄武岩和流紋岩之間,通常形成火山活動區域,比如島弧和大陸邊緣。
但尤卡坦半島很少有火山,怎麼會有這麼厚的安山岩呢?
當時研究的重點在石油勘探上,所以地球物理學家沒關注這個問題。
到1970年代,地球物理學家在航空重力勘探的結果上,發現了該地區存在大面積低值重力異常(如下圖)。

左圖是重力異常值,右圖是重力異常的空間二階導數,更能凸顯異常邊界。
可以看到,明顯的一個圓形構造,如右圖紅圈處,右圖右上角的紅圈是附近另一個同期形成的隕石坑。
但這隻是形態上類似隕石坑,並不能證實就是隕石坑。
因為缺乏進一步證據,當時也擱置了。
到1980年代,地球化學家給出了有力助攻,他們在世界多地發現了地層中含有高丰度銥元素的薄粘土層。
這一發現迅速引起了廣泛關注,為什麼呢?
因為銥元素在地殼中太太太稀少了,居然在地殼中存在如此高濃度的一個薄層。
比背景水平高出160倍!
注意下圖的薄層銥的丰度達到了41.6ppb,背景值在0.26ppb。

丹麥部分酸不溶性殘留物中銥的丰度
地殼中銥含量少,但隕石中含量高。
基於此,推測地球可能經歷了一次大規模隕石撞擊,進一步通過對這個薄層的測年,表明這個隕石撞擊的事件在白堊紀末期。
那就看卡坦半島的重力異常區域是不是隕石坑,時間能不能吻合了?
關注的重點就在這裏白堊紀-古近紀之間的地層。
再到1990年代,地球物理學家在卡坦半島的鑽探取樣中,在白堊紀-古近紀之間發現了衝擊石英。

衝擊石英
衝擊石英只有在極高壓和高溫下才能形成。
地球上只有三個地方可以找到衝擊石英:隕石撞擊坑、核試驗場所和實驗室。
同時,在白堊紀-古近紀之間的地層,還發現了大量玻隕石。
這些玻璃狀物質是由於隕石撞擊時產生的高溫熔融岩石冷卻后形成的。
最終確認了希克蘇魯伯隕石坑的存在。
03
為什麼相對地球尺寸不大的隕石坑
可以導致全球非鳥類恐龍滅絕?
發展過程:1、研究估算當時撞擊的能量大概是人類最強核武器沙皇氫彈的200萬倍,可以抹殺約1500公里範圍內的絕大多生命;
2、引發北美洲和南美洲海嘯;
3、撞擊噴出物,再強風甚至颶風的加持下,延伸至內陸,引發多地大火;
4、撞擊會在地球另一端產生多次地震波,地震波會反彈,引發各地頻繁火山和地震。
也就是說,除了海嘯等災害,全球基本都在燃燒,大量塵埃和碳排放導致地球持續數年黑暗,植被慢慢死去,進而非鳥類恐龍滅絕。
04
如果現在地球遭受同樣撞擊會怎樣?
2022年,NASA做了一個雙小行星重定向測試,全名叫 Double Asteroid Redirection Test,簡稱DART。
從地球發射一個無人探測器,撞向小行星Dimorphos。
測試結果:小行星偏離了軌道。
所以,如果真有隕石撞擊,人類現在的航空航天技術是可以抵禦的。
05
既然是隕石坑
那不應該是凹下去的嗎
怎麼會有島?
因為地球是活的,有板塊不斷運動、地表風化,植物生長等等。
wiki上做過一個隕石坑撞擊后的地層響應模擬:
直觀對比,月球是死的,沒有地質活動、火山活動等,撞了就是明顯的坑。

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