陨石坑里怎么很少有陨石?到底是被谁拿走了?

2021-04-15 20:36:13 趣聊科学

陨石坑是由陨石撞击天体表面形成的,陨石坑这个定义,已经广泛被地质量界接受。

全球已经发现了大约150个陨石坑,无一例外的,这些陨石坑只有坑,并没有陨石,因此这个地表大坑是被陨石撞击形成的观点,很长时间都没有被地质界接受,大多数地质学家认为:地球上这些大坑是由于火山爆发或者气体爆炸造成的。

直到阿波罗计划给科学家提供了月球陨石坑数据,陨石坑的定义才真正被接受。

那么,问题来了,陨石坑里为什么会没有陨石?为什么陨石落在海洋里的危害比落在陆地上的危害更大?你知道地球上有个陨石坑的深度已经超过了地壳厚度吗?

这么多陨石

陨石又叫陨星,是地球以外,脱离原有运行轨道的宇宙流星或尘碎块,飞快散落到地球或其它行星表面的未燃尽的石质、铁质或是石铁混合的物质。

英国南极考察处联合剑桥大学等多个知名高校,收集了2019年和2020年南极洲东部沙克尔顿岭片区陨石,总共收集到120枚陨石,他们采用计算机模型推演,推算出每年约有1.7万枚陨石坠落地球[1],并将这一研究成果发表在知名期刊《地质学》。

这一研究结果的发表,也就直接地告诉人类,大多数陨石都无法形成陨石坑。

陨石坑形成

实际上,地球上的陨石坑形成的条件是:一个物体以11.6km/s的速度从外空与地球相撞。

在这个过程中,物体的动能转变成热能。

如果陨石的重量超过1000吨,那么地球的大气层基本上对其没有任何减速作用,这样的陨石表面温度和压力非常高。

在这种状况下,一般的球粒陨石和碳质球粒陨石,会在它们与地面撞击以前就被破坏,但是铁-镍金属陨石的结构足够强大,与地面撞击会造成巨大爆炸。

陨石坑哪里去了

因此,要想形成陨石坑,陨石要足够大,那么这么大块的陨石哪里去了呢?

高速陨石在撞击地球表面时,由于其动量非常大,会在接触面形成强大的冲击波。

冲击波在两者的接触面,分别向地表和陨石产生强大的压强,陨石也将受到非常大的压强。

在这一过程中,陨石瞬间被压缩成高压状态,压强瞬间能够达到几百Gpa,陨石处在高温和高压状态,陨石和接触地表会瞬间熔化或气化。

也就是说,此时陨石基本已经成为气体状态,在撞击过程中,被气化的物质迅速射向撞击坑,然后形成一个蒸汽柱,随后蒸汽柱会射向周围,如果撞击速度足够大,甚至有可能会有部分陨石颗粒飞出天体,造成“撞击污染”,不过,地球有足够厚的大气层,要逃逸出地球,其难度很大[2]。

实际上,越大的陨石坑,越难发现陨石的踪迹,反而,越小的陨石坑,还会可能发现小块陨石。这是因为,大型陨石的动能更大,速度和冲击力也更大,加上陨石属于“脆”的质地,很快会形成陨石渣渣。

▲希克苏鲁伯陨石(距今6576万年)

坑为什么这么少

地球距今已经有46亿年的历史了,每年掉落地球的陨石超过1.7万颗,为什么总共才找到150个陨石坑?

这主要是因为地球的侵蚀作用,以及古老的地貌被沉积物填埋了,慢慢的古老陨石坑不易辨识甚至消失。

目前,人类发现的最大陨石坑是弗里德堡陨石坑,形成于21亿年前,它位于南非的自由邦省,这个陨石坑的直径约为250-300公里,这么大的陨石坑是由直径为5-10公里的小行星撞击形成的。

如果按照原始陨石坑“深度/直径”比为0.15计算,其撞击后深度约为37.5-45公里,已经超过了地球地壳平均厚度(35-40km)。

恐龙是地球上出现过的最大的陆地脊椎动物。它们突然灭绝的谜团已经被人类慢慢解开。科学家表示:它们灭绝的原因可能是因为:6500万年前有一颗小行星撞到了墨西哥尤卡坦半岛上,这个天体当时可能以相当于100亿颗原子弹的冲击力,在地球表面撞出了几公里深的裂缝。撞击的碎片纷纷散落,引起了强烈地震、海啸、大洪水和大火灾,进而导致气候异常,先是大火,再就是冰川期,目前,美国已经把这一过程通过计算机模拟验证了。

陨石掉到水中

海洋占地表面积为71%,所以大的陨石落到海面的概率比陆地要高,那落在海里是不是会更好些呢?毕竟海水能够起到缓冲作用。

可事实并非如此,大的陨石撞击海面,比撞击陆地危害大多了,大的陨石可以一直冲到海底,大的陨石可以一直冲到海底,在海上会造成巨大的海啸。据计算推测,尤卡坦希克苏鲁伯的撞击造成了50至100米高的海啸,在内陆数千米处形成了堆积,可见其危害。

参考文献:
[1]每年或有1.7万枚陨石坠落地球 新华社新媒体
[2]Melosh, H. J. (2011). Planetary surface processes(Vol· 13). Cambridge University Press

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