我們的地球，自誕生以來(lái)就不斷遭受著“天外來(lái)客”的拜訪?！靶⌒行亲驳厍颉钡耐{，從沒(méi)真正消失過(guò)。
1988年至今地球上記錄的火流星事件，平均每個(gè)月都能發(fā)生2-3次。這些闖入地球大氣層的流星體個(gè)頭通常很小，絕大多數(shù)會(huì)在大氣層中燒毀。其中最大的一次（紅點(diǎn)）是發(fā)生于2013年2月15日的車(chē)?yán)镅刨e斯克（Chelyabinsk）撞擊事件，肇事小行星據(jù)估計(jì)直徑近20米，造成了一定的危害，無(wú)人死亡 | NASA/JPL-Caltech [1]
但撞擊事件的直接產(chǎn)物——“隕石坑”（或者叫“撞擊坑”），在地球上留下的并不多，迄今為止也就發(fā)現(xiàn)了大約200個(gè)而已。
地球上目前已發(fā)現(xiàn)的大型隕石坑分布（的不完全統(tǒng)計(jì)），注意圓圈大小并不是實(shí)際的隕石坑大小，但正比于實(shí)際隕石坑的大小 | 維基
如果有人問(wèn)，中國(guó)境內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多少隕石坑？
在本世紀(jì)前，答案是沒(méi)有。在大約10年前，答案是1個(gè)。在兩年前，答案是2個(gè)。而現(xiàn)在，這個(gè)數(shù)字躍升到了3個(gè)。
在2023年9月5日在線發(fā)表的論文中，陳鳴研究員團(tuán)隊(duì)確認(rèn)位于吉林省通化市白雞峰國(guó)家森林公園的一個(gè)圓形凹陷，其實(shí)是一個(gè)小天體撞擊形成的隕石坑[2]——這是我國(guó)境內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的第3個(gè)隕石坑。
無(wú)人機(jī)拍攝的白雞峰隕石坑 | 陳鳴研究團(tuán)隊(duì)
另外兩個(gè)，一個(gè)是位于遼寧省鞍山市的岫巖隕石坑，直徑約1.8公里[3]；
另一個(gè)是位于黑龍江省哈爾濱市依蘭縣的依蘭隕石坑，直徑約1.85公里[4]。
無(wú)人機(jī)在500米高空拍攝的依蘭撞擊坑全景圖 | 參考文獻(xiàn)[4]
這三個(gè)隕石坑均為陳鳴團(tuán)隊(duì)確認(rèn)真身。（嗯，東三省一家一個(gè)，這很雨露均沾）
從傳說(shuō)里走出的“白雞峰”
不同于近乎“死寂”的月球，地球上至今仍有各種活躍的地質(zhì)活動(dòng)和動(dòng)植物活動(dòng)，因此地球上形成的隕石坑更容易退化和抹去，更難以尋找和確認(rèn)。
從某種角度來(lái)說(shuō)，尋找地球上的古老隕石坑，是一件更有挑戰(zhàn)但也更有趣味的事——我們有時(shí)能從史書(shū)、典籍和傳說(shuō)中找到線索。
白雞峰國(guó)家森林公園，得名于園內(nèi)的兩座高峰：前白雞峰和后白雞峰。
前白雞峰（左）和后白雞峰（右）| 圖源：Google CNES / Airbus Maxar Technologies Landsat / Copernicus Data SIO, NOAA, U.S. Navy, NGA, GEBCO.
據(jù)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)局的介紹[5]：
相傳幾千年前，外星隕石落于園內(nèi)兩座峰上，石質(zhì)堅(jiān)硬銀白如雪，又因兩山形如雞狀，故得名白雞峰。
而陳鳴團(tuán)隊(duì)本次研究則證實(shí)了，這個(gè)傳說(shuō)在很大程度上是靠譜的：多年前的一顆小天體高速撞在了此處，形成了一個(gè)直徑約1.4公里的隕石坑。只不過(guò)，很可能不是“隕石落在了兩座峰上”，而是撞擊帶來(lái)的沖擊波改變了此處原本的地形，形成了前后兩座白雞峰。
新發(fā)現(xiàn)的白雞峰隕石坑具體位置是北緯41°33'07"，東經(jīng)126°06'40"，從航拍影像上來(lái)看，這坑真不算是很圓的。
白雞峰隕石坑的谷歌地球影像
地球隕石坑的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
但是，圓不圓這種事，對(duì)地球隕石坑的判定來(lái)說(shuō)，可以說(shuō)是最不重要的，差不多就行了（比這圓的很多都?jí)焊皇呛冒桑?/p>
相反，受撞擊前當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)構(gòu)造情況的制約，對(duì)小型地球撞擊坑來(lái)說(shuō)，不圓可一點(diǎn)都不稀罕。最典型的例子當(dāng)屬直徑1.2千米的巴林杰隕石坑，幾乎是個(gè)方形。
地球上最早得到確認(rèn)的隕石坑之一，巴林杰隕石坑 | 維基
那重要的判定標(biāo)準(zhǔn)是什么呢？是巖石在短時(shí)間內(nèi)迅速受到高溫高壓沖擊作用的痕跡！
這些痕跡中，最常見(jiàn)的就是震裂錐（shatter cone）了。這是一種比較典型的小天體撞擊或者核爆破產(chǎn)物，巖石在受到2 - 30 GPa的壓強(qiáng)之下可能會(huì)形成這種錐狀發(fā)散的線條，是一種宏觀的、肉眼可以識(shí)別的撞擊地貌。
典型的震裂錐長(zhǎng)這樣：
（左）加拿大魁北克Charlevoix隕石坑中發(fā)現(xiàn)的碎裂錐 | 維基 by JM Gastonguay；（右）德國(guó)Ries隕石坑中發(fā)現(xiàn)的碎裂錐 | 維基by Johannes Baier
更進(jìn)一步，還有一些常見(jiàn)的巖石沖擊變質(zhì)產(chǎn)物可以作一點(diǎn)數(shù)，例如柯石英、斯石英、微粒鉆石等，但這些同樣只能作為此處發(fā)生過(guò)高壓撞擊作用的輔證，而非實(shí)錘。
最關(guān)鍵的實(shí)錘是一種叫做面狀變形構(gòu)造（Planar deformation features，簡(jiǎn)稱(chēng)PDFs）的特征，這是一種微觀特征，需要在顯微鏡下才能看到。
經(jīng)歷過(guò)隕石撞擊引起的高壓沖擊作用的硅酸鹽礦物（通常是石英或長(zhǎng)石）晶粒中，可能會(huì)產(chǎn)生一組或多組平行于不同方向的線性裂隙，平行裂隙之間的間距在十幾到幾十微米量級(jí)。
典型的石英晶粒中的面狀變形構(gòu)造，來(lái)自：（左）加拿大Bosumtwi隕石坑 | 參考文獻(xiàn)[6]（右）芬蘭的Keurusselka隕石坑 | 參考文獻(xiàn)[7]。圖中都是平行于兩個(gè)不同方向的情況。
這是一種只可能出現(xiàn)在高壓沖擊作用現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)物，也是目前地球上判定一個(gè)坑是不是隕石坑最重要的實(shí)錘。
岫巖隕石坑和依蘭隕石坑，都是在探測(cè)到面狀變形構(gòu)造之后，才被真正認(rèn)可為“隕石坑”的。
岫巖隕石坑中探測(cè)到的面狀變形構(gòu)造：
岫巖隕石坑花崗巖碎屑中石英晶粒在正交偏振光下顯示出的面狀變形構(gòu)造特征，顯微照片 | 參考文獻(xiàn)[8]
依蘭隕石坑中探測(cè)到的面狀變形構(gòu)造：
依蘭隕石坑花崗巖角礫中的石英晶粒在正交偏振光下顯示出的面狀變形特征，顯微照片 | 參考文獻(xiàn)[4]
這次也不例外。敢說(shuō)“確認(rèn)發(fā)現(xiàn)”，毫無(wú)疑問(wèn)陳鳴團(tuán)隊(duì)是通過(guò)地質(zhì)考察和取樣，確實(shí)在白雞峰隕石坑的巖石中發(fā)現(xiàn)了面狀變形構(gòu)造的。
光學(xué)顯微鏡在白雞峰隕石坑坑內(nèi)采集的石英顆粒中探測(cè)到的面狀變形構(gòu)造（白色實(shí)線），正交偏正光 | 參考文獻(xiàn)[1]
白雞峰隕石坑形成于什么時(shí)候？
至于白雞峰隕石坑形成于什么時(shí)候？目前還缺乏更為細(xì)致的放射性定年結(jié)論。但有一些地質(zhì)學(xué)上的證據(jù)可以作為約束：
1）白雞峰的花崗巖基底形成于1.72億 - 1.5億年前（侏羅紀(jì)時(shí)期），因此白雞峰撞擊時(shí)間應(yīng)當(dāng)發(fā)生于這些花崗巖形成之后；
2）撞擊坑緣覆蓋的濺射物巖石碎屑層保存狀態(tài)較好，表明該撞擊結(jié)構(gòu)很年輕（指的是地質(zhì)尺度，一般百萬(wàn)年這個(gè)量級(jí)的都很年輕），尚未受到太久的地質(zhì)侵蝕；
前白雞峰頂堆積的撞擊濺射物石塊，邊緣銳利，明顯未受到很久的地質(zhì)侵蝕 | 參考文獻(xiàn)[2]
3）與直徑相似的依蘭隕石坑對(duì)比，兩個(gè)隕石坑均形成于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，也都被植被覆蓋，但依蘭隕石坑所在的花崗巖基底形成于4.9萬(wàn)年前，坑緣附近的濺射物碎石已被嚴(yán)重侵蝕。相比之下，保存更為完好的白雞峰隕石坑，形成年代至少不會(huì)比依蘭隕石坑早太多。
事實(shí)上，中國(guó)目前單位陸地面積上發(fā)現(xiàn)的撞擊坑密度遠(yuǎn)低于世界平均水平，這意味著，還有更多“隱藏”的撞擊坑尚未被發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)。這注定是一件非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，卻常常會(huì)失敗的工作，因?yàn)椴皇撬袌A形凹陷結(jié)構(gòu)都是隕石坑。但每個(gè)歷經(jīng)艱辛終得認(rèn)證的隕石坑，又是那么迷人，有著那么多連接歷史與如今，傳說(shuō)與現(xiàn)實(shí)的故事。
希望我國(guó)的大好河山里能發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多隕石坑的遺跡，也希望當(dāng)?shù)芈糜尉趾煤猛诰蚝驼故具@些旅游資源，反正現(xiàn)在岫巖、依蘭和白雞峰都已經(jīng)記在我的小本本上了。
參考文獻(xiàn)
[1] https://cneos.jpl.nasa.gov/fireballs/
[2] Chen, M., Lu, Y., Ning, J., Yang, W., Shu, J., & Mao, H. K. (2023). Discovery of the Baijifeng impact structure in Tonghua, Jilin, China. Matter and Radiation at Extremes, 8(5).
[3] Chen, M., Xiao, W., & Xie, X. (2010). Coesite and quartz characteristic of crystallization from shock-produced silica melt in the Xiuyan crater. Earth and Planetary Science Letters, 297(1-2), 306-314.
[4] Chen, M., Koeberl, C., Tan, D., Ding, P., Xiao, W., Wang, N., ... & Xie, X. (2021). Yilan crater, China: Evidence for an origin by meteorite impact. Meteoritics & Planetary Science, 56(7), 1274-1292.
[5] 通化市林業(yè)局-走，去白雞峰一起露營(yíng)吧http://lyt.jl.gov.cn/stwm/lywx/202306/t20230626_8728438.html
[6] Osinski, G. R., Grieve, R. A., Bleacher, J. E.,Neish, C. D., Pilles, E. A., & Tornabene, L. L. (2018). Igneous rocksformed by hypervelocity impact. Journal of Volcanology and Geothermal Research.
[7] Ferrière, L., Raiskila, S., Osinski, G. R.,Pesonen, L. J., & Lehtinen, M. (2010). The Keurusselk? impact structure,Finland—Impact origin confirmed by characterization of planar deformationfeatures in quartz grains. Meteoritics & Planetary Science, 45(3), 434-446.
[8] Chen, M., Koeberl, C., Xiao, W., Xie, X., & Tan, D. (2011). Planar deformation features in quartz from impact‐produced polymict breccia of the Xiuyan crater, China. Meteoritics & Planetary Science, 46(5), 729-736.
作者：haibaraemily
編輯：Steed
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