Silverpit 陨石坑被确认为小行星撞击坑,曾掀起100米高的海啸
来自北海海底700米深处、埋藏的 Silverpit 构造附近一口油井的冲击变质矿物颗粒,终结了持续二十年的争论。
海床之下700米的陨石坑
Silverpit 陨石坑位于北海南部,埋在海床之下约700米处,距约克郡海岸约80英里。陨石坑本身直径约3公里。它的外围是一片大得多的、宽约20公里的环形断层区,即岩石中发生过位移的破裂带。
科学家于2002年首次识别出这一构造。它近乎圆形的轮廓、隆起的中央峰以及一圈圈断层,与其他撞击坑十分相似,而岩石在碰撞挤压下向上回弹时便可能形成中央峰。尽管如此,这一解释仍存在争议。一些地质学家认为,地下盐层的移动使上覆岩层发生变形;另一些人则提出,是火山活动导致部分海床塌陷。2009年,地质学家就这些相互竞争的解释进行投票,《Geoscientist》杂志记录了这次投票,多数参与者否决了小行星撞击假说。
冲击矿物平息了争论
由爱丁堡赫瑞瓦特大学的 Uisdean Nicholson 博士领衔的团队,综合了三维地震成像、岩相学与生物地层学数据以及数值撞击模拟。地震数据对整个构造进行了成像,确认了中央隆起、环状海沟、损伤带以及同期海床上众多次级陨石坑。边缘带中正断层与逆断层的分布,以及中央隆起周围弯曲的放射状断层,提示这是一次来自西侧的低角度撞击。顶部白垩层位上带凹坑、平顶的中央隆起,可能说明撞击后白垩立即发生了显著的脱挥发分。
决定性的证据来自附近 43/25-1 井采集的岩屑。已发表的研究报告了两颗带有冲击纹层的颗粒,表明冲击压力约为10至13吉帕斯卡,与数值模型的结果一致。校方的表述则提到,在与坑底相同深度处存在罕见的冲击石英和长石晶体。Nicholson 说:“这些颗粒毫无疑问地证明了撞击坑假说,因为它们具有一种只能由极端冲击压力形成的组构。”
一颗160米的小行星与超过100米的海啸
生物地层学数据将该事件定在始新世中期,即4300万至4600万年前。模拟显示,一颗直径约160米的小行星从西侧袭来,以较低的倾角击中海底。这次碰撞把一道岩石与水的幕墙抛向1.5公里高空,并引发了超过100米(330英尺)高的海啸。这个天体的体积远小于与恐龙灭绝相关的那颗小行星。
为何得到确认的撞击坑如此稀少
这项发表于《Nature Communications》的研究,确立了 Silverpit 是地球上为数不多得到确认的撞击坑之一。论文指出,陆地记录中已知的确认撞击坑仅约200个,而海洋撞击坑更为罕见:尽管地球表面70%以上被水覆盖,得到确认或可能的例子也只识别出约33个。直径大于约100米的撞击体能够穿透大气层击中地表。
被埋藏的陨石坑往往比出露地表的保存得更好,后者会受到风化、侵蚀和构造变形的改造,但若没有高分辨率地震成像或钻取岩芯,它们很难被研究。在这项工作之前,地球上唯一用三维地震完整成像的撞击坑,是西非近海直径约9公里的 Nadir 陨石坑。作者将 Silverpit 描述为一个保存异常完好的超高速撞击构造。