澳大利亚深处的巨型结构可能是有记录以来最大的小行星撞击

近期研究我和我的同事托尼·叶茨(Tony Yeates)在《构造物理学》(Tectonophysics)杂志上发表了一篇文章,我们根据多年的经验调查了我们的信念。小行星撞击研究 - 是世界上最大的已知撞击结构,深埋在新南威尔士州南部的地下。

Deniliquin结构的直径可达520公里,尚待钻探进一步测试。这超过了近300公里宽的大小弗里德堡南非的影响结构,迄今为止被认为是世界上最大的。

地球早期历史的隐藏痕迹

地球被小行星轰击的历史在很大程度上是隐藏的。这有几个原因。首先是侵蚀:重力、风和水随着时间的推移慢慢磨损陆地材料的过程。

当一颗小行星撞击时,它会产生一个核心隆起的陨石坑。这类似于当你把鹅卵石扔进水池时,一滴水从短暂的火山口向上飞溅。

这种中央隆起的圆顶是大型冲击结构的关键特征。然而,它可以在数千到数百万年内被侵蚀,使结构难以识别。

随着时间的推移,建筑物也可能被沉积物掩埋。或者它们可能会因俯冲而消失,其中构造板块可以碰撞并相互滑动到地球的地幔层中。

尽管如此,新的地球物理发现正在挖掘由小行星形成的撞击结构的特征,这些小行星可能已经达到数十公里,预示着我们对地球如何进化的范式转变。其中包括撞击“喷射物”的开创性发现,这是在撞击过程中从陨石坑中抛出的材料。

研究人员认为这些喷出物的最古老的层,在世界各地早期地形的沉积物中发现,可能意味着地球晚期重轰击的尾声。这最新证据这表明地球和太阳系中的其他行星直到大约32亿年前都受到强烈的小行星轰击,此后零星。

一些大撞击与大规模灭绝事件有关。例如,阿尔瓦雷斯假说以父子科学家路易斯和沃尔特·阿尔瓦雷斯的名字命名,解释了非鸟类如何恐龙由于大约6600万年前的一次大型小行星撞击而灭绝。

揭开丹尼利金结构

澳大利亚大陆及其前身大陆,冈瓦纳,一直是无数小行星撞击的目标。这些导致了至少38个确认和43个潜在的撞击结构,从相对较小的陨石坑到大型和完全掩埋的结构。

这张地图显示了澳大利亚大陆和近海中不确定、可能或可能撞击起源的圆形结构的分布。绿点代表已确认的撞击坑。红点代表已确认的超过100公里宽的撞击结构,而白圈内的红点超过50公里宽。黄点代表可能的撞击结构。安德鲁·格里克森和佛朗哥·皮拉伊诺

正如你会记得游泳池和鹅卵石的类比,当一颗大行星撞击地球时,底层地壳会以瞬态的弹性反弹做出反应,产生瞬态的弹性反弹,产生中央圆顶.

这样的圆顶会随着时间的流逝而慢慢侵蚀和/或被掩埋,可能是原始撞击结构中保留下来的全部。它们代表了撞击的根深蒂固的“根区”。著名的例子是弗里德堡撞击结构和170公里宽的撞击结构希克苏鲁伯陨石坑在墨西哥。后者代表了导致恐龙灭绝的影响。

1995年至2000年间,托尼·叶茨(Tony Yeates)提出了新南威尔士州墨累盆地下方的磁性图案。可能代表一个巨大的、埋藏的撞击结构。对该地区2015年至2020年更新的地球物理数据的分析证实,存在一个直径520公里的结构,其中心有一个地震定义的圆顶。

Deniliquin结构具有大型撞击结构所期望的所有特征。例如,该区域的磁性读数揭示了结构核心周围地壳中的对称波纹图案。这可能是在撞击期间产生的,因为极高的温度会产生强烈的磁力。

中央低磁区对应于地震定义的地幔穹顶上方30公里深的变形。这个圆顶的顶部约10公里比顶部浅的区域地幔。

磁性测量还显示了“径向断层”的证据:从大型冲击结构中心辐射的裂缝。这还伴随着小的磁异常,这些异常可能代表火成岩“堤坝”,即注入预先存在的岩石体裂缝中的岩浆片。

Deniliquin冲击结构的“总磁强度”图像描绘了其直径520公里的多环图案,中心岩心,径向断层和浅钻孔的位置。数据来自澳大利亚地球科学,发表于格里克森和叶茨,2022 年

径向断层以及其中形成的火成岩片是大型撞击结构的典型特征,可以在弗里德堡结构和萨德伯里撞击结构在加拿大。

目前,Deniliquin撞击的大部分证据是基于从地表获得的地球物理数据。为了证明撞击,我们需要收集冲击的物理证据,这只能来自深入结构。

德尼利金的影响是什么时候发生的?

Deniliquin结构可能位于冈瓦纳大陆的东部,后来分裂成几个大陆(包括澳大利亚大陆)。

Deniliquin结构可能是在奥陶纪晚期在冈瓦纳东部创建的。邱振等, 2022,抄送者

造成它的影响可能发生在所谓的晚奥陶纪大灭绝事件中。具体来说,我认为它可能触发了所谓的希南特冰川期,持续时间在4.452亿至4.438亿年前,也被定义为奥陶纪-志留纪灭绝事件.

这次巨大的冰川和大灭绝事件消除大约85%的地球物种。它是规模的两倍多希克苏鲁伯影响杀死了恐龙。

德尼利金结构也可能比希南德事件更古老,并且可能起源于寒武纪早期(约5.14亿年前)。下一步将是收集样本以确定结构的确切年龄。这将需要在其磁性中心钻一个深孔,并对提取的材料进行年代测定。

希望对Deniliquin撞击结构的进一步研究将为早期的本质提供新的线索。古生代地球。

致谢:我要感谢我的同事托尼·叶茨(Tony Yeates),他提出了将Deniliquin多环结构视为冲击结构的观点,并且对这项工作起到了重要作用。

安德鲁·格里克森,兼职教授,悉尼新南威尔士大学

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