创纪录的发现:澳大利亚内陆的撞击坑最古老 10 亿年

我们在西澳大利亚州皮尔巴拉 (Pilbara) 地区的正中心发现了地球上最古老的陨石撞击坑。该陨石坑形成于 35 亿多年前,是已知最古老的陨石坑超过十亿年.

我们的发现今天发表在自然通讯.

奇怪的是,这个陨石坑正是我们希望它所在的地方,它的发现支持了关于地球第一大洲诞生的理论。

皮尔巴拉 (Pilbara) 撞击形成的破碎锥体。(蒂姆·约翰逊)

最初的岩石

地球上最古老的岩石形成于 30 多亿年前,分布在大多数现代大陆的核心中。然而,地质学家仍然无法就它们如何或为何形成达成一致。

尽管如此,人们一致认为这些早期大陆对地球上的许多化学和生物过程至关重要。

许多地质学家认为这些古老的岩石形成了在热羽流上方它们从地球熔融的金属核心上方升起,更像是熔岩灯中的蜡。其他人则认为它们是由板块构造过程类似于现代地球,岩石在这里相互碰撞和推毮。

尽管这两种情况非常不同,但都是由地球内部的热量损失驱动的。

我们的想法完全不同。

几年前,我们发布了一篇论文这表明在皮尔巴拉形成大陆所需的能量来自地球之外,以与直径数公里的陨石发生一次或多次碰撞的形式出现。

当撞击炸毁了大量物质并融化了周围的岩石时,下面的地幔产生了厚厚的火山物质“斑点”,演化成大陆地壳.

然后,我们的证据在于矿物锆石的微小晶体的化学成分,大约有沙粒那么大。但为了说服其他地质学家,我们需要更有说服力的证据,最好是人们不需要显微镜就能看到的证据。

因此,在 2021 年 5 月,我们开始从珀斯 (Perth)向北长途跋涉,在皮尔巴拉 (Pilbara) 进行为期两周的实地考察,在那里我们将与西澳大利亚地质调查局 (GSWA) 寻找陨石坑。但是从哪里开始呢?

与我们值得信赖的 GSWA 车辆一起在典型的皮尔巴拉景观中寻找破碎锥体。(克里斯·柯克兰)

一个偶然的开始

我们的第一个目标是一层不寻常的岩石,被称为南极溪成员,它露出在直径约 20 公里的圆顶侧面。南极溪段的厚度只有 20 米左右,主要由沉积岩组成,夹在几公里的深色玄武岩熔岩之间。

但是,它还包含小球– 由撞击过程中抛出的熔岩形成的液滴。但这些水滴可能是从地球上任何地方的巨大撞击中传播到全球各地的,很可能来自现在已经被摧毁的陨石坑。

在查阅了 GSWA 地图和航拍后,我们沿着一条尘土飞扬的小径在皮尔巴拉中心找到了一个区域,开始我们的搜索。我们停好越野车,分道扬镳穿过露头,比预期的更充满希望,同意在一个小时后见面,讨论我们发现了什么,并吃点东西。

发现地点南极溪成员岩石中的大型小屋状破碎锥。最左边山顶上的岩石是玄武岩,直接位于破碎锥体上。(蒂姆·约翰逊)

值得注意的是,当我们回到车上时,我们都以为我们发现了同样的东西:破碎的锥体。

破碎锥是美丽、精致的分支结构,与羽毛球没有什么不同。它们是肉眼可见的唯一震动特征,在自然界中只能在陨石撞击后形成。

经过一个多小时的搜索,我们准确地找到了我们正在寻找的东西。我们真的打开了四轮驱动车的车门,踏上了一个巨大的古老撞击坑的地板。

令人沮丧的是,在拍了一些照片和取了一些样本后,我们不得不转移到其他地点,但我们决定尽快返回。最重要的是,我们需要知道破碎锥体的年龄。我们发现了地球上已知最古老的陨石坑吗?

事实证明我们做到了。

一座大约一米高的破碎锥“小屋”,背景是皮尔巴拉连绵起伏的丘陵。(克里斯·柯克兰)

来来去去

经过一些实验室研究后,我们于 2024 年 5 月返回现场,花了 10 天时间更详细地检查了证据。

破碎锥到处都是,遍布南极溪成员的大部分地区,我们追踪了几百米,一直延伸到皮尔巴拉连绵起伏的丘陵中。

我们的观察表明,在有破碎锥的层之上是一层厚厚的玄武岩,没有撞击冲击的迹象。这意味着撞击必须与南极成员岩石的年龄相同,我们知道南极成员的岩石有 35 亿年的历史。

我们有我们的年龄,以及地球上最古老的撞击坑的记录。也许我们关于大陆最终起源的想法并不像许多人告诉我们的那样疯狂。

机缘巧合是一件了不起的事情。据我们所知,除了传统所有者 Nyamal 人之外,自这些令人惊叹的特征形成以来,没有地质学家关注过它们。

像一些我们之前的其他人,我们曾论证过,陨石撞击在我们星球的地质历史中发挥了重要作用,就像它们对我们坑坑洼洼的月球和其他行星、卫星和小行星.现在我们和其他人有机会根据确凿的证据来检验这些想法。

谁知道在其他大陆的古老核心中,还埋藏着多少未被发现的古老陨石坑?

寻找和研究它们将改变我们对早期地球和巨大撞击作用的理解,不仅在我们赖以生存的陆地的形成中,而且在生命的起源本身。

蒂姆·约翰逊, 教授, 地质学,科廷大学;克里斯·柯克兰,地质年代学教授,科廷大学乔纳斯·坎普夫, 地质学研究助理,科廷大学

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