地球上最古老的撞击坑正在消失

轰击地球表面的小行星最早的撞击伤痕可能会在时间的蹂躏中永远消失。

根据一项新的分析,科学家们无法找到任何超过20亿年的陨石坑是有原因的。地球上不断的侵蚀和地质过程很可能将它们从地表完全抹去,只留下最原始的痕迹,如高压矿物和融化的岩石。

“我们所拥有的旧结构被保留下来几乎是一种侥幸,”行星科学家马修·胡贝尔说南非西开普大学。

“如果我们有那些较旧的陨石坑,我们可以回答很多问题。但这是地质学的正常情况。我们必须用现有的东西来编一个故事。

太阳系的早期比现在动荡得多。有很多太空岩石飞来飞去,太阳系内部遭受了相当大的打击。火星,月亮所有表面都有严重的坑坑洼洼追溯到超过40亿年前,证明了这种暴力。

月球表面严重陨石坑。(美国宇航局)

按理说,地球也同样遭受了重创,但20多亿年前的陨石坑记录是空的。地球拥有火星,水星和月球所没有的东西 - 强大的侵蚀影响和构造活动 - 但Huber和他的团队想知道这些过程在消除陨石坑证据方面的有效性和效率。

科学家可以通过多种方式找到陨石坑的证据。巨大的影响将改变地幔例如,在陨石坑底部以下,可以揭示重力测绘和地震成像。

然而,Huber和他的团队想知道,从地表移除所有地球物理证据需要多少自上而下的侵蚀。

他们研究了世界上已知最古老的撞击坑之一,弗里德堡在南非。它大约有20亿年的历史,直径300公里(186英里),形成一个20公里(12英里)小行星撞向地球。影响改变了地球表面的形状,由于反弹和周围的同心结构,中心有一个峰值。

估计垂直侵蚀大约10公里的物质足以抹去最大的陨石坑。弗里德堡经历了大约7至10公里的垂直侵蚀。剩下的只是一个半圆形的山丘环,一些较小的特征,以及在重力测绘测量中发现的地下看不见的蚀变。

弗里德堡陨石坑的地质图。(胡贝尔等人,JGR行星, 2023)

Huber和他的团队想知道发生了什么,不是在地面上,而是在地下,所以他们从陨石坑的不同点采集了岩心样本。他们模拟了撞击对岩石的影响,并比较了他们的样本,寻找撞击岩石和非冲击岩石之间密度、孔隙度和矿物学的差异。

结果表明,找到较老的陨石坑的几率并不大。虽然在陨石坑内可以识别出一些撞击矿物和熔体,但外部区域的岩石与周围的非撞击岩石没有区别。

“这并不完全是我们期待的结果,”胡贝尔 说.“有差异的地方,非常柔和。我们花了一段时间才真正理解数据。十公里的侵蚀和所有撞击的地球物理证据都消失了,即使是最大的陨石坑。

鉴于地球上消除陨石坑的过程也是处理有利于生活,我们不能对此太生气。

该团队的研究已发表在地球物理研究行星杂志.

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