我国发现罕见月牙形陨石坑 系近十万年来最大规模碰撞所致

近日，我国科学家在黑龙江省哈尔滨市依兰县境内发现一个形态奇特的陨石坑——依兰陨石坑，它是一座月牙形环形山。这是继岫岩陨石坑之后，我国境内被证实的第二个陨石坑。

“导致该陨石坑形成的星球撞击事件发生在约4.9万年前，基于对现有陨石坑资料的分析，依兰星球碰撞事件是地球近十万年来发生的一次规模最大的撞击事件。”8月10日，中国科学院广州地球化学研究所（以下简称地化所）研究员陈鸣接受科技日报记者采访时透露，近日国际期刊《陨石学与行星科学》封面文章发表了依兰陨石坑发现的论文。论文由地化所与奥地利维也纳大学的科学家联合撰写，陈鸣为第一作者。

从陨石坑探寻星球演化过程

我国境内第一个和第二个陨石坑的发现，均出自陈鸣之手。

陨石坑是小行星、彗星、流星体等小天体撞击固体星球表面形成的环形凹坑。“星球之间的碰撞是一种最为普遍的自然现象，过去没有中断，将来还可能再次发生。”陈鸣说，通过研究陨石坑，探寻星球间的撞击情况，可为研究太阳系星球的形成和演化过程提供宝贵资料。

实际上，小行星撞击地球的潜在风险并非不存在。2013年2月，一颗陨星在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸，冲击波震碎了无数玻璃，上千人因此受伤。之后，联合国批准由几名宇航员提出的小行星防御计划方案。其他国家对此也有所行动。今年4月，在2021中国航天日开幕启动仪式上，国家航天局局长张克俭透露，中国航天未来将论证建设近地小行星防御系统。

“大规模星球撞击产生的灾难实在太大了。如果能从撞击所留下的痕迹——陨石坑中，充分了解过去地球因为这种撞击而引起的重大环境变迁和灾变事件，以及人类活动所受到的影响，可为小行星防御体系提供相关科学依据。”陈鸣说。

此次发现的依兰陨石坑，其形成与一颗直径大约100米的小行星的超高速撞击地表有关。

星球撞击事件距今4.9万年前

依兰陨石坑的形态特征十分罕见，展现为一座月牙形环形山。这个碗形陨石撞击坑坐落在花岗岩体上，直径1850米，坑缘高出地表150米。陨石坑的大部分坑缘保存状态良好，但占总长度约三分之一的南部坑缘缺失。

“研究揭示，该陨石坑的真实深度达到579米，坑底下部充填有厚层的花岗岩碎片，坑底上部覆盖着厚层的湖泊相沉积物。导致该陨石坑形成的星球撞击事件发生在距今4.9万年前。”陈鸣介绍，这是一次极高强度的撞击事件。这颗直径大约100米的小行星超高速撞击地表，星球碰撞释放出来的能量超过一千万吨TNT炸药的爆炸当量，引发了一次威力巨大的爆炸。

研究表明，撞击冲击波瞬间将地表以下体积超过4亿立方米的花岗岩体瞬间撕裂成碎片并挖掘出一个巨大的碗形凹坑，形成的陨石坑真实深度与直径的比值达到了地球同类型陨石坑之最。陨石坑底部充填的厚达数百米的花岗岩碎片绝大部分由粒度为毫米级的碎屑组成，岩石的撞击破碎程度之高在地球陨石坑中极为罕见。

“基于对现有陨石坑资料分析，依兰星球碰撞事件是地球近十万年以来发生的一次规模最大的撞击事件。”陈鸣表示，这次撞击事件发生在旧石器时代中期末段，这个时期黑龙江中南部地区草原茂盛、森林密布、动物繁盛。该区域当时已经有人类活动的踪迹，猛犸象—披毛犀动物群也是当时十分活跃的一个哺乳动物群，“这次星球撞击引发的巨大爆炸显然导致了陨石坑以及周边方圆数十千米范围内的生态环境灾难”。

依兰陨石坑形成之后，这个巨大的碗形凹坑一度发育成了一个湖泊。在末次盛冰期，陨石坑的南部坑缘受到了冰川的强烈侵蚀作用，湖泊消失。

为行星科学研究提供“实验室”

宇宙中星球之间的碰撞是一种普遍的自然现象。太阳系中许多固态星球表面都保存有星球撞击留下的地质遗迹，即陨石坑。目前，在地球上已经发现不少陨石坑，但这类地质遗迹在我国十分罕见。

“我国陨石坑研究始于20世纪80年代初，以前在国际陨石坑分布版图上，中国一直是空白。”多年来，陈鸣一直积极推动我国陨石坑科学的发展。2009年，岫岩陨石坑的发现填补了中国领土上这类独特地质构造形迹的空白。如今，依兰陨石坑的发现，无疑让中国在这一领域又往前迈进了一大步，为我国行星科学和地质学研究提供了一个珍贵的“天然陨石坑实验室”。(本报记者 叶 青)