地質學家表示，他們發現了長期以來被認為消失的岩石，這是地球上最古老、最大撞擊坑最年輕的遺蹟。
根據今年五月將在《地質學》雜誌上發表的一項研究，在南非弗裡德堡撞擊坑飽經風霜的中心地帶，潛藏著引人注目的綠黑色岩石，這些岩石是曾經填滿巨大隕石坑的岩漿海僅存的一些殘餘物。直到現在，地質學家還認為幾乎所有這些“撞擊熔岩”岩石都已隨時間流逝而消失。自從20.2億年前被撞擊開啟以來，弗裡德堡隕石坑大約有6英里（10公里）被侵蝕掉了。
“這就像在大峽谷中發現了一種新的岩石型別，”該研究的合著者，加拿大安大略省西安大略大學的地質年代學家戴斯蒙德·莫澤說。“弗裡德堡已經被人們走過100年了。”
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《地質學》雜誌同一期發表的另一項研究報告了迄今為止關於可能的弗裡德堡撞擊噴射物的最佳證據。研究人員說，汽化的岩石珠被炸入大氣層，並像雨點般落在1550英里（2500公里）以外的原始大陸上，該原始大陸後來成為俄羅斯西北部和斯堪的納維亞半島。[撞擊！地球上最大的10個撞擊坑]
第二項研究的主要作者，比利時布魯塞爾大學的行星地質學家馬修·休伯說：“我認為這是在試圖瞭解弗裡德堡結構頂部方面邁出的明確一步。”
砍掉它的頭
科學家估計，古老的弗裡德堡撞擊結構曾經是一個更大的隕石坑，直徑約為185英里（300公里）。莫澤說，撞擊原始非洲的小行星或流星寬6英里（10公里），挖出的洞比大峽谷深10倍。撞擊產生的巨大熱量融化了地殼，形成了一個岩漿湖。莫澤和他的合著者麗莎·庫佩利也探索了安大略省薩德伯裡隕石坑中類似的熔融海的遺蹟，該隕石坑僅比弗裡德堡稍小且年輕。
在弗裡德堡，這種撞擊熔岩湖幾乎沒有殘留。那裡有雜亂無章的撞擊相關角礫岩，它們是在撞擊後不久，地殼切片塌陷到隕石坑中形成的。這些切片滑動得如此之快，以至於由此產生的摩擦將岩石熔化成稱為假玄武玻璃的玻璃狀物質。還有充滿熔岩的裂縫，稱為岩脈，裡面塞滿了稱為花崗閃長斑岩的岩石，花崗閃長斑岩是由滲透到當地岩石中的撞擊熔岩手指形成的。
但是莫澤在1990年代在隕石坑的中心地帶有了幸運的發現。當他試圖確定弗裡德堡的年齡時，他意外地發現了原始的、具有20.2億年曆史的鋯石——微小的礦物，沒有暴力衝擊的跡象。鋯石被卡在罕見的、充滿岩漿的岩脈中。這些岩脈穿過曾經埋藏在地球深處12英里（20公里）的古代地殼。莫澤認為，部分冷卻的岩漿洩漏到地殼岩石中，地殼岩石像牙膏一樣滲入以堵塞隕石坑，從而形成了層狀葉理。（地殼像圓頂一樣升起——想象一下水滴擊中一碗水的慢動作影片。）
罕見的發現
莫澤於1997年在《地質學》雜誌上發表了他的發現，並立即引發了一場關於這些充滿稱為輝長閃長巖的岩石的岩脈是否真的是弗裡德堡撞擊熔岩遺蹟的爭論。這場爭論至今仍在繼續。一些研究人員反對，因為岩漿具有不尋常的層狀外觀，稱為葉理，這在變質岩中很常見。批評家說，也許它只是另一種假玄武玻璃，或者是地球原始地殼的一部分。其他人則認為，年輕的鋯石可能是在撞擊的熱量下在先前存在的岩石中結晶的。[照片：世界上最奇特的地質構造]
因此，莫澤和庫佩利最近返回南非，尋找確鑿的證據來證明岩漿岩脈與隕石坑本身一樣年輕。
“我想消除所有關於這與撞擊有關的疑問，”庫佩利說。
現在，領導這項新研究的庫佩利認為，該團隊可以證明岩漿誕生於弗裡德堡的撞擊熔岩中。她說，鋯石是隨機分佈的，並與其周圍的礦物交織在一起——它們不可能比它們的鄰居更晚地從撞擊的熱量中生長出來。鋯石的結晶溫度也在華氏1337至1702度（攝氏725至928度）之間，這比地球上的正常溫度要高，但與薩德伯裡的撞擊熔岩中的溫度相同。
最後，鉿元素的含量表明，岩漿是從最初覆蓋在隕石坑上的30億年曆史的岩石（附近維特沃特斯蘭德盆地的相同沉積岩和火山岩）中熔化的，而不是從現在因20億年的侵蝕而暴露出來的非常深的地殼中熔化的。
爭奪新岩石
這項新研究已經引發了其他弗裡德堡研究人員對莫澤岩石的尋找，他們希望證實或否定這些結果。[地球測驗：你真的瞭解你的星球嗎？]
柏林洪堡大學教授兼自然博物館館長烏韋·雷默德說：“我認為解決這個困境的最終方案仍然存在。” 雷默德堅定地站在反撞擊熔岩陣營中，儘管他讚揚了這項研究的鋯石化學技術。“我仍然認為這與假玄武玻璃角礫岩的解釋是一致的，”雷默德說。“我沒有改變我的想法。”
但是莫澤認為，弗裡德堡撞擊熔岩的不尋常外觀也可能幫助研究人員尋找更古老的撞擊坑，這些撞擊坑僅透過撞擊噴射物的發現才得到證實。撞擊層可以追溯到35億年前，但是已證實的隕石坑以弗裡德堡結束。然而，地球上散佈著非常古老的岩石，它們的成分和結構相似，例如弗裡德堡撞擊熔岩獨特的層理，研究人員說。
莫澤說：“弗裡德堡教會我們的是，我們還沒有用正確的眼光看待其中一些古老的岩石。”
環顧四周
正確的眼光是在俄羅斯卡累利阿找到弗裡德堡撞擊噴射物的關鍵。汽化的岩石最初被認為是鮞粒，鮞粒是通常在淺熱帶海域（如巴哈馬群島）形成的微小碳酸鈣球體。
但是休伯注意到它與圓形撞擊玻璃（稱為球粒）的相似之處，並要求允許檢查岩石樣本：芬諾斯堪的納維亞北極俄羅斯早期地球鑽探專案（FARDEEP）期間獲得的兩個鑽芯。
休伯說：“我們很快就找到了證據，證明這些是撞擊球粒。” “我們開始發現一些啞鈴狀的，還有一些完全被拉開成淚滴狀的，這對鮞粒來說是完全不可能的。”
撞擊玻璃完全被方解石和黃鐵礦等礦物所取代，但稀有的、與太空相關的元素（如鉑和釕）仍然存在。玻璃散佈在年齡範圍從20.5億年到19.8億年的岩石中。這個跨度意味著有可能不同的撞擊可能將球粒炸入天空，但它們確實符合類似弗裡德堡事件的預期特徵，休伯說。
休伯說：“我們希望對這些特殊的岩石進行更多的地球化學研究，以試圖進一步確定其來源。” 未來的計劃包括試圖弄清楚是什麼樣的太空碎片撞擊了地球，並將球粒與弗裡德堡獨特的礦物學進行比較。
他說：“我希望這能激勵人們更仔細地觀察他們的岩石。” “真正重要的是尋找這些細微的細節，以更好地瞭解地球的隕石坑歷史。”
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