改變地球面貌的兩次隕石撞擊事件

06-29

梁光河

中國科學院地質與地球物理研究所

中國科學院礦產資源研究重點實驗室，北京，100029

摘要：隕石撞擊是太陽系星球上常見的現象。本文給出了地球上目前可以明顯看到的兩個放射狀運動中心，推測它們可能與史前較大的隕石撞擊事件有關，這些隕石撞擊造成了生物大滅絕，也提供了大陸漂移的原動力（上帝的第一次推動）。位於大西洋南端的隕石撞擊可能造成了岡瓦納古陸的裂解和大西洋的形成；位於墨西哥灣的隕石撞擊可能造成了恐龍的滅絕和南北美洲的裂解及板塊運動方向的改變。文章分別給出了這兩次撞擊所造成的放射狀運動的證據，包括地形地貌證據、GPS測量證據、重力異常證據等。最後也給出了著名的百慕大三角之謎的地質解釋。

關鍵詞：隕石撞擊，放射狀板塊運動，生物大滅絕，大陸漂移，原動力

The two meteorite impact events that change the face of the Earth

Liang Guanghe

Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences

Key Laboratory of Mineral Resources Research，Chinese Academy of Sciences，Beijing，100029，China

Email: lgh@mail.iggcas.ac.cn

Abstract: Meteorite impact on the planet is a common phenomenon in the solar system. Two radial movement centers that can be clearly seen on the Earth was given in this paper. We suggest that they may be associated with prehistoric large meteorite impact events, these meteorite impacts not only caused the mass extinction, but also provide the driving force for continental drift (God"s The first push). The meteorite impact located in the southern tip of the Atlantic may have contributed to the cracking of the Gondwana and the formation of Atlantic; the meteorite impact located in the Gulf of Mexico could cause the extinction of the dinosaurs and the cleavage of North and South America, and also the change of plate motion direction. The evidences of topography, GPS survey, gravities anomaly about these two radial movement centers were given.Finally the geological interpretation about the famous Bermuda Triangle Mystery was given.

Keywords: Meteorite impacts, radial plate motion, biological extinction, continental drift, impulsion

一引言

地質歷史上發生過多次隕石撞擊地球事件，這種撞擊會對地球產生很大影響，使板塊裂解，火山爆發，引起氣候的急劇變化。從而造成了生物大滅絕事件。目前的研究表明地質時代分界線往往和這些大的隕石撞擊事件相關。

所謂生物大滅絕，指的是一大批生物物種同時，或者在很短的時間內突然死亡、消失。最嚴重的一次大滅絕發生在二疊紀晚期，當時96%的生物消失了^[1]。在地球歷史上，小規模的滅絕事件更是經常發生。白堊紀-第三紀生物大滅絕(又稱K-T滅絕事件)最廣為人知，因為恐龍就是當時滅絕的。但在地球歷史上發生過的一系列的生物大滅絕事件中，有的比K-T滅絕事件更具有毀滅性。引起這次生物大規模絕滅的原因，有許多爭論。目前普遍認可的是宇宙中的一顆巨大流星體撞擊地球所致，其依據是在白堊系和第三系界線上粘土岩中銥元素含量異常高^[2]。

目前地球上能觀察到這種隕石撞擊坑嗎？從網上搜索「10大隕石坑」您會發現這些保存完好的隕石坑。這說明地質歷史時期，隕石經常光顧地球，並造成了巨大災難。例如在冰雪覆蓋的南極洲也存在著隕石坑，威爾克斯地隕石坑有可能是南極洲上最大的隕石坑（圖1），它掩藏在厚厚的冰下^[3]。研究人員指出，該隕石坑為483公里寬，歷時2.5億年。威爾克斯地隕石坑，可能與澳大利亞的一個寬為200公里的隕石坑同時形成。它可能由火流星隕落而形成的。那次火流星隕落事件造成了地球史上最大規模的毀滅，並終結了二疊紀。

圖1南極洲可能存在的隕石坑（據網路圖片，2010）

墨西哥尤卡坦隕石坑埋藏在尤卡坦半島下面，這個遠古隕石坑直徑約180公里。這次撞擊發生在大約6500萬年前，當時有一顆大小像一個小城市的彗星或小行星與地球相撞，在全球引起破壞性大海嘯、地震和火山爆發。人們普遍認為這次撞擊導致恐龍滅絕，也可能是因為全球性的大爆發或者劇烈而普遍的溫室效應導致長期的環境變化。

是否能證明這些隕石坑真實地存在？這種圖形上的「圓形」坑，其成因除了隕石撞擊還存在另外一種可能，就是「天坑」，著名的天坑直徑相對於著名的隕石坑要小很多。天坑在地球上非常多，百度搜索「10大天坑」，您能發現這些珍貴的天坑照片，如位於美洲貝里斯的著名大藍洞（圖2）。作者發現這些天坑大多存在於張性地質環境中。

圖2著名的貝里斯大藍洞天坑（據百度文庫圖片修編）

我們知道，如果有巨大的隕石（比如直徑超過10公里）撞擊地球，除了造成近圓形的撞擊坑，還有可能造成板塊的裂解和板塊運動方向的改變，我們稱之為「放射狀」的運動模式。這種模式在目前的地球上有2處表現的最為明顯，第1處位於大西洋南端。第2處位於墨西哥灣。下文將分別給出它們的詳細證據。

二大西洋南端的放射狀運動

位於大西洋南端德放射狀運動如圖3所示，該圖的底圖是美國NOAA的地形地貌圖，作者在此圖上加上了一個紅色爆炸區和幾個箭頭。圖中的紅色爆炸部分代表可能的隕石撞擊區。而朝4個方向的運動分別用黃色粗箭頭表示並給出1、2、3、4編號。

圖3大西洋南端以「中流砥柱」為中心放射狀運動（據美國NOAA地形圖修編）

（1）黃色箭頭1代表非洲板塊正在向北東方向漂移，這在現代GPS測量結果上已經得到證實。這也是岡瓦納古陸從大西洋裂解的結果。

（2）黃色箭頭2代表印度板塊向北東方向漂移，這在現代印度板塊的運動方向和運動歷史上得到證實（圖4），已經得到地學界普遍認可，同時從印度板塊漂移後留下的尾跡也可以看出來存在這種運動特徵。為什麼印度板塊如此特殊，能長距離快速漂移，作者推測印度板塊是一個特殊的克拉通板塊，其厚度大約在80公里，而古老的非洲克拉通和西伯利亞克拉通及加拿大克拉通厚度大約都在180公里左右。因此印度板塊漂移的動力更強勁，作者在大陸漂移的源動力一文^[8]中對此已經有過論述。另外從體量看，該放射中心四周的4個板塊中，印度板塊相對非洲、南美洲、南極洲小很多，因此其他3個板塊運動速度也沒有印度板塊快。

(3）黃色箭頭3代表南美洲板塊正在向西偏北方向漂移，這可以通過板塊運動後留下的尾跡得到證實^[4]。這也是古老的岡瓦納大陸從大西洋裂解的結果。

（4）黃色箭頭4代表南極洲板塊正在向西偏南方向漂移，南極洲整體表現為逆時針旋轉^[5]，這在現代GPS測量結果上已經得到證實（圖5）。

圖4 印度板塊在不同時期所處的位置（據oldearth.org網站圖片）

圖5南極洲GPS測量表現為逆時針旋轉運動（據Andrea Donnellana et al，2004）

作者在「大陸漂移與全球山脈高原成因關係的研究」一文^[4]中已經對這個放射性運動的中心區域做了特別說明，圖6顯示南美洲整體向西漂移（圖中右側的箭頭所指），與此同時南美洲南部顯示出較快速地向西漂移，而南美洲北部顯示出速率稍慢地向東漂移，其結果應該表現為整體向西漂移過程中存在右旋運動。由於南美洲南北兩端的運動速率的差異，從而造成了板塊中間受到類似掰開的作用力，亞馬遜河也許就是這樣被掰開的。特別值得注意的是在南美洲東南方向那個弧形頂端的痕迹特徵，就好像在大西洋里有一根深深的「木樁子」插入海底（圖中用一個釘子表示），起到一個名副其實的中流砥柱作用，本圖也說明了南極板塊在作左旋運動。該「釘子」所在的地區也是地震的多發地區，而且存在深源地震，說明其根基是很深的。從圖中我們也可以看出，南極洲目前整體是左旋運動的。

圖6南美洲運動方向及運動模式（據USGS地形地貌圖修編）

這個區域還存在很多奇異的現象，比如從Google-earth圖上我們放大該地區的幾個島嶼，可以看到這裡正有火山噴發（圖7）。該地區的電磁場異常是地球上最強的，當我國嫦娥號探月衛星返回時，衛星經過該地區上空，電子設備需要關閉，否則該地區強大的電磁場將有可能損壞衛星的電子器件。作者推測這可能與該地區深部岩漿噴發所攜帶的電荷放電有關。

圖7南大西洋「中流砥柱」處的火山島上正在火山爆發（據google-earth）

圖8展示的是西方科學家基於大量古地磁資料所作的全球白堊紀至今大陸重建示意圖，圖中我們可以很清楚地看出大西洋的裂解是從大西洋南端開始的，起始時間大約145Ma。這是否意味著這次撞擊使得岡瓦納大陸從此開始裂解？地球進入了白堊紀？

圖8白堊紀至今大陸重建示意圖（據百度圖片）

圖9和圖10分別展示的是南大西洋地區的重力異常圖和磁異常圖，圖中我們也可以看出以該撞擊區域為中心的放射狀特徵。

圖9南大西洋地區重力異常圖（據CCGM-CGMW）

圖10南大西洋地區磁異常圖（據CCGM-CGMW）

圖11是南大西洋地區的高程等值線圖，圖中我們也可以看出該撞擊區域目前仍然表現為一個近似環帶狀的深坑，只是後期由於板塊運動而將該區域本來的圓型坑拉成了呈東西向較長的橢圓坑（圖中白色虛線橢圓區域，長約800公里，寬約500公里）。

圖11南大西洋「中流砥柱」地區地形等高線圖（梁文全，2013，據google earth）

三墨西哥灣的隕石坑及放射狀運動

6500萬年前，一顆直徑大約10公里的隕石從天而降，飛快地撞擊地球，引起了巨大的海嘯和全球大火，大地被淹沒，森林被燒毀，煙塵遮天蔽日終年不散，植物因無法進行光合作用而枯死，動物則因得不到食物而大量滅絕（圖12）。恐龍也被認為是在這場災難中永遠地告別了地球。

圖12墨西哥尤卡坦隕石坑（據百度圖片修編）

墨西哥尤卡坦半島的隕石坑直徑大約有180公里，深900米！它就是聞名於世的「奇科蘇盧布」隕石坑，它埋在數百米的沉積岩下面，即使你走在上面，也不一定察覺到這是一個隕石坑^[6]。

這個隕石坑是以墨西哥的小鎮「奇科蘇盧布」命名的。墨西哥國家石油公司(PEMEX)在50年代進行石油勘探時首次發現了這個大坑。PEMEX公司的地質學家發現那裡的地心引力和磁力不規則，然後對墨西哥灣進行了更深的鑽探。PEMEX公司沒有發現石油，但還是在60年代和70年代進行了多次鑽探，而且鑽得更深。對岩芯進行檢查後，地質學家意識到，他們發現了一種非同尋常的結構！

後來經過11年的研究，研究人員最後把尤卡坦半島的地心引力不規則現象（重力異常）歸因於一次碰撞事件。人們開始相信太空中一個巨大的天體曾經撞向了尤卡坦半島，在那裡留下了一個巨大的隕石坑。成千上萬公里的地球外殼蒸發、熔化或者被彈射出去，形成了一個大火球，橫掃整個世界。那次大碰撞相當於1億兆噸TNT炸藥爆炸，「奇科蘇盧布」隕石坑因此躋身世界七大謎團。

當年地球上最大的動物恐龍為什麼突然滅絕？「破案」的線索可能就藏在這個大坑裡。

世界一些地方獨特的岩層，哪怕只有一毫米到幾厘米厚，都有可能幫助研究人員破譯恐龍滅絕這一神秘事件。可是，要把發生在6500萬年前的事情準確無誤地拼湊起來，並不是一件容易的事情。但研究人員現在已經搞清楚了的是，有一塊直徑大約10公里的天體以驚人的速度墜入墨西哥灣。

墨西哥國家自治大學的地球學家海梅·烏魯蒂亞是研究「奇科蘇盧布」隕石坑的專家，他最大的心愿就是揭開這個大坑的秘密。他說：「在地球歷史過去的10億年里，那是最可怕的一段日子。」

在那段時間前後，地球上超過75%的物種滅絕了，包括著名的恐龍。在過去的25年里，根據人造衛星數據和地面研究，大部分的科學家相信，儘管在一些具體問題上仍有爭論，但隕石碰撞地球與這些物種的滅絕密切相關是毫無疑問的。

根據作者提出的大陸漂移的源動力-熱力不平衡驅動模式^[7,8]，板塊漂移後，在板塊尾部應該有拖尾隆起和深海沉積物增厚現象，據此我們可以推斷板塊的受力方向和運動方向。據此作者給出了圖13和圖14的板塊運動方向和隕石坑的位置關係圖，圖中可以看出明顯存在以隕石坑為中心的放射狀運動特徵。

圖13中指向北東方向的力是美國的一個拼接陸塊所造成的^[9]，而指向北偏西方向的力是一個區域的加力（具備拖尾和深海沉積特徵），這兩個力綜合作用的結果也造成了美國密西西比州地區被掰開，產生大面積的低洼沼澤水系，繁殖了大量的短尾鱷魚等水生動植物。位於南邊的指向南偏東的力也具有拖尾和深海沉積特徵。

圖13墨西哥尤卡坦隕石坑（據google earth地圖和百度地圖修編）

圖14以墨西哥尤卡坦隕石坑為中心的放射狀運動（據NOAA地形地貌圖修編）

四百慕大三角之謎與板塊深切割關係的探討

該地區還形成了世界上的另外一個謎團，那就是著名的百慕大三角之謎，百慕大三角區位於該區域的東側（圖15），那裡發生多起飛機輪船離奇失蹤事件。百慕大三角之謎自出現以來就眾說紛紜，一些百慕大三角的旅行者們每次驚險回歸後就報道了他們有關電磁的古怪經歷：他們乘坐的船或者飛機會被一種奇怪的蒸汽所吞沒，水下會出現光束，而後所有的儀器都失靈、紊亂了，莫名其妙的霧會在整個海面上升起，而當時的自然天氣都不可能產生霧，也沒有任何理由來解釋這些電磁失常情況^[10]，最新的研究表明它們很可能與大氣中的「電子云霧」有關。

根據作者在「地震的預測與消減方法」一文中對地震成因機制的解釋^[11]。發生在百慕大三角區的奇異現象可解釋為板塊切割造成的深部物質上涌，伴隨著深部產生的負電荷和可燃氣體上升到空氣中，與當地特殊的氣候共同作用產生所謂的「電子云霧」。推測這些「電子云霧」有時在上升過程中也會在水下點燃，形成所觀測到的水下發光現象，「電子云霧」的流動還會造成劇烈的電磁異常，使得飛機輪船上的儀器設備失效，甚至造成飛機輪船失事。

從圖15上可以看出，該地區是地球上當前板塊切割最明顯的地方。圖中板塊的切割像一把利刃切割一樣，該地區有2條明顯切割線，一個是刮板切割，另一個是板塊橫切，該地區板塊切割深度巨大，目前在沉積物覆蓋的情況下還有近6000米的深海溝，推測切割深度可能達到10000米以上，從Google-earth地圖上也可以很清楚地看到這個區域的切割地形特徵。這種現象在地球上具有唯一性。

圖15百慕大三角區域的板塊深切割現象（據NOAA地形地貌圖修編）

事實上，地球上的這兩個特殊區域，在地磁圖上也具有特殊性，這兩個區域也是地球上地磁變化最為強烈的區域（圖16），地磁變化強度超過2000nT，百慕大地區造成了大量輪船和飛機失事，而南大西洋造成了不少衛星儀器設備的損壞，這都和電磁異常密不可分。如果把地質現象和電磁現象聯繫起來，就比較容易理解。我們可以理解為，這兩個地區因為大量的地下電荷外瀉形成了電磁異常的巨烈變化，從而引發了一系列事故。

圖16百慕大和南大西洋地磁變化強度圖（據杜愛民，2013）

五結論與探討

1) 隕石撞擊會造成生物大滅絕，同時引發板塊的放射狀運動，同時也提供了大陸漂移的原動力。本文給出的2處隕石撞擊造成了明顯的板塊的裂解，這2次隕石撞擊造成了生物的滅絕事件。

2) 隕石的撞擊給板塊運動一個初始力，使得板塊以撞擊點為中心產生放射狀運動。這種撞擊可能是推動板塊運動的「原動力」，是上帝的第一次推動力；而由於熱力不平衡推動板塊持續運動的力被稱為板塊運動的「源動力」，是板塊運動的持續作用力。

3) 這些是否是真正的隕石撞擊，還需要更多的地球化學證據支持。本文只是從表面現象給出了符合邏輯和觀測事實的證據。

4) 一些自然之謎如果能將地球的板塊運動統一考慮進去，可能會比較容易理解和解釋。除了本文中的百慕大之謎，還有很多森林自燃現象，以及2013年發生在我國長江流域的高溫異常氣候，應該和地球深部的排氣現象結合起來考慮。根據作者在「朝鮮半島成因與郯廬斷裂動力機制」一文^[12]中對杭州灣的解釋，推測杭州灣和長江可能是大陸漂移產生的一種板塊被掰開造成的現象，這種掰開造成了深部氣體上涌，發生深部自燃產生異常高溫天氣；另外今年發生在華北平原、華東和華中的大面積霧霾天氣是否也應該和這種板塊的被掰開所造成的深部氣體上涌造成的帶電氣溶膠聯繫起來，值得進一步思考。

六參考文獻

1) 侏羅紀模擬景觀，地球五大生物滅絕事件：白堊紀恐龍滅絕[OL]，[2013-10-19].http://www.zgdinosaur.com/htmls/20121227091432.html

2) 西伯利亞的狼，百度百科—白堊紀[OL],[2013-10-06]http://baike.baidu.com/link?url=j5xMFV00MbZ2yylkfRwvHn0cjpv4vExsxqtOyPefVCMEOcEQ3SitibHCNbIsPkQ1

3) 海瀾,世界10大著名隕石坑[OL],[2010-01-14]. http://pic.people.com.cn/GB/31655/10765653.html

4) 梁光河，大陸漂移與全球山脈高原成因關係的研究[OL]，[2013.05.28].http：//sea3000.net/wenku/20130528151456.php

5) Andrea Donnellana, Bruce P. Luyendykb,GPS evidence for a coherent Antarctic plate and for postglacial rebound in Marie Byrd Land, Global and Planetary Change, 42 (2004),305–311

6) pengl001,墨西哥尤卡坦隕石坑[OL],[2012-12-28].http://baike.baidu.com/link?url=3qNIo65kSpoAS1pg6PRLQavOOCC9413Xyy08Y85cSYvGGLIEnc8klDtlt-Oyg4DNMeWAmQrovm0tN0BleZHTD

7) 梁光河,大陸漂移的源動力—熱力不平衡驅動模式[OL]，[2013-9-23],http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=1074480&do=blog&id=727246

8) 梁光河,大陸漂移的源動力—板塊自驅動模式，地球科學前沿,3（2013）,86-96

9) 梁光河,加拿大北部「破碎山河」的成因與大陸漂移，地理科學研究,2（2013）,30-37

10) jsyzcici，百慕大三角之謎[OL]，[2013-09-05].http://baike.baidu.com/view/47899.htm

11) 梁光河,地震的預測與消減方法[OL],[2013.07.29]. http://sea3000.net/wenku/20130729101940.php

12) 梁光河，朝鮮半島成因與郯廬斷裂動力機制[OL]，[2013.05.29]. http://sea3000.net/wenku/20130529154801.php