芬蘭新發現了一個隕石坑！在地球上找個坑怎麼就這麼難？

來自專欄相期邈雲漢683 人贊了文章

通常，人們對於「坑」的事兒總是會避之不及，既不願「掉坑」，也不想「被坑」，入錯了行會盼著早日「脫坑」……但有這麼一群人，卻夜以繼日努力找「坑」，找到之後還會無比興奮——他們就是來自芬蘭的地質學家。

他們要找的「坑」可不是一般的坑，而是小行星「襲擊」地球後留下的隕石坑！

這不，就在前幾天（6月25日），他們就開心地宣布了自己在芬蘭新發現的隕石坑——Summanen！並將其發表在了《隕石與行星科學學報（MAPS）》上 [1]

地球稀客——隕石坑

可是，等等，發現隕石坑有什麼稀奇的？隕石坑這種東西，在太陽系內簡直不要太常見，這是整個太陽系不斷遭受著小天體撞擊的證據。也就是說，只要有固態表面，基本就會遍布隕石坑。

比如，表面積只有3793萬平方公里（只有地球的7.4%）的月球上，直徑大於20公里的隕石坑有近7000個，直徑大於1公里的隕石坑……emmm不是天文數字，也就……一百多萬個吧。

然而，作為月球的鄰居，我們的地球上發現的隕石坑卻少得可憐。目前為止，包括所有大小的隕石坑…一共…只發現了190多個。

為，為什麼啊？

因為地球上有生命棲息，所以額外受到太陽系的眷顧嗎？醒醒，別做夢，當然不是。地球上隕石坑這麼少的主要原因有三個：

1、地球有大氣層的保護，所以特別小的撞擊體還沒穿過大氣層就被燒完了，不會砸到地面上來，這保證了地球上不太可能有非常小（直徑不到幾十米）的隕石坑；

2、地球上一大半面積都被海洋覆蓋，太小的隕石砸到海里也不會形成隕石坑；

3、地球上各種地質活動（板塊構造、火山、地震、流水、風化侵蝕等等等等，甚至還包括動植物的破壞）實在是太豐富多彩了，這些地質活動會不斷「擦掉」已經形成的隕石坑，所以一個隕石坑年齡越老、規模越小，就越難留下痕迹。

也就是說，大部分年齡老、規模小的隕石坑都早已消失殆盡了，少部分隕石坑雖然還在但卻很難發現。

你會說，這有什麼難的？幾公里甚至幾十公里的大坑，怎麼會找不到？

太天真了。

當年傳說中滅絕了恐龍的那個隕石撞出來的隕石坑，直徑大約有180公里，夠大吧？但直到二十世紀70年代，都沒有人知道那裡曾經有過隕石坑！因為隕石坑早就被淺海形成的石灰岩沉積充填，再加上各種地質侵蝕，肉眼已經很難看出隕石坑的輪廓了。

所以說，地球上絕對不止這190多個隕石坑，只是問題在於……如何發現它們。於是問題來了，如何確定一個坑是隕石坑呢？

讓我們來看看芬蘭這個Summanen隕石坑的發現過程吧。

首先你要找到坑

隕石坑是小天體從天而降砸出來的嘛，所以廢話，隕石坑首先要是個坑。

然而事情並不那麼簡單，就像我們前面提到的，地球上大部分坑早已被劇烈侵蝕了，可不是每個坑都像《你的名字》裡面那麼明顯的。

比如芬蘭這次這個Summanen隕石坑，早已被Summanen湖所掩埋了。這個湖最深處有41米深，谷歌地球上長這樣：

納尼？你告訴我這湖裡有個坑？別急，雖然在水底地形圖上看不到坑，但藉助其他科技手段還是能夠「慧眼識坑」的。對，雖然在水底地形圖上並不明顯，但十幾年前，芬蘭地質調查局的科學家們就從這裡的航空電磁數據中發現湖裡有個圓形結構了。電磁數據顯示這個圓形坑的直徑大約2.6公里，不過考慮到各種地質作用的侵蝕，實際的直徑應該比這個大。

然後，你要證明「坑」是「隕石撞出來的」

但有個坑還遠遠不夠。你咋知道這個坑是隕石撞出來的而不是火山噴發或者地表凹陷呢？更何況，這個坑在地形上幾乎已經完全被填平了，並不比周圍的湖底更低…那麼僅僅在電磁數據上表現出的圓形結構，可能的原因就更多了，比如會不會是湖底沉積了一些磁性不一樣的礦物？

所以，我們還需要更多證據。於是2017年夏季，科學家們在這裡又進行了兩次詳細的野外地質考察。

證據1：震裂錐

那麼隕石撞擊還有什麼特徵呢？首先，隕石碎片是別想了，坑都侵蝕沒了，隕石還能有么……但，隕石坑是高速飛行的隕石（速度十幾公里每秒）猛烈撞擊地面形成的……這意味著……一定會留下岩石在短時間內迅速受到高溫高壓衝擊作用的痕迹！

這些痕迹中，最常見的就是震裂錐（shatter cone），這是一種比較典型的隕石撞擊或者核爆破產物，岩石在受到2-30GPa的壓強之下可能會形成這種錐狀發散的線條，是一種宏觀的肉眼可以識別的撞擊地貌。典型的震裂錐長這樣：

這次，在Summanen湖一帶的31處採樣中，有8處發現了震裂錐。

證據2：面狀變形構造

但僅震裂錐一種特徵還不足以證明這裡一定經歷過隕石撞擊。事實上，除了震裂錐之外，還有一些常見的岩石衝擊變質產物，如撞擊角礫岩、柯石英、斯石英、微粒鑽石等，這些同樣只能作為此處發生過高壓撞擊作用的輔證，而非實錘。

最關鍵的實錘是一種叫做面狀變形構造（Planar deformation features，簡稱PDFs）的特徵，這是一種微觀特徵，需要在顯微鏡下才能看到。

經歷過隕石撞擊引起的高壓衝擊作用的硅酸鹽礦物（通常是石英或長石）晶粒中可能會產生一組或多組平行於不同方向的線性裂隙，平行裂隙之間的間距在十幾到幾十微米量級。

這是一種只可能出現在高壓衝擊作用現場的產物，也是目前地球上判定一個坑是不是隕石撞擊形成的最重要的實錘。

而這次在Summanen湖一帶發現的8處震裂錐樣本中，有兩處發現了面狀變形構造（PDFs），證實這裡確實曾經有一個隕石坑。

由於這個隕石坑年代太過久遠，又深埋在湖底，缺乏更多詳細資料，科學家們無法判斷這個隕石坑具體形成於什麼年代。只是綜合考慮這一代的地質情況，科學家們推測這個隕石坑形成於顯生宙（5.41億年前至今），更可能在古生代晚期到新生代之間。

後記

國土面積只有33.8萬平方公里的芬蘭，目前已經發現了12個隕石坑。對此，文章作者也表示，這絕不是因為芬蘭被上天選中了，而更多有賴於芬蘭有更完善的地球物理資料（主要是地磁數據和重力數據），而且芬蘭對隕石坑的野外地質調查工作比較重視的緣故。

而我們幅員遼闊的中國，目前僅有一個確認的隕石坑——位於遼寧省鞍山市岫岩滿族自治縣的岫岩隕石坑，直徑約1.8公里。

一定還有許多「害羞」的隕石坑們，也在靜靜躺在湖底，或藏匿於森林，等待我們去一一探尋。

希望中國接下來也能發現更多的隕石坑吧！

PS：這篇本來昨天就打算髮的，因為一點突發事件氣的腦殼疼，就拖到了今天。這篇丟給 @雲舞空城 審稿的時候，舞大說希望我多寫一點中國隕石坑的地質考察情況，分析一下原因…最終我還是沒有寫，主要是因為自己的知識儲備和見識不到那個份上。科學這種事，什麼時候應該把多少錢投在哪裡，我並沒有眼光和把握力，所以不敢妄加置喙。

只說事實的話，目前基本上隕石坑發現的多的國家都是發達國家，因為確實尋找隕石坑這種工作，工作量大，結果不穩定（可能找了很久什麼證據都沒找到），而且收益太低（基本只有旅遊和科研價值）。所以我想，中國現在隕石坑發現的不多也不能完全就說是「認識不夠」，或許也是「還沒到那個份上」。

雖然最近有一些相關的爭執，但我想，最重要的一點是，我覺得大家都不要忘記，每個人都是自私的，每個人做大多數事都是有所圖的，區別只是圖什麼而已。但我想，只看內容，不問動機，對每個讀者才是更加輕鬆的方式吧。

雖然說我能看懂文章，能有筆力寫下來，於我而言已經是幸運，但如果說私心，我當然是有的。

或許有地質工作者看到這篇文章，會產生這些念頭，會去嘗試申請相關的科研項目經費，這是最好的。

或許目前確實沒有這樣的條件，至少會在看到的每個讀者心裡埋下一顆種子。

這些隕石坑已經在地球上存在了幾十億年了，也不在乎多等幾十年。

或許再過十年二十年，等到我們的下一代不用再為稻粱苦謀的時候，他們可以有興趣去探探險，尋找一下數億年前來自太陽系的「饋贈」吧。

拓展閱讀

幾十年前的人們，曾經壓根都不相信地球甚至月球上的隕石坑是隕石撞擊形成的，而認為是火山噴發的痕迹。改變這一觀念的其中一位重要的科學家叫做尤金·舒梅克。1960年，尤金和另外兩名地質學家在巴林傑隕石坑的岩石中首次發現了天然柯石英這種在高壓下才可能形成的礦物，成為當時證明隕石坑是隕石撞擊而非火山口的重要證據。當然，現在的我們已經知道了，即使是柯石英也只是參考，證明地球上的隕石坑是隕石撞擊而成的真正決定性的證據，是我們這次介紹的面狀變形構造（PDFs）。