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年龄重算!美国艾姆斯陨石坑年轻了1亿岁,正好撞上生物大灭绝

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@Steed的围脖:美国俄克拉何马州有个叫艾姆斯(Ames)的小镇,地面平平无奇,地底下却埋着一个直径约15千米的陨石坑。30多年来,地质学家一直以为它有4.7亿岁。最新测量显示,它的年龄被多算了整整1亿年。

1亿年足够让它换一个时代。这颗天外来客本来被归进地球史上一场著名的“陨石雨”,现在它被挪到了另一个时代,正好赶上一场让海洋生物成片死去的大灭绝。

这个坑最早是石油公司找到的。1991年,一家公司在艾姆斯附近钻探,意外发现地下几千米深处有一个被沉积岩层整个盖住的撞击结构。地面上看不出任何痕迹,它是靠钻井一点点“摸”出来的。如今,坑里分布着一口口油气井。

当时,科学家很自然地把它和一段特殊时期联系到一起。大约4.7亿年前的奥陶纪,地球遭遇过一轮异常密集的陨石撞击,频率远高于平常。天文学家推测,是小行星带里一颗大天体碎裂,碎片大批落向地球。

这轮陨石雨在地球史上分量不轻。有研究认为,大量落下的陨石带来的变化,推动了当时海洋生物种类的一次大爆发。也有研究提出,碎裂产生的尘埃多到遮挡阳光,让全球降温,甚至引发了一场冰期。

艾姆斯陨石坑直径15千米,是这轮撞击里留下的最大的坑之一。讨论奥陶纪陨石雨对地球有多大影响时,它一直是一块重要的拼图。

问题是,这块拼图的年龄从来没被精确测过。

美国得克萨斯大学奥斯汀分校的地球科学家伊丽莎白·卡特洛斯(Elizabeth Catlos)带领团队,决定补上这一课。他们的研究发表在《陨石学与行星科学》(Meteoritics & Planetary Science)期刊上。

他们找的计时工具,是岩石里一种叫锆石的微小晶体。锆石结晶时会裹进一点铀,铀会以固定的速度慢慢衰变成铅。测出晶体里铀和铅的比例,就能倒推出时间,这叫铀铅定年法,是地质学里最常用的“时钟”之一。

陨石撞击时产生的高温高压,会在锆石上留下伤痕,也可能把这座时钟重新拨回零点。所以研究团队从锆石里读出了两样东西:一是撞击发生的时间,二是当时承受的冲击压力。之后,他们又和NASA合作,确认这些锆石确实经历过陨石撞击,排除了普通岩石混进来的可能。

结果出来了:约3.7亿年前,属于晚泥盆世。

一次测量可能出错,研究团队用了好几种方法、测了不同的晶体颗粒。卡特洛斯说:“不管用哪种方法,结果总是回到这个更年轻的信号上。”

有一种可能是,这些年轻的年龄来自后来的地壳运动,比如断层活动也能让岩石受热受压、干扰锆石的记录。但艾姆斯陨石坑基本远离俄克拉何马州大大小小的断层,研究团队认为这种解释不太站得住。

3.7亿年前,地球正经历弗拉斯期-法门期大灭绝,这是地球史上五次生物大灭绝之一,海洋生物遭到重创,大片物种就此消失。科学家曾把它称作那个时代“最具毁灭性的生物危机”。

不过,别急着把大灭绝算到这颗陨石头上。一个15千米宽的坑,对应的撞击规模远不足以单独引发全球性灭绝。灭绝恐龙的那次撞击,留下的坑直径约180千米,是它的10多倍。考虑到时间点,它更可能是在一场已经开始的灾难里雪上加霜。

卡特洛斯说,把地球历次大灭绝的时间线校准,才能看清这颗星球到底是怎么运转的,尤其是当候选凶手既有火山喷发、又有天外飞石的时候。

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