地球上少,月球上多,是什麼保護地球免於創傷?

2023-10-24     天文在線

原標題:地球上少,月球上多,是什麼保護地球免於創傷?

好奇的孩子(curious kids):為什麼地球上沒有多少隕石坑?

羅傑·勞倫斯·吉布森(Roger Lawrence Gibson)此前曾獲得國家研究基金會的研究資助。

這幅圖片展示了650萬年前砸向地球的小行星所形成的大坑。它撞擊的地點是今天的墨西哥,撞擊後形成了希克蘇魯伯隕石坑。

《好奇的孩子》是獻給孩子們的系列節目,在這裡我們可以替孩子們向專家尋求問題的答案。

為什麼地球上沒有多少隕石坑?(來自11歲的伊文,家住南美洲的巴特沃斯)

感謝你富有深度的提問,伊文。科學家們稱這些行星地表上、碗狀一般的撞擊為隕石坑,它是被太空中其他岩石狀的碎片快速擊中形成的。這種高速碰撞的時速超過了36000千米每小時!----撞擊所釋放的能量造成了地表大範圍的破壞。

我是一名地球學家,主要研究非洲和其他大陸上的隕石撞擊地點。像我這樣的科學家已經發現了我們行星上的約2000個隕石坑。有人可能認為200是一個相當大的數字了,但你是對的----與月球和太陽系內其他的岩石行星相比,200是一個非常低的數字。地球上的隕石坑為什麼如此之少,這有幾個原因。

了解地球

第一個原因是因為地表在不斷的變化當中,我們生活在一個地理活躍的行星上。而隕石坑又相對較淺,所以這些在地殼(我們可以用肉眼看到的地球表面部分)的凹坑可以輕易地被掩埋、沖刷或者腐蝕掉。比如,650年前,墨西哥境內,一顆直徑約160千米、巨大的希克蘇魯伯隕石滅絕了絕大多數恐龍和其他許多物種,但只留下了深1-2千米的隕石坑,並且隱藏在了較年輕的沉積層下。相比之下,南美洲的年代更為久遠,同樣著名的弗里德堡隕石坑在歷經了冰川河流百萬年的腐蝕後,隕石坑的痕跡早已被抹除。幸運的是,岩石里的環狀圖案透露著在久遠的過去,這裡曾經發生過極其狂暴且不尋常的事。

第二個原因是地殼上三分之二的隕石坑深藏在海洋之下。實際上,我們對深海海底的了解遠比對太陽系內其他行星表面情況的了解要少得多。海底會隱藏著更多的隕石坑嗎?我們目前還不能制度確切答案,但很有可能不是。因為地球海底的不尋常之處在於:它遠地球、月球和其他行星的地殼要年輕的多。

這是因為從上世紀60年代開始,新的海洋地殼是沿著一條條巨大裂縫(也稱大洋中脊)連續形成的。與此同時,海洋區域外的玄武岩地殼正在順著俯衝帶逐漸沉入地幔。這就像一個傳送帶,是板塊運動的一部分。支持這一觀點的關鍵點就是,海底的隕石坑沒有發現有超過2000萬年的,意味著2000萬年前海底形成的隕石坑已經被摧毀了。2000萬年聽起來是個挺漫長時間,對嗎?但和地球和其他行星存在的46億年相比,這是個非常小的時間段。

地球上的深水區很多,這代表許多較小的小行星撞擊不會像在陸地上造成撞擊坑。這是因為水柱吸收了幾乎所有撞擊帶來的能量,產生小規模的海嘯但不會留下其他的任何痕跡。

地球的大氣層也幫助減少了隕石坑的數量。一個從研究月球的阿波羅計劃中得到的顯著觀察結果顯示,每一個樣本,小到微坑,都有高速撞擊的痕跡。到1970年,許多科學家認為地球上的隕石坑比月球要少得多的原因是,小行星的殘骸在地球大氣中像流星一樣燃燒,在穿越大氣的過程中逐漸減速,所以它沒有多少剩餘能量在地殼表面炸出隕石坑。

地球大氣層在一些情況下甚至能將飛翔地面的小行星彈回宇宙,就像你在水池上打水漂一樣。因為存在許多小行星,也就會存在許多小隕石坑,我們可以看出地球的大氣層在減少隕石坑數量上,同時充當了過濾器和保護盾牌的雙重角色。

尋找隕石坑

最後,我們需要考慮在你的問題中,人類所扮演的角色:科學家和普通人識別隕石坑的能力如何?地球上有上千個撞擊造成的坑洞,但這些坑洞不單單是由隕石撞擊形成的,也可能是火山噴發形成的,或者是因為雨水長期滲落形成的落水洞。

因此,地質學家在確定一個坑洞是由隕石撞擊造成的之前,需要仔細地搜集和檢查所有證據。隕石坑的學術研究是直到60多年前才真正開始,在那之前,地球上所有的撞擊坑都被認為是火山爆發導致的。

當時,研究地下軍用核爆炸的科學家開始深入研究核爆炸造成的岩石衝擊波當中所蘊含的物理學。其他人開始仔細檢查月球上成千的撞擊坑,為阿波羅的月球登錄做準備。當科學家們開始在地球上尋找相似的坑洞,他們發現一些撞擊坑內外的岩石都受到了極高的衝擊壓力和溫度的影響,而這些不尋常的證據顯然不能用火山噴發來解釋。

這樣看來,地質學家有點像偵探:我們需要搜集證據去證明坑洞是由隕石撞擊,而不是其他原因造成的。每隔幾年,都有新的證據被國際地質學家學會接受並承認,都有新的坑洞被列為隕石坑之列。

地球上由上百個可能或可疑的隕石坑等待我們去證明或證偽,包括我們居住的非洲大陸上的幾十個。即使這個數字這麼大,非洲仍然只有20個被認證的隕石坑撞擊地點,這個數字肯定在全球榜單上代表性不足。這也許部分因為非洲的地質學發展落後,也因為在找尋隕石坑的非洲地質學家太少----也許有一天,你可以加入我們,伊文,並且幫助我們搜尋隕石坑!

BY:Roger Lawrence Gibson

FY: 綠葉

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/d153eaa43fc2079da73461be7992f026.html