隕石撞擊下的“冰與火之歌”

藍駱駝

凜冬已至，漫漫長夜不見天日。北境的冰原上一片寂靜，只有冷風(fēng)吹過茫茫冰雪的簌簌之聲，一場危機正在暗暗醞釀。突然間，一團巨大的火球瞬間從天而降，伴著震耳欲聾的轟響和強烈迸發(fā)的火光，整個北境都開始震顫，堅實的冰蓋頃刻間四散崩塌，化為水汽。

不過，這個為北境帶來災(zāi)難的火球并非來自奇幻小說《冰與火之歌》里的那條摧毀“長城”的巨龍，而是一顆剛被證實的，曾經(jīng)砸在地球北極格陵蘭島上的隕石。

這顆隕石的光顧，在格陵蘭冰架西北部留下了一個直徑為31千米的巨型隕石坑，雖然遠沒有傳說中6500萬年前引起白堊紀(jì)大滅絕的墨西哥希克蘇魯伯隕石坑規(guī)模那么大（直徑近200千米），但也足以對當(dāng)時北半球的氣候造成極大影響。

然而，這個隕石坑一直以來都默默地躺在格陵蘭Hiawatha冰川厚厚的冰層之下，直到近期，才被人們發(fā)現(xiàn)。

說起來，撞擊事件已經(jīng)過去了數(shù)萬年，Hiawatha冰川區(qū)域的表面早已被冰層完全覆蓋，從外觀上完全看不到明顯的隕石坑形態(tài)。那么，科學(xué)家要如何判斷隕石坑的存在呢？

與前段時間發(fā)現(xiàn)于芬蘭湖底的隕石坑情況類似，肉眼觀察肯定不行，科學(xué)家必須借助特殊的手段來“慧眼找坑”。這次的發(fā)現(xiàn)，就是通過1997年至2016年的多次機載雷達觀測資料，成功地“透視”了冰原表面，在冰層之下找到了一個圓形洼陷坑。

雷達數(shù)據(jù)顯示，該洼陷坑直徑約31千米，深約300米，坑中央有略微的隆起及零星中央峰的痕跡，這和大型撞擊坑在高壓撞擊之后常有的巖石回彈特征吻合。除了洼陷坑，冰下還保留了兩條古老河道的遺跡：2條約5000米寬、500米深的冰下河道在向下游流動的過程中，在洼陷坑的南部匯合，然后沖破洼陷坑的東南緣流入坑內(nèi)。而在洼陷坑的另一側(cè)還有一個明顯的小缺口，這是冰流從這里流出的證據(jù)。

僅僅是圓形的洼陷地形并不能證明這一定是隕石坑，許多其他地質(zhì)活動也可以產(chǎn)生類似的圓形洼陷坑，比如火山噴發(fā)。那么，如何證實這個洼陷坑是隕石坑呢？

這就需要科學(xué)家進一步找到劇烈沖擊作用的痕跡，比如一些沖擊變質(zhì)作用的產(chǎn)物（撞擊角礫巖、柯石英、斯石英、微粒鉆石等），而其中最具決定性的實錘是一種叫作面狀變形構(gòu)造的微觀特征，這需要在顯微鏡下才能看到。經(jīng)歷過隕石撞擊引起的高壓沖擊作用的硅酸鹽礦物晶粒中，可能會產(chǎn)生一組或多組平行于不同方向的線性裂隙，這些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(xiàn)在高壓沖擊作用現(xiàn)場的產(chǎn)物。至少在目前的科學(xué)共識里，想要證明地球上的某個坑是隕石坑，就必須找到面狀變形構(gòu)造才算數(shù)。

2016年7月，科學(xué)家前往Hiawatha冰川邊緣，實地考察那里的地質(zhì)情況，并對附近三處冰水沉積物進行了采樣。在這三處樣本中，只有位于冰流出口附近的HW21-2016沙土樣本中發(fā)現(xiàn)了面狀變形構(gòu)造，這足以證實這個圓形洼陷坑確實是隕石撞擊形成的。

也就是說，在幾萬到兩百多萬年前的格陵蘭島上，很可能發(fā)生過這樣壯觀的場景：一個直徑1.5千米以上的隕石從天而降，高速撞向了格陵蘭冰層。撞擊迅速釋放了大量的能量，產(chǎn)生了劇烈的光和熱，融化和氣化了附近的一大片冰層和巖石，并最終形成了如今格陵蘭冰原之下的這個大型隕石坑。濺射物和氣化的巖石經(jīng)過空中傳播到更遠的地方，而大量融化的冰水則流入了北大西洋。之后，這場冰與火的交鋒慢慢歸于平靜，留下的隕石坑也再次被冰層覆蓋，直到最近才被人類發(fā)現(xiàn)。

可以說，科學(xué)家通過本次發(fā)現(xiàn)，還原了一場發(fā)生在數(shù)百萬年前地球北極的壯烈的“冰與火之歌”。不過，Hiawatha隕石坑背后依然存在很多謎題。比如它確切的形成時間是什么時候？它的形成對北半球造成了多大程度的影響？它的撞擊濺射物都到哪里去了？為什么在之前格陵蘭冰原多處冰芯鉆孔記錄中都沒有發(fā)現(xiàn)過……這些問題都需要科學(xué)家們展開進一步調(diào)查研究，才能帶給我們精準(zhǔn)的答案。