地球近十万年最大规模星球碰撞遗迹在中国

依兰陨石坑全景图。陈鸣、李美洪供图

日前，《陨石学与行星科学》杂志以封面文章形式发表中科院广州地球化学研究所研究员陈鸣课题组联合奥地利维也纳大学的科学家撰写的论文，详细报告了依兰陨石坑的发现及其主要地质特征、撞击证据和形成历史。

去年，陈鸣课题组在我国黑龙江省哈尔滨市依兰县发现了一个新的陨石坑，即依兰陨石坑。依兰陨石坑形态特征十分奇特，展现为一座月牙形环形山，蔚为壮观。这个碗形陨石撞击坑坐落在花岗岩体上，直径1850 米，坑缘高出地表150 米。陨石坑的大部分坑缘保存状态良好，但占总长度约1/3的南部坑缘缺失。

依兰陨石坑的形成与一颗直径大约100米的小行星超高速撞击地表有关。“基于对现有陨石坑资料的分析判断，依兰星球碰撞事件是地球近十万年以来发生的一次规模最大的撞击事件。”陈鸣对《中国科学报》表示，研究结果表明，导致该陨石坑形成的星球撞击事件发生在距今4.9 万年前。

陈鸣指出，这次撞击事件发生在旧石器时代中期末段，这个时期黑龙江中南部地区草原茂盛、森林密布、动物繁盛。该区域当时已经有人类活动的踪迹，猛犸象—披毛犀动物群也是当时十分活跃的一个哺乳动物群。

“这次星球撞击引发的巨大爆炸显然导致了陨石坑以及周边方圆数十千米范围内的生态环境灾难。”陈鸣说，陨石坑形成之后，这个巨大的碗形凹坑一度发育成为一个湖泊。在末次盛冰期，陨石坑的南部坑缘受到了冰川的强烈侵蚀作用，湖泊消失。

“这是一次极高强度的撞击事件，星球碰撞释放出的能量超过1000万吨TNT炸药的爆炸当量，引发了一次威力巨大的爆炸。”陈鸣表示，陨石坑底部充填的厚达数百米的花岗岩碎片绝大部分由粒度为毫米级的碎屑组成，岩石的撞击破碎程度之高在地球陨石坑中极为罕见。

据介绍，撞击冲击波瞬间将地表以下体积超过4 亿立方米的花岗岩体撕裂成了碎片并挖掘出一个巨大的碗形凹坑，形成的陨石坑真实深度与直径的比值达到了地球同类型陨石坑之最。研究揭示，该陨石坑的真实深度达到579 米，坑底下部充填有厚层的花岗岩碎片，坑底上部覆盖着厚层的湖泊相沉积物。宇宙中星球之间的碰撞是一种普遍的自然现象。太阳系中许多固态星球表面都保存有星球撞击留下的地质遗迹，即陨石坑。目前在地球上已经发现了不少陨石坑，但这类地质遗迹在我国十分罕见。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/maps.13711

（原载于《中国科学报》 2021-08-03 第4版 综合）