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“巴林杰陨石坑”的成因

  从人造卫星拍摄的照片上可以清楚地看到一种奇特的环形巨坑,这类巨坑之中最具代表性的是位于美国亚利桑那州一片平坦高原上的一个直径约1240米,平均深度达180米的“巴林杰陨石坑”。一些科学家在1891年时偶然发现了它,经考察分析,认为巨坑是在2万年前由一颗含有铁、镍元素的重达数百万吨的大陨石撞击造成的。

  本世纪初,美国一位采矿工程师巴林杰对环形巨坑产生了强烈兴趣,他动用巨大的财力,在巨坑周围进行勘探,钻头深入地下达400米,在地表留下了许多深洞,却始终没有找到预想的那颗铁、镍大陨石。开采虽未成功,却对巨坑的形成原因进行了有益的探索。为了纪念他,美国陨石学会把此坑命名为“巴林杰陨石坑”。

  “巴林杰陨石坑”为什么没有陨石的残留痕迹呢?据观测,一些小流星穿过大气层时,因摩擦产生的高温可以燃烧殆尽,但是大型陨石(主要成分为硅、铁类元素)一旦落地,就逐渐冷却,不会继续燃烧。通常陨石的质量与陨石坑直径、深度有一定比例关系,一般在真正由陨石撞击形成的坑中都能找到各种陨石,这一点已有大量实证,如1976年吉林陨石雨后,一个直径仅6米的陨石坑中就找到一块1770公斤的石陨石。很难想象一个已砸出几百平方米巨坑的陨石会焚毁消失的无影无踪。陨石只是从宇宙坠入地球的一种岩石。陨石越大,它的撞击力就越强,最初人们不理解,为什么在巴林杰陨石坑看不到陨石本身。有些人以为陨石被埋在地下了。后来科学家们认识到。这块重7万吨、宽度至少在25---30米的巨石在落地时己击成碎块了。在过去的一百多年里,在巴林杰坑周围八公里左右的地区内,先后找到了上万块铁陨石碎片,其中最大的一块重达4吨。由此可以断定“巴林杰陨石坑”并不是陨石撞击坑。

  探究环形坑的来龙去脉,要从地壳的变动说起。当地球内部原子核反应不断产生的能量逐步积聚,达到地壳承受不住的压力时,便会形成熔岩喷发活动。岩浆冷却时,由于包裹在岩浆中的水和蒸汽的支撑作用,在凝固后的岩层中会形成空洞(像烧制玻璃时残留在制品中的空气泡)。这种熔岩洞穴遍布全球,有的位于地表上的崇山峻岭之中,有的隐藏在地表下曲折幽深。部分地下熔洞距地表很浅,经过漫长地质年代,熔洞中的水和蒸汽会沿着岩层的缝隙流失散发掉,而失去内部压力支撑的洞顶坍塌便形成凹陷坑。因为这种环形坑是熔洞塌陷形成,所以内壁陡立,甚至有些呈口小底大的瓮形,像我国湖北省神农架地区的七溪坪巨坑,坑口直径约410米,而坑底直径约500米,坑口上方还有熔洞塌陷时留下的两块条石悬空架在坑沿上。

  人们注意到,“巴林杰陨石坑”四周组成石壁的厚厚的石灰岩层和砂岩层被一种可怕的力量所折断,并且向外翻转,坑底一些岩石有遭受猛烈冲击而产生的碎裂痕迹,石壁、石垣以及坑的底部堆满了石粒,这些都显示了岩石崩塌的特征。那条围绕环形坑边高达30米的坑唇,是因为这种熔洞塌陷前的洞顶是向地而鼓涌的圆丘,坑唇就是塌陷后残留的圆丘边缘部分,在美国西部还有许多这类地下是熔洞的地面圆丘。

  至于在坑周围找到的一些含铁的不规则碎屑,是由于熔洞是熔岩喷发冷却形成的,其中当然会有飞溅的金属(包括铁)类矿物结晶,所以在环形坑附近找到少量金属矿物也很正常,更不是什么“陨石残骸”。以上地貌表明,这是一个典型的熔洞顶部塌陷形成的环形坑。这种环形坑与地下熔洞是同类地质构造的两种不同的形态,它的形成与地壳内熔岩活动有着密切的联系,而与陨石撞击毫不相关。在其它行星(主要是后期行星)上环形坑也大量存在。

  当然,行星上的绝大部分环形坑并非经过熔洞塌陷形成,而是熔岩喷发时,混合其中的水蒸气散发后,岩浆冷凝时体积大大缩小,喷发中心区域直接陷落形成的凹陷坑。由于行星外壳厚薄、岩浆成分、内部压力的不尽相同,会形成高低大小形状各异的环形坑。在行星经历了早期不断的地壳大爆发,释放能量之后,由于外壳变厚,内部压力减小,喷发程度较弱,熔岩已不足以堆成高耸的圆锥火山峰,于是后期行星上的低矮环形山便星罗棋布。在一些环形山的中央,火山锥清晰可见,此类非常普遍的行星形态(如水星、月球……表面密密麻麻的环形山、环形坑)都是与地球上司空见惯的火山口源于同样的成因。

  宇宙中天体相撞是经常和普遍的,在地球周围的小行星不计其数,地球就在小行星编织的网中穿行,如果与其中任何一颗较大的相撞都会造成灾难。但是,如果两个天体质量相差不大,因各自磁场的相互排斥作用而保持相对的间隔距离,不会相撞。天体相撞的前提是,两个天体必须有非常大的质量差距和较近的距离,才能使天体之间的吸引力与离心力失去平衡而相撞。目前人类还没能计算出天体相撞的质量差距的准确数值,地球上迄今找到的最大陨石是60吨重的非洲纳米比亚的“霍巴”陨石,由此推算,像地球这样大的天体可以吸引的应该是相当于地球60万亿亿吨重量的1万亿亿分之一或更小的天体。理论上没有相对较大质量天体撞击地球的可能性,在现实中也从未发生过。就是1994年7月引人注目的苏梅克—列维9号彗星撞击木星事件,由于它们之间巨大的质量差距,也仅在木星浓密大气层顶端形成一个持续不长时间的直径1万多公里的暗黑色尘埃云团,对木星的构造和运行并未产生任何实质性影响。木星与地球的质量相差318倍,二者的能量和引力不能相提并论,木星能吸引的物体质量远大于地球能吸引的物体质量,所以,可以落在木星上的物体并不会落在地球上。

现状

  科学家们利用巴林杰陨石坑作研究,美国宇航员在那里进行训练,因为它与月球表面上的环形山是如此相像。一些游客也获许前来参观,他们顺着一条很陡的小道花1个小时可以走到陨石坑底。

坐标

  35.026903876108 N,-111.022510528560005 W

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