銀坑隕石坑

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銀坑隕石坑的位置

銀坑隕石坑英语Silverpit crater)又音譯西爾弗皮特隕石坑,是英国北海外海的海底地形,埋藏在北海海床之下,距英格蘭約克郡東岸約130公里,是以銀坑Silver pit,北海海床的一處凹陷構造)為名。銀坑隕石坑是在一個例行石油勘探收集的地震数据的分析中被发现,並在2002年公佈消息[1]。銀坑隕石坑最初被报道为英国首个已知的撞击隕石坑。但是,后来有科學家提出了其它的起源理論[2]。科學家估計銀坑隕石坑的形成年代約為7,400萬年到4,500萬年前,相當於白堊紀晚期到始新世[3]

發現[编辑]

銀坑隕石坑的地形圖,呈現出中央高峰與多重同心環地形。紅/黃部份較淺,藍/紫部分較深

銀坑隕石坑是由英國石油(British Petroleum)的石油地質學家西蒙·斯圖爾特(Simon Stewart)與Production Geoscience有限公司的菲利普·艾倫(Philip Allen)所發現。菲利普·艾倫在一次例行的石油勘探中,用震波反射尋找天然氣沉積層,發現在北海的海床之下,埋藏者一個同心圓環結構地形,距離英國約130公里。雖然該地形貌似撞擊隕石坑,但菲利普·艾倫沒有鑒定隕石坑的經驗,所以他將該地形的影像掛在辦公室的牆上,希望有人能辨認出這個地形。英國石油的西蒙·斯圖爾特為了不相干的事前往Production Geoscience有限公司,而看見這個影像,認為這是個隕石坑。兩人的撞擊理論研究,發現在2002年的《自然》(Nature)雜誌[1]

銀坑隕石坑是以所在處的銀坑魚場為名。銀坑魚場是由當地漁人命名的,因為該處下方的海床有大型的橢圓形凹陷地形,科學家認為該處以前是個史前河谷,形成於海平面相當低的冰河期

早在宣布發現銀坑隕石坑的三年前,已有推測認為北海的地震資料可發現一個隕石坑的存在。這個推測是根據地表的隕石坑分佈率,以及北海的面積大小,推測出北海應可發現一個隕石坑[4]

銀坑隕石坑位於海床之下,覆蓋者一層厚達1,500公尺厚的沉積層,該沉積層位在北海之下約40公尺深處。研究顯示該隕石坑形成時,該地區位於海底約50到300公尺深處[1]

起源[编辑]

地質學界目前對於銀坑隕石坑的起源仍在爭論中,除了撞擊事件造成的隕石坑,其他的形成理論有坳陷鹽地形、拉裂的盆地[5],質疑該地形是否為隕石坑[6]

撞擊理論[编辑]

當菲利普·艾倫與西蒙·斯圖爾特發現銀坑隕石坑時,他們否定了撞擊理論以外的其他可能。因為地形中央沒有磁力反應,火山活動被排除,如果有岩漿活動,應該會偵測到異常磁力。某些被認為是隕石坑的地形,被發現其實是坳陷鹽地形;但因為銀坑隕石坑下方的二疊紀/三疊紀地形沒有類似的變動,而被排除。另一撞擊理論的強力證據,則是該地形中央有尖峰,除了小行星撞擊以外很難形成。

其他理論[编辑]

在2004年,愛丁堡大學的地質學家約翰·R·昂德希爾(John R. Underhill)提出深部地層的塌陷可用來解釋銀坑隕石坑的成因[2]。約翰·R·昂德希爾指出所有約2.5億年前的二疊紀地層都以向斜方式摺曲,而該處的二疊紀地層較薄,顯示該地形是在二疊紀時形成[2]

銀坑隕石坑的中央高峰,是撞擊理論的強烈證據,但約翰·R·昂德希爾提出質疑,他提出這中央高峰是圖像處理時修改過的[2]。但是,菲利普·艾倫與西蒙·斯圖爾特後來再次利用地震波反射製圖,證實中央高峰的存在[3]

在2007年,約翰·R·昂德希爾再度提出證據,持續反對撞擊理論。在進行大面積的地震波研究後,約翰·R·昂德希爾提出銀坑隕石坑不過是二疊紀的眾多坳陷鹽地形之一。這個結果發布在2007年5月的美國石油地質協會會議(American Association of Petroleum Geologists)[7]

之後,約翰·R·昂德希爾持續以坳陷鹽地形的角度,研究銀坑隕石坑的形成成因,以及為何會形成類似隕石坑的形態。在2009年8月,他將論文發表在《石油地質科學》(Petroleum Geoscience)期刊[8]。在2009年10月,倫敦地質學會(Geological Society of London)舉行公開辯論,討論銀坑隕石坑是否為撞擊事件造成的地形,會議的結果較偏向約翰·R·昂德希爾的坳陷鹽地形理論。[9]

結構[编辑]

銀坑隕石坑的地形圖,根據菲利普·艾倫與西蒙·斯圖爾特的2005年地震波研究繪製

白堊紀時期,銀坑隕石坑的直徑約3公里[3]。相較於陸地的隕石坑,銀坑隕石坑的周圍有多個同心圓環,最外一圈的半經約10公里,相當不尋常。這些同心圓環結構,類似木衛四(Callisto)的瓦爾哈拉撞擊坑(Valhalla),以及木衛二(Europa)的其他隕石坑[10]。正常來說,有多同心圓環的隕石坑,面積通常會比銀坑隕石坑大。如果撞擊理論正確,銀坑隕石坑的環狀山將是個爭議。另一個問題是目前已知的隕石坑都在陸地上,但有2/3的地表位在海洋中,所以水體撞擊的後果,將比陸地撞擊後果更難重建。與切薩皮克灣隕石坑(Chesapeake Bay impact crater)相比,銀坑隕石坑可能是研究最徹底的海洋撞擊地形。

多個同心圓環的另一可能成因,則是撞擊事件瞬間造成碗狀凹地,撞擊噴出的鬆軟岩屑會往中心降落,形成同心圓環。如果屬實,鬆軟岩屑將形成非常薄的地層,越接近表層的物質,更易碎。冰質衛星上的隕石坑,硬質岩層下常有鬆軟岩屑。但對岩質星體而言,這並不尋常。另一可能是,位於海床下方、銀坑隕石坑最上層的重疊白堊層,可能是撞擊造成的鬆軟岩屑[11]

撞擊事件[编辑]

根據隕石坑的大小,可推算出撞擊物體的速度,以及撞擊物體的大小。根據銀坑隕石坑的大小,撞擊物體(以岩質物體計算)的寬度約120公尺,重量為2.0×109 公斤,撞擊速度將是每秒20到50公里。若是撞擊物體是彗星,造成的隕石坑將更大。

造成希克蘇魯伯隕石坑的撞擊物體,直徑估計為接近9.6公里。而造成1908年通古斯大爆炸的撞擊物體,估計為寬約60公尺的彗星或小行星,質量為4×108 公斤[12]

根據估計,一個寬120公尺的物體,若以高速撞擊海面,將激起巨大的海嘯。科學家目前在北海週遭地區,尋找當年曾有巨大海浪衝擊沿岸的岩石證據,但仍無所獲。 找不到海嘯的證據,是因為這個區域之前是陸地,有漁民在這個海域找到長毛象的化石英國發現亞特蘭提斯,北海以前是陸地,在一萬多年前海水入侵慢慢沉入海底。

年代[编辑]

根據隕石坑的海底平原岩石與沉積層,可用來估計其年代。撞擊事件發生後,撞擊處下方的沉積層會被噴出、重新散佈,而撞擊之後沉積的地層,則不會呈現被擾亂的狀態。在菲利普·艾倫與西蒙·斯圖爾特的研究中,他們認為銀坑隕石坑將該地的白堊紀黏土層與侏羅紀頁岩層撞擊、噴出,後由第三紀的沉積層覆蓋[1]。白堊紀結束於6,500萬年前,但根據鑿孔挖出的岩蕊,銀坑隕石坑缺乏最下層的第三紀地層。因此銀坑隕石坑最初被估計年代為6,500萬到6,000萬年前。但是,根據菲利普·艾倫與西蒙·斯圖爾特的更詳細地震學資料,其年代估計為約7,400萬到4,500萬年前,時當白堊紀晚期到始新世[3]

利用地層學的方法來估計隕石坑的年代有其爭議,加上約翰·R·昂德希爾對隕石坑的成因提出異議[2]。其他可能的估計方式包含:估計噴出物質的年代(例如玻璃隕石)、估計海嘯沉積物(可能位於北海海盆某處,未被發現)的年代[7]。若尋找到這些證據,可以加強撞擊理論。兩個位於北海的油井,位置就在同心圓環上,其挖出的岩石樣本正在研究中。若從中央尖峰挖出岩石樣本,也可用來確定隕石坑的形成理論。在此之前,科學家仍無法確認其為撞擊地形。

多重撞擊理論[编辑]

銀坑隕石坑的多重環狀結構,類似木衛四(Callisto)的瓦爾哈拉撞擊坑(Valhalla)

早期對於銀坑隕石坑的年代估計,多在6,500萬到6,000萬年前,與希克蘇魯伯隕石坑的年代重疊,希克蘇魯伯隕石坑形成於約6,500萬年前,可能是恐龍滅絕的主因。目前已發現數個年代相近的大型隕石坑,都介於北緯20度到70度之間,導致科學家提出當時曾有數個物體撞擊地球的理論。

在1994年,舒梅克-李維九號彗星分裂成多塊碎片撞擊木星,顯示行星重力场潮汐力可使彗星分裂成碎片,而這些碎片會在數日之內連續撞擊行星。當彗星運行至氣體行星周圍時,經常受到氣體行星的重力拉扯影響,而太陽系過去極可能發生過類似的事件。

在6,500萬年前,地球可能發生過這種多重撞擊事件,但理論的證據並不充足。而某些可能隕石坑的年代,誤差值有數百萬年之久。其中,銀坑隕石坑的年代大約在7,400萬到4,500萬之間,使這個理論的可能性降低。

参考[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 (英文)Stewart SA, Allen PJ. A 20-km-diameter multi-ringed impact structure in the North Sea. Nature. 2002, 418 (6897): 520–3. doi:10.1038/nature00914. PMID 12152076. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 (英文)Underhill JR. Earth science: an alternative origin for the 'Silverpit crater'. Nature. 2004, 428 (6980): 280. doi:10.1038/nature02476. PMID 15029895. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 (英文)Stewart, S. A. & Allen, P. J. 3D seismic reflection mapping of the Silverpit multi-ringed crater, North Sea. Geological Society of America Bulletin. 2005, 117 (3): 354–368. doi:10.1130/B25591.1. 
  4. ^ Danielson, Stentor. Unusually Well Preserved Crater Found in North Sea. news.nationalgeographic.com. [2009-12-27]. 
  5. ^ (英文)K. Smith. The North Sea Silverpit Crater: impact structure or pull-apart basin?. Journal of the Geological Society. 2004, 161: 593–602. doi:10.1144/0016-764903-140. 
  6. ^ (英文)K. Thomson; P. Owen; K. Smith. Discussion on the North Sea Silverpit Crater: impact structure or pull-apart basin?. Journal of the Geological Society. 2005, 162: 217–220. doi:10.1144/0016-764904-070. 
  7. ^ 7.0 7.1 (英文)Fildes, Jonathan. UK impact crater debate heats up. BBC News. 2007-03-30 [2007-03-30]. 
  8. ^ Underhill, J.R. (2009) Role of intrusion-induced salt mobility in controlling the formation of the enigmatic "Silverpit Crater", UK Southern North Sea. Petroleum Geoscience, 15, 197–216. DOI 10.1144/1354-079309-843
  9. ^ Geological Society - Silverpit "not crater". www.geolsoc.org.uk. [2009-12-27]. 
  10. ^ (英文)Allen P.J., Stewart S.A. Silverpit: the morphology of a terrestrial multi-ringed impact structure. Lunar and Planetary Science. 2003,. XXXIV: 1351. 
  11. ^ (英文)Collins G.S., Turtle E.P., Melosh H.J.. Numerical Simulations of Silverpit Crater Collapse. Impact Cratering: Bridging the Gap Between Modeling and Observations. 2003: pp. 18. 
  12. ^ (英文)Foschini L. A solution for the Tunguska event. Astronomy & Astrophysics. 1999, 342: L1.  Abstract

外部链接[编辑]

白堊紀-第三紀滅絕事件
疑似K-T事件的隕石坑
波泰士隕石坑 希克蘇魯伯隕石坑
濕婆隕石坑 銀坑隕石坑