撞擊地球事件

1979年，以諾貝爾獎獲得者、物理學家L.W.阿爾瓦雷茨為首的小組發現了隕石撞擊地球的證據：意大利古比奧附近的一個海相沉積地層中發現一層厚一二釐米、含有特高銥(Ir)黏土層。其下是含有典型生物化石的晚白堊世海相灰巖，其上也是有足夠化石證據的古近紀海相灰巖。這兩層海相灰巖的銥元素含量都很低，幾乎檢測不到，唯獨沒有任何化石的黏土層含銥元素特高，是上、下石灰岩層銥元素含量的30倍。

接着在地球的100多個地方都找到了同樣的證據：丹麥、西班牙、美國、中國西藏（崗巴縣）、澳大利亞、新西蘭、非洲，以及太平洋與大西洋洋底都發現了這層高出地殼平均Ir含量20～160倍的黏土層。地殼中銥元素含量一般很低，因為銥等親鐵元素在地球形成與分異過程中已大部進入地核，因而地殼中極為匱缺，一般丰度為億分之一左右，相當於地外物質（如小行星）銥含量的萬分之一。

上述黏土層中這麼高的銥含量最有可能是來自小行星。這層黏土層的其他鉑族元素（鉑、鈀、鋨、釕、銠）與微量元素（金、錸、鎳、鈷等），以及碳、氧同位素也有異常。經過研究，證明當時有約5 000億噸隕石物質與撞擊攪起的地球物質一起傾瀉地面，沉積在全球相當於古比奧黏土層的層位。現在絕大多數科學家認為，是這樣一次撞擊使地球生態環境發生了巨大的變化，促使恐龍從地球上消失，還有當時97％的淡水生物、58％的海洋浮游生物、51％的底棲動物和30％的海洋游泳生物為之“陪葬”。

總的動植物屬絕滅度達52％；“種”的滅絕率達75％。

此前分佈廣泛、十分活躍的菊石最終全部絕滅。某些動物如鱷魚、海龜、蜥蜴、哺乳動物與鳥類順利渡過了難關。恐龍及其同類的消失為哺乳動物與人類的登場提供了契機。

研究表明自寒武紀以來，明顯的生物絕滅發生過15次，其中重大集羣絕滅5次。除了白堊紀–古近紀之交的撞擊所引起的災難性事件證據較確鑿外，還有人認為2.5億年前（二疊紀–三疊紀之交）的生物大絕滅的氣候致因也與巨大的撞擊事件有關。中國學者歐陽自遠等研究並確定了新生代以來6次巨大的撞擊事件，它們分別距今6 500萬年、3 400萬年、1 500萬年、240萬年、110萬年和70萬年。已經找到了自6 500萬年以來的新生代地外物體撞擊地球產生的55個撞擊坑，其中直徑為10～20千米的有19個，20～25千米的11個，45～200千米的5個。

撞擊坑直徑1～10千米的撞擊事件的直接破壞作用達到洲際範圍，撞擊坑直徑10千米以上的撞擊事件破壞能力則涉及全球。地外物體的撞擊除了主要是隕石外，還可能是彗星造訪地球的結果。1908年6月30日俄羅斯西西伯利亞中通古斯卡河上游發生的事件——“通古斯事件”一直是不解之謎。當日，東南方向突然飛來一個“怪物”，隨着一聲巨響，蘑菇雲拔地而起，大火吞噬了2 000平方千米的森林，在中心3千米範圍內出現直徑1～50米的坑穴200多個，周圍的樹木呈放射狀向外傾倒。英吉利海峽彼岸的英國氣象中心監測到這次相當於3 500萬噸TNT炸藥爆炸引起的大氣持續20分鐘的波動。聖彼得堡、澳大利亞、爪哇、華盛頓等地都記錄到相應的地震波。

雖然沒有找到隕石撞擊的證據，但發現了玻璃質、硅酸鹽質、金屬質的顆粒與含鎳7％～10％的塵粒及金剛石微粒，因而目前被確認為彗星撞擊的結果。撞擊過程　地外物體撞擊地球時，產生撞擊構造是一個瞬態的連續過程：接觸→侵徹→挖掘（爆炸）→噴射→成坑。在這個過程中，地面特別是受撞擊的岩石（靶巖）發生了一連串的變化，即衝擊變質作用。

小天體高速（相對速度15～75千米/秒）通過地球大氣層，高速碰撞大氣分子並壓縮稠密的大氣，使周圍產生極高的温度和壓力，撞擊體表面的物質不斷氣化、熔融與飛濺，甚至發生爆炸。強大的衝擊波衝擊靶巖時使之向外濺射，形成坑緣的堤壩狀坑唇和大量的撞擊熔融角礫岩。撞擊熔體攪和着靶巖貫入坑底的斷裂與裂隙。向深部傳播的衝擊波使坑底的地層發生翻轉、位移、斷裂和破碎，並形成了一系列環狀和輻射狀斷裂系統，以及坑緣的環形台階。強大的衝擊波還可能誘發深處岩漿沿斷裂的侵入和噴發，生成環形和輻射狀的岩脈羣。衝擊波波陣通過靶巖後，負壓使撞擊點的岩層反彈，形成了撞擊坑內的中心峯。在撞擊坑的岩層中出現大量的震裂錐。震裂錐是撞擊成坑的特有標誌，是強大的衝擊波通過岩層時形成的束狀放射狀構造，其放射狀的收斂端指向衝擊波的入射方向。

撞擊產生的熔融巖中的石英為柯石英和斯石英，許多礦物都具有明顯的衝擊變質效應。地外物體撞擊地球事件的認定豐富了地學哲學的科學內涵：它們既是“全球性”的又是“災變性”的，既有別於“激變論”和“漸變論”，又與“大水一夜之間毀滅地球”的“災變論”有着本質的不同。地外物體的撞擊作為一種新認識的地球發展模式，註定是在地球的歷史上發生過的，並被證實是地球發展過程中必不可少的動力。巨大型的地外物體撞擊地球事件所產生的綜合效應，除了引起氣候、環境變化而導致生物滅絕外，還可能激發地磁極性倒轉和新冰期的到來。因此，這項研究可以幫助我們探討太陽系空間小行星與彗星對行星（包括地球）的撞擊頻率和效應，認識行星與衞星的早期演化，論證地球歷史中多次撞擊事件誘發的氣候環境災變與生物滅絕，解釋冰期的形成與地磁倒轉，還為探討成礦作用提供了一種新的思路。

20世紀70年代科學家曾提出過“隕擊成礦論”，認為世界上最大的加拿大薩德伯裏銅–鎳–鉑族金屬礦牀是隕擊誘發了深部基性岩漿的侵入而成礦的典型。此後，發現撞擊過程中發生了一般地質作用中從未見過的許多現象，如撞擊過程中可能使靶巖中的碳質與石墨轉變為金剛石（在俄羅斯波皮蓋坑的熔融岩脈中找到了細粒結晶的金剛石集合體），因而這個假説得到眾多學者的支持。

撞擊作用能使某些含礦靶巖中的成礦元素活化、富集而成礦；或是撞擊作用形成的盆地成為後期沉積成礦的場所，如加拿大卡爾蘇柯爾撞擊構造中的富鈾砂岩和烏克蘭特爾諾夫卡的含鐵石英岩，以及南非弗裏徳撞擊坑使威特沃特斯蘭徳盆地岩層中的斷裂帶強烈活動，形成許多大型的金礦牀。撞擊坑常常發育為後期成煤、成油盆地，或生成其他沉積礦產，如德國的里斯坑的煤與螢石、烏克蘭博爾梯施坑的油頁岩、印度羅納坑與南非薩特潘坑的重碳酸鈣、俄羅斯拉戈欽卡坑的硅藻土，以及白俄羅斯羅圭斯克坑的磷灰石。撞擊往往能形成新的、很好的油氣圈閉構造，如美國中西部的威利斯頓、俄克拉何馬州的埃姆斯構造和阿拉斯加等地的撞擊坑，都有油氣勘探的前景。撞擊形成的大型坑成為積水的湖泊，湖畔常常懸崖峭壁，風景秀麗，如加納的博蘇姆推湖、印度的羅納湖。加拿大的馬尼誇根湖是水力發電站的水庫。

有些撞擊坑建立了博物館，開闢成旅遊區，如美國的亞利桑那坑、德國的里斯坑和南非比勒陀利亞的薩特潘坑。

歐陽自遠.小天體撞擊與古環境災變:新生代六次撞擊事件的研究.武漢:湖北科學技術出版社,1997. ^[1]