这张图片显示了雅拉布巴撞击结构和样本位置的地图

来源:©Timmons M Erickson et al/施普林格Nature 2020

雅拉布巴撞击地点的地图,由于侵蚀和其他地质和生物过程,从地面上已经看不见了

对古代晶体的化学分析显示,22.29亿年前发生在澳大利亚的陨石撞击是迄今为止发现的最古老的撞击。1

陨石撞击地球时,地球还被冰覆盖着,研究人员认为,它向大气中投掷的水蒸气云可能是温室气体,使整个星球变暖。

研究人员研究了晶体他们于2014年在西澳大利亚州的Yarrabubba撞击地点采样,该地点位于珀斯东北约620公里处。

这次撞击被认为是由一颗大约7公里长的陨石撞击地球造成的,但其严重侵蚀的70公里陨石坑现在只在地球物理调查中作为一个中心异常可见,在表面几乎看不到任何东西。研究报告的合著者说:“你就在澳大利亚的丛林里,它就像你想象的那样——袋鼠和鸸鹋跑过,非常平坦,像沙漠一样的景观。克里斯·柯克兰他是珀斯科廷大学的地质年代学家。

柯克兰和他的同事们对锆石和独居石的微小颗粒进行了成像,这些颗粒比人类头发的宽度还小,以观察它们的晶体结构在陨石撞击中发生了什么变形。他说:“单个的谷物实际上非常漂亮。”“它们有一系列的纹理,只能在极端的温度和压力条件下产生,而在地球上获得这些极端温度和压力的唯一方法是将一块大岩石撞到另一块大岩石上。”

锆石和独居石含有微量的铀,因此研究人员使用一束狭窄的氧离子来测量因陨石撞击而变形的颗粒部分的放射性衰变产物。“通过定位撞击事件重置的晶体中的特定区域,我们能够得到撞击的年龄,”主要作者解释道Timmons埃里克森他是美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心的地质年代学家。

显示独居石和锆石冲击再结晶纹理的图像

来源:©Timmons M Erickson et al/施普林格Nature 2020

来自Yarrabubba的锆石(a和c)和独居石(b和d)颗粒中的铀同位素被用来证实这个撞击地点是世界上已知的最古老的

这次撞击发生在22.29亿年前,比南非的弗里德堡陨石坑(Vredefort Dome)还要早2亿年,后者是已知的第二大陨石坑。

它与一段强烈冰期的结束相吻合——一种所谓的“雪球地球”状态——并提出了Yarrabubba陨石是它结束的原因的可能性。埃里克森说,这次撞击可能融化了一层古老的冰层,并向大气中释放了多达5万亿吨的水,最终改变了地球大气的化学成分,从而维持了今天的温暖条件。

肯尼斯·埃莫牛津大学的地球化学家说,埃里克森和他的同事对撞击时间的确定看起来是可信的。阿莫尔没有参与这项研究,但他最近领导的一个团队发现了撞击英国的最大陨石——苏格兰12亿年前的撞击。

他说,来自Yarrabubba的水蒸汽云使地球变暖的想法“很有趣”。但“如果这种影响只持续几年,就不太可能导致冰川融化,除非冰川已经在融化了。”

虽然埃里克森领导的研究已经确定了已知的最古老的陨石撞击,但另一项研究发现世界上最古老的物质1969年坠落的陨石内部。2通过测量暴露在宇宙射线下产生的氖同位素,研究人员确定了澳大利亚默奇森陨石中的一些碳化硅颗粒形成于75亿年前——远远早于我们的太阳和行星。

国际研究小组认为,这些颗粒是大约50亿年前合并形成太阳系的星际尘埃的一部分。