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我们太阳系中其他岩质行星拥有一个共同特征:由撞击形成的巨大陨石坑中有火山活动的迹象 。这使科学家想知道,巨大的撞击真能引起火山喷发吗?地球上发生过这种情况吗?为了找到答案,科学家前往地球上未被板块构造运动消除的几个大型陨石坑之一——加拿大的萨德伯里陨石坑 。
“萨德伯里陨石坑的冲击构造拥有18.5亿年的历史 。”
特里萨·乌维德是澳大利亚昆士兰大学的地球化学家 。
“萨德伯里是由一个直径为10到15千米的火流星撞击地球而形成的,很明显,撞击形成了一个巨大的盆地,同时也熔化了当时地球的外层地壳 。而且还形成了一个2.5千米深的巨大熔池 。”
但是乌维德和她的同事发现撞击的影响不止如此:它似乎还引发了地幔深处的岩浆喷发 。证据在于,萨德伯里喷发的岩浆,其化学成分随着时间推移而发生变化 。一开始,岩浆的化学成分与地球岩石相吻合,这表明岩浆来自局部熔融 。但随着喷发的持续,岩浆似乎来自地幔深处,这表明撞击搅动了地球的内部物质 。
目前没有人确切知道撞击是如何引发长期火山活动的 。一种可能的解释是,陨石撞入地表以后,地壳会向上回弹,暂时为基本上是固态的地幔减压,使其熔化并产生岩浆 。这项研究结果发表在《地球物理研究:行星》期刊上 。
乌维德表示,很难知晓其他星球是否也发生过同样的事情 。太阳系中的许多地方都有火山活动,看起来发生时间比她在萨德伯里看到的撞击时间要晚得多 。但是没有可供直接查验的材料,我们无法确定 。
尽管如此,这些结果依然有助于解释地球历史中的神秘章节 。地球上大多数巨大的撞击主要发生在约40亿年前,那时太阳系还在形成中 。不过当时地球还没有地壳,这表明整个星球在不久之后发生了大转变 。
“我们认为,撞击不仅能产生陨石坑,还能让地幔深处的物质熔化,并将其带到地球 。整个过程会再循环,深层物质浮出水面 。”
看起来,地球早期遭受的撞击可能引发了火山活动,而火山活动擦掉了撞击留下的证据 。换言之,我们的星球遭受了可加速自身复原的撞击 。
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学 。我是朱莉娅·罗森 。
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