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为什么陨石坑里都没有陨石?

在地球的历史上,已经被来自太阳系的小行星袭击了无数次,尤其是地球刚刚诞生的时候,太阳系非常混乱、一片尘土飞扬;

每时每刻都有大量的小行星撞击地球,导致那个时候的地球表面一片熔岩,呈现出了粘稠的液态,这时的任何撞击都不会留下任何痕迹。

但是当地球慢慢冷却以后就是另外一回事了,陨石的撞击就会在地球表面留下一个撞击坑,不过由于地球表面有大气、有水、地质活跃,在漫长的岁月中曾经撞击地球留下的绝大部分陨石坑都被覆盖掉了。

这就是为什么我们现在在地球表面很难找到曾经狂轰滥炸的时刻,留下的印记。但是月球就不一样了,它没有水、没有大气、地质运动早在诞生后的10亿年就停止了,所以它留下了满身的伤痕。

不过在距离今天比较近的历史撞击时间中,小行星也在地球上留下了伤痕。

例如5万年前一颗直径大约50米的铁陨星砸在了美国亚利桑那州的沙漠沙漠中,创造了这个直径1200米的巴林格陨石坑。

不过根据估计当时刚砸出来不久,这个陨石坑的深度在210米,慢慢的被雨水冲刷、边缘滑坡、尘埃物累积现在已经深度只有150米了,相信在过个多少年,这个坑也会消失。大自然有自愈能力。

除了这个陨石坑最有名的就是砸恐龙的那颗陨石,10公里比珠穆朗玛峰还要大,砸在了今天墨西哥的尤卡坦半岛,创造了一个直径180公里的陨石坑。

不过这个陨石坑年代太久远了,数千年的历史变迁沉积物已经把这个陨石坑填平了。那么陨石坑被慢慢填平了,那陨石呢?为什么地球上的陨石坑都没陨石呢?

难道也是因为风化、搬迁、腐蚀造成的?并不是,不仅地球上的陨石坑没有陨石,就连月球上的陨石坑也没有陨石。

可以看到并没有陨石在里面,而且我们还会发现在陨石坑中有向上突起的尖尖,这是怎么回事?下图看得更清楚一些。

而且在我们的印象中一个东西砸到另外一个东西上的时候应该会形成一个底小口大,类似于倒圆锥的形状;

月球上又没有大气、雨水、地质活动,陨石坑的边缘又不会往下滑,为什么陨石坑的底都是平的?

所问题是陨石坑中的陨石去哪了?坑中的小山堆是怎么来的?底部为什么是平的?

陨石撞击是一个巨大的能量释放的事件,跟我们以往认为的碰撞是有却别的,主要就是能量不再一个层面上,生活中普通的碰撞事件速度也就是每小时数百公里。

但是在太阳系中运行的小行星它们的速度都在每秒11公里以上,如此大的速度以及自身数百吨、数十吨的质量,就让一颗小行星携带了巨大的能量。

例如巴林格陨石坑就释放了相当于2000万吨TNT的能量,恐龙的10公里陨石撞击释放了1亿兆吨TNT能量。

更加重要的是,这些能量是在陨石与地球接触的一瞬间释放的,极端的时间释放如此大的能量,只会造成一个结果。

接触的瞬间高温高压会气化一切我们能想到的材料和物质,所以一般体积很小的陨石是留不下任何东西的,瞬间就没有了。

体积较大的陨石如果没有被瞬间气化完,也会因为撞击被撕裂的粉碎,然后随着升起尘埃蘑菇云被带到高空,冲出地球都是有可能的,如果没有离开地球,那陨石碎片再落下来肯定就不再原地了。

这就是为何我们捡到陨石的时候,它也并不在坑里,而是在坑以外的地方。

除此之外,巨大的碰撞还会将陨石坑周围大量的物质尘埃带上高空,随着大气弥散到全球,引发气候灾难。这就是为什么陨石撞了地球一下,全球的恐龙都灭绝了的原因。

不仅如此,地球上的岩石、尘埃也会在碰撞当中被溅射到外太空,这些来自地球的岩石样本有可能会落在月球、火星、金星上,那里如果有外星人的话,一检测就会发现这些岩石来自地球。

所以,我们也能在地球上捡到来自火星和月球上的岩石,在嫦5采样返回之前,我们一直都是依靠在南极捡月球陨石来研究月球的,当然也能捡到不少的火星陨石。

那么陨石坑底为什么是平的?

在碰撞的过程会极限的压缩也会导致释放出巨大的弹性势能,而且在高温下固态物质都会表现出液体的性质。

上图就为我们展示了碰撞的瞬间会发生的事。陨石气化瞬间消失,气化物跟随着四周物质、尘埃被带到高空,陨石坑底部、边缘短时间内受到极大的压力,向周围延伸,陨石坑不断扩大。

底部被剧烈压缩,导致了形成向上反弹的巨大势能,所以在撞击的后半段,陨石坑底部会向上冲击,不仅把陨石坑变成了平底锅,还在陨石坑中央形成一个小山丘,也就是我们看到的尖尖。

在地球上这个尖尖是无法保留太长时间的,都会随着时间慢慢地消失,但月球上的很多陨石坑,只要撞击的力度足够大,陨石坑直径越大、它的底就越平,尖尖就越高。

上图也更加形象地展示了碰撞的瞬间。

不过在地球历史上的形成的一些陨石坑中,虽然陨石已经消失不见了,但我们依然能够在陨石坑底部的沉积物当中找到陨石成分的痕迹,为确定陨石坑的形成带来一些证据。

以上的过程也像极了水滴滴落到水面的过程。

这里做个补充,很多人不清楚我们在地球上简单的陨石怎么知道它来自月球,它来自火星呢?

其实很简单就是,陨石成分的分析,地球历史上地质活动非常的活跃,现在依然活跃,火山活动充分,但是月球和火星早早就冷却了,所以这三颗星球上的岩石成分是不一样的。

我们老早就拿到了月球岩石样本、以及火星车也对火星岩石做了分析,所以通过对不同岩石成分就可以确定陨石来自哪里。

而且还可以对陨石中包裹的气泡进行分析 ,通过化学同位素比例的测定也可以知道陨石来自哪里,例如火星上的N15,它的含量是地球的200倍。

所以这对科学家来说,分别陨石是哪里来的并不困难,只要实现拿到另外一个星球的岩石和大气样本。