地球表面的大部分区域都已被描绘、测绘和测量。在此过程中,科学家们发现了大量的或大或小的陨石坑。但一直有一个主要的陨石坑缺失了。
12800年前,在更新世时期,地球正从上一个冰河时代逐渐回暖。气温缓慢上升,冰川退却,直到发生了某件大事,引发了一场足以在地质记录中留下印记的寒冷期。在短短几十年内——在地质时间尺度上只是一眨眼的功夫——地球温度下降了3到11华氏度(2到6摄氏度)。由此产生的时期被称为新仙女木事件(Younger Dryas),这是历史上一个神秘的、持续1000年的插曲。
许多科学家已经提出(并提供了证据)认为,新仙女木事件是由一次陨石撞击引发的。但其他人则持保留态度,认为火山爆发,或者(似乎是目前最受青睐的理论)某种巨大的淡水洪灾暂时扰乱了北大西洋的气候循环。但科学家们之所以缓慢接受撞击假说,主要原因很简单:根本没有陨石坑。
但是,今天在开放获取期刊《科学进展》(Science Advances)上发表的研究表明,也许我们还没有搜寻到所有地方。由丹麦自然历史博物馆和哥本哈根大学教授库尔特·凯尔(Kurt Kjær)领导的研究,描述了一个之前被忽视的、宽19英里、隐藏在格陵兰西北部希亚瓦塔冰川显眼之处的陨石坑。事实上,它距离美国最北端的空军基地——图勒空军基地(Thule Air Base)只有大约150英里,而NASA的IceBridge飞机就从这里起飞。你可以在谷歌地球上看到该陨石坑约三分之一的圆形轮廓。
这可能是人们一直在寻找的新仙女木事件陨石坑吗?这取决于它的年代,但它还没有被精确测定。目前,研究人员只能自信地说它的年代在300万年至12000年之间——绝对属于更新世。
像这样的陨石坑的年代测定是可能的,但由于这个陨石坑位于如此偏远的地区,并且深入冰层之下,研究团队无法轻易地去采集样本。凯尔说,他们正在努力引起足够的兴趣,以开展所需类型的野外考察,穿透3000英尺的冰层进入陨石坑本身。
这项最新研究描述了用于验证这个奇特的圆形地貌确实是小行星撞击造成的证据。但早期的年代估计表明,这至少有可能就是几十年来许多研究人员一直希望找到的那个12800年前的陨石坑。我们还有待观察。

阿尔弗雷德·韦格纳研究所的Polar 6研究飞机对希亚瓦塔冰川进行的冰雷达勘测的渲染图。雷达数据揭示了冰层下的地形和冰层本身的层状结构。(图片来源:丹麦自然历史博物馆、冰冻圈科学实验室、美国马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心)
丹麦自然历史博物馆、冰冻圈科学实验室、美国马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心
他们是如何发现这个陨石坑的
研究团队并非在四处搜寻陨石坑。他们当时正在格陵兰岛与NASA的IceBridge项目一起绘制北极海冰图,一系列偶然的事件导致了这次发现。
该研究的合著者、NASA IceBridge项目的乔·麦格雷戈(Joe MacGregor)表示,他很幸运能在正确的时间出现在正确的地点,从而参与了这个陨石坑项目。
麦格雷戈解释说,为了进行IceBridge的勘测,团队会驾驶飞机飞越冰面,并使用雷达仪器来测量厚度。为此,他们必须以相对较低的高度飞行。但当他们前往勘测地点时,为了节省燃料,他们会飞得更高——10000到15000英尺。通常情况下,他们的雷达设备在高空无法工作。
希亚瓦塔冰川位于图勒空军基地以北,是他们往返勘测途中反复飞越的区域。
麦格雷戈说:“碰巧的是,那些操作雷达的人当时大部分时间都在尝试测试高空性能。”出乎意料的是,仪器竟然工作了,并绘制出了冰川的地图。
在查看生成的雷达地图时,团队中的几位科学家注意到了希亚瓦塔冰川中那个陨石坑形状的凹陷。
凯尔说:“格陵兰西北部有一个巨大的圆形地貌。我们开始想,哇,这可能是真的吗?这会是一个撞击坑吗?”
凯尔说:“当然,接下来我们面临着一个巨大的挑战,那就是确定它是否真的是一个撞击坑。”

库尔特·凯尔在希亚瓦塔冰川前采集沙样。这些沙子被冰川从撞击坑底部运到冰缘,并提供了关于这次撞击的大量信息。(图片来源:Svend Funder)
Svend Funder
如何确认一个撞击坑
尽管发现一块巨大的太空岩石或一个年幼的超人来证实地质凹陷的非地球起源听起来很棒,但在研究史前陨石坑时,科学家们通常没有那么幸运。但是,有一个迹象表明,一个大的圆形地洞是由陨石撞击造成的。
例如,许多矿物,如石英,在暴露于陨石带来的巨大力量和压力时,其性质会发生显著变化。这些变化使得陨石坑中的矿物看起来与周围基岩中的矿物不同。
澳大利亚国立大学研究小行星撞击的地球科学家安德鲁·格里克森(Andrew Glikson)并未参与这项研究,但他“认为这是一项可靠的撞击结构记录”。
但其他人,如月球与行星研究所的大卫·克林(David Kring),仍然持怀疑态度。克林评论说,“很难全面评估支持冲击变质作用的数据,所以我还不确定是否有令人信服的、诊断性的撞击证据存在。”克林在确认希克苏鲁伯(Chicxulub)陨石坑撞击事件在K-T界限大灭绝中的作用方面发挥了基础性作用。
与新仙女木事件有关联?
作者、批评者和支持者都非常清楚一件事:现在就将这个陨石坑与新仙女木事件联系起来还为时过早。但假设它是一个真实的撞击地点,并且如果其年代后来被测定为12800年前,那么其影响将是深远的。
如果这个陨石坑的年代能被定格在12800年前,那么它肯定可以被认为是新仙女木事件的引发者,并结束这场持续几十年的争论。
更重要的是,由于该陨石坑位于格陵兰冰盖上,撞击可能导致了新仙女木事件淡水洪灾支持者所认为的那种大规模淡水涌入北大西洋。
一颗陨石撞击冰盖可能会导致一系列与水相关的效应。根据退休的地球物理学家艾伦·韦斯特(Allen West)的说法,撞击可能会蒸发冰,将水分子释放到空气中,最终会以雨水形式落回;它可能会使冰不稳定,导致其滑入水中;它可能产生冰山。这些效应中的任何一种,或它们的组合,都可能导致大量淡水涌入北大西洋。
全力推进
关于这个新的陨石坑,仍有许多事情需要了解,包括它的年代以及它对当时气候(无论是否是新仙女木事件)可能产生的影响。
凯尔说:“这次发现带来了许多新的潜在研究方向。”
凯尔说,无论这个特定陨石坑的影响如何,他都很高兴这次发现仍然是可能的。
凯尔说:“我认为这是非常令人兴奋的,在2018年的今天,你仍然可以走到世界上,看到一些如此之大、却没有人见过的事物。”“世界的表面已经被各种东西,卫星之类的东西,进行了反复的勘测,但你仍然可以出去做出这样的发现。我认为如果我是一个年轻的科学家或者想从事科学的人,我会说,哇,发现的时代仍然值得尊敬。”














