一座被掩埋的陨石坑获得新的诞生日期
一座深埋在俄克拉荷马州艾姆斯镇地下的撞击构造，在地质记录中被悄然改写。根据德克萨斯大学奥斯汀分校的新研究，这座陨石坑比几代科学家所认为的要年轻约1亿年。艾姆斯陨石并非形成于一次众所周知的古代撞击脉冲期间，而是大约在3.7亿年前的晚泥盆世撞击而成。
这一修正的意义远不止于俄克拉荷马州。艾姆斯构造长期以来一直被视为北美撞击群的一部分，研究人员用这一撞击群来重建早期太阳系对地球的影响。将其中一个陨石坑移出该群体，会重塑这一图景，同时也使艾姆斯撞击的时间与地球历史上最具毁灭性的灭绝事件之一惊人地接近。
一座数英里宽、隐藏在沉积物下的陨石坑
艾姆斯撞击构造在地下绵延数英里。沉积物早已将陨石坑掩埋，因此地表没有明显的碗状疤痕供路人注意。这种隐蔽性并未使该地点变得不重要——恰恰相反。
在经济上，该构造是重要的油气产地，这意味着钻探者和地质学家数十年来一直关注它。在科学上，它充当着一个天然实验室：艾姆斯地下的岩石保存了一次猛烈事件及其后漫长而缓慢过程的记录。准确理解该事件发生的时间，是解读该地点其他一切信息的基础。
奥陶纪撞击说的依据
多年来，艾姆斯陨石坑被归入散布于北美的巨型陨石撞击家族，这些撞击似乎都可追溯至约4.675亿年前。这一时期被称为奥陶纪陨石事件。如此多的撞击构造聚集在相同年代，促使人们提出一个惊人的假说：在中奥陶世，地球可能曾被一个类似土星的由小行星碎片组成的环所环绕，物质在漫长的时间跨度内纷纷落下。
指向错误方向的化石
艾姆斯最初的年龄估计依赖于生物学证据，而非直接来自岩石。研究人员曾在受撞击的岩石中发现了牙形石——一种古老的、类似鳗鱼的生物——的牙齿。这些化石属于生活在更古老奥陶纪时期的生物，因此该陨石坑被假定与其同龄。
论文第一作者、德克萨斯大学地球与行星科学系副教授伊丽莎白·卡特洛斯对这一矛盾给出了更简单的解释。牙形石牙齿很可能在小行星到来时就已经有数百万年的历史，这意味着这些化石是卷入撞击的再沉积物质，而非撞击的时间戳。
锆石晶体提供更清晰的信号
为了获得直接年代，研究团队转向从受撞击蚀变的 granite 中提取的锆石晶体。锆石是一种耐久的矿物，能够捕获放射性元素并在漫长的时间跨度内将其保留，这使其成为地质学家可靠的矿物时钟。当研究人员分析这些晶体时，答案一致且明确无误。
“无论我们使用什么技术，结果都回到这个更年轻的信号，”卡特洛斯说。这个更年轻的信号将艾姆斯撞击置于晚泥盆世，大约3.7亿年前——比它此前被归入的奥陶纪事件晚了近1亿年。研究结果于7月发表在《陨石学与行星科学》期刊上。
为何一个修正的日期会产生连锁反应
一个陨石坑在时间线上的移动会对更广泛的理论产生影响。如果艾姆斯不再属于奥陶纪撞击群，那么支持该时期地球存在碎片环的证据就会略微减弱，归属于该时间窗口的撞击数量也需要重新审视。
- 艾姆斯构造不再与奥陶纪陨石事件相关联。
- 其修正后的年龄约为3.7亿年，属于晚泥盆世。
- 这一变化源于对受撞击蚀变花岗岩的锆石定年，而非化石。
- 结果表明，当化石被再沉积时，仅凭化石证据可能会错误地确定撞击年代。
这项工作还提出了一个远远超出俄克拉荷马州的方法论问题。对于那些主要依靠内部 trapped 化石来确定年代的撞击坑，这些年龄可能需要重新审视。基于矿物的定年可能讲述不同的故事，正如这里的情况一样。
一次接近泥盆纪大灭绝的撞击
新时间线中最具挑衅性的元素是与之相邻的事件。晚泥盆世是生物严重危机的时期，那一时期的一次大灭绝摧毁了海洋生物。艾姆斯撞击现在在时间上与该剧变非常接近，这引发了关于这两个事件是否相关的明显问题。
研究人员将这一时间上的吻合呈现为值得注意的巧合，而非已证实的因果关系。尽管如此，这种吻合正是促使科学家更深入探究地外撞击与灭绝事件在深时中可能如何交汇的细节。一座曾被视作奥陶纪脚注的陨石坑，如今与生命史上最致命的篇章之一并列。
石油、天然气与更精确的地质图
这也有实际层面。由于艾姆斯构造是油气的高产来源，准确的年龄有助于地质学家理解这些被掩埋的岩石如何形成、如何被撞击破碎，以及此后流体如何在其中运移。将该构造的时间错置1亿年，会扭曲这一框架。
修正日期为工业界和学术研究人员解读地下情况提供了更坚实的基础。它也说明了一个地点如何能够同时是资源、科学谜题和通往行星历史的窗口。
接下来会怎样
德克萨斯大学奥斯汀分校团队的结论很直接：艾姆斯撞击并非发生在奥陶纪轰击期间，而暗示并非如此的牙形石牙齿只是更年轻岩石中更年长的搭车者。俄克拉荷马州一个小镇地下的陨石坑现在属于晚泥盆世——这一归属将该陨石坑的故事推向一次大灭绝，并将一项证据从古代地球轨道上存在碎片环的想法中推开。
对地质学家而言，这一启示提醒人们，古代灾难的定年往往取决于信任哪种材料。化石可以被搬运和再利用；锆石则锁定事件发生的时刻。在艾姆斯，晶体拥有最终话语权。
本文基于 Science Daily 的报道。阅读原文。
Originally published on sciencedaily.com
