地质学家表示，他们发现了长期以来被认为消失的岩石，这是地球上最古老、最大撞击坑最年轻的遗迹。
根据今年五月将在《地质学》杂志上发表的一项研究，在南非弗里德堡撞击坑饱经风霜的中心地带，潜藏着引人注目的绿黑色岩石，这些岩石是曾经填满巨大陨石坑的岩浆海仅存的一些残余物。直到现在，地质学家还认为几乎所有这些“撞击熔岩”岩石都已随时间流逝而消失。自从20.2亿年前被撞击打开以来，弗里德堡陨石坑大约有6英里（10公里）被侵蚀掉了。
“这就像在大峡谷中发现了一种新的岩石类型，”该研究的合著者，加拿大安大略省西安大略大学的地质年代学家戴斯蒙德·莫泽说。“弗里德堡已经被人们走过100年了。”
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《地质学》杂志同一期发表的另一项研究报告了迄今为止关于可能的弗里德堡撞击喷射物的最佳证据。研究人员说，汽化的岩石珠被炸入大气层，并像雨点般落在1550英里（2500公里）以外的原始大陆上，该原始大陆后来成为俄罗斯西北部和斯堪的纳维亚半岛。[撞击！地球上最大的10个撞击坑]
第二项研究的主要作者，比利时布鲁塞尔大学的行星地质学家马修·休伯说：“我认为这是在试图了解弗里德堡结构顶部方面迈出的明确一步。”
砍掉它的头
科学家估计，古老的弗里德堡撞击结构曾经是一个更大的陨石坑，直径约为185英里（300公里）。莫泽说，撞击原始非洲的小行星或流星宽6英里（10公里），挖出的洞比大峡谷深10倍。撞击产生的巨大热量融化了地壳，形成了一个岩浆湖。莫泽和他的合著者丽莎·库佩利也探索了安大略省萨德伯里陨石坑中类似的熔融海的遗迹，该陨石坑仅比弗里德堡稍小且年轻。
在弗里德堡，这种撞击熔岩湖几乎没有残留。那里有杂乱无章的撞击相关角砾岩，它们是在撞击后不久，地壳切片塌陷到陨石坑中形成的。这些切片滑动得如此之快，以至于由此产生的摩擦将岩石熔化成称为假玄武玻璃的玻璃状物质。还有充满熔岩的裂缝，称为岩脉，里面塞满了称为花岗闪长斑岩的岩石，花岗闪长斑岩是由渗透到当地岩石中的撞击熔岩手指形成的。
但是莫泽在1990年代在陨石坑的中心地带有了幸运的发现。当他试图确定弗里德堡的年龄时，他意外地发现了原始的、具有20.2亿年历史的锆石——微小的矿物，没有暴力冲击的迹象。锆石被卡在罕见的、充满岩浆的岩脉中。这些岩脉穿过曾经埋藏在地球深处12英里（20公里）的古代地壳。莫泽认为，部分冷却的岩浆泄漏到地壳岩石中，地壳岩石像牙膏一样渗入以堵塞陨石坑，从而形成了层状叶理。（地壳像圆顶一样升起——想象一下水滴击中一碗水的慢动作视频。）
罕见的发现
莫泽于1997年在《地质学》杂志上发表了他的发现，并立即引发了一场关于这些充满称为辉长闪长岩的岩石的岩脉是否真的是弗里德堡撞击熔岩遗迹的争论。这场争论至今仍在继续。一些研究人员反对，因为岩浆具有不寻常的层状外观，称为叶理，这在变质岩中很常见。批评家说，也许它只是另一种假玄武玻璃，或者是地球原始地壳的一部分。其他人则认为，年轻的锆石可能是在撞击的热量下在先前存在的岩石中结晶的。[照片：世界上最奇特的地质构造]
因此，莫泽和库佩利最近返回南非，寻找确凿的证据来证明岩浆岩脉与陨石坑本身一样年轻。
“我想消除所有关于这与撞击有关的疑问，”库佩利说。
现在，领导这项新研究的库佩利认为，该团队可以证明岩浆诞生于弗里德堡的撞击熔岩中。她说，锆石是随机分布的，并与其周围的矿物交织在一起——它们不可能比它们的邻居更晚地从撞击的热量中生长出来。锆石的结晶温度也在华氏1337至1702度（摄氏725至928度）之间，这比地球上的正常温度要高，但与萨德伯里的撞击熔岩中的温度相同。
最后，铪元素的含量表明，岩浆是从最初覆盖在陨石坑上的30亿年历史的岩石（附近维特沃特斯兰德盆地的相同沉积岩和火山岩）中熔化的，而不是从现在因20亿年的侵蚀而暴露出来的非常深的地壳中熔化的。
争夺新岩石
这项新研究已经引发了其他弗里德堡研究人员对莫泽岩石的寻找，他们希望证实或否定这些结果。[地球测验：你真的了解你的星球吗？]
柏林洪堡大学教授兼自然博物馆馆长乌韦·雷默德说：“我认为解决这个困境的最终方案仍然存在。” 雷默德坚定地站在反撞击熔岩阵营中，尽管他赞扬了这项研究的锆石化学技术。“我仍然认为这与假玄武玻璃角砾岩的解释是一致的，”雷默德说。“我没有改变我的想法。”
但是莫泽认为，弗里德堡撞击熔岩的不寻常外观也可能帮助研究人员寻找更古老的撞击坑，这些撞击坑仅通过撞击喷射物的发现才得到证实。撞击层可以追溯到35亿年前，但是已证实的陨石坑以弗里德堡结束。然而，地球上散布着非常古老的岩石，它们的成分和结构相似，例如弗里德堡撞击熔岩独特的层理，研究人员说。
莫泽说：“弗里德堡教会我们的是，我们还没有用正确的眼光看待其中一些古老的岩石。”
环顾四周
正确的眼光是在俄罗斯卡累利阿找到弗里德堡撞击喷射物的关键。汽化的岩石最初被认为是鲕粒，鲕粒是通常在浅热带海域（如巴哈马群岛）形成的微小碳酸钙球体。
但是休伯注意到它与圆形撞击玻璃（称为球粒）的相似之处，并要求允许检查岩石样本：芬诺斯堪的纳维亚北极俄罗斯早期地球钻探项目（FARDEEP）期间获得的两个钻芯。
休伯说：“我们很快就找到了证据，证明这些是撞击球粒。” “我们开始发现一些哑铃状的，还有一些完全被拉开成泪滴状的，这对鲕粒来说是完全不可能的。”
撞击玻璃完全被方解石和黄铁矿等矿物所取代，但稀有的、与太空相关的元素（如铂和钌）仍然存在。玻璃散布在年龄范围从20.5亿年到19.8亿年的岩石中。这个跨度意味着有可能不同的撞击可能将球粒炸入天空，但它们确实符合类似弗里德堡事件的预期特征，休伯说。
休伯说：“我们希望对这些特殊的岩石进行更多的地球化学研究，以试图进一步确定其来源。” 未来的计划包括试图弄清楚是什么样的太空碎片撞击了地球，并将球粒与弗里德堡独特的矿物学进行比较。
他说：“我希望这能激励人们更仔细地观察他们的岩石。” “真正重要的是寻找这些细微的细节，以更好地了解地球的陨石坑历史。”
通过电子邮件联系贝基·奥斯金或在推特上关注她@beckyoskin。关注我们@OAPlanet，脸书和Google+。原始文章来自生命科学的“我们惊人的星球”。
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