2009年那天,持怀疑态度的人占了上风。投票结果一边倒地反对是由小行星撞击所致。但一项新研究称,那次投票是错误的。通过将高分辨率3D地震成像与受冲击矿物的发现相结合,一个国际研究团队证实,西尔弗皮特确实是由一颗太空岩石撞击形成的,而且这颗岩石撞击地球时还掀起了巨大的海浪。
真正撞击的形态
西尔弗皮特之所以长期成谜,主要在于它难以研究。这个所谓的陨石坑深埋于英国大陆架的海床之下,人们无法直接踏足或研究它。研究人员只能借助地震研究来试图揭开其奥秘。地震勘测有点像地下的超声波检查。船只拖着装有空气炮和布满传感器的长电缆阵列,然后向海床反复发射声脉冲。这些声波穿过泥层、白垩层和更古老的岩石层,根据遇到的不同物质以不同速度反弹回来。通过在紧密的3D网格上测量这些回声,科学家们能够以惊人的细节重建被掩埋的结构。
在西尔弗皮特的研究中,研究人员最初只掌握了整个结构的部分片段。但2022年收集的最新勘测数据产生的图像比旧数据清晰得多。早期的地震图像虽足以暗示那里存在某种奇怪的东西,但新数据集为研究人员提供了陨石坑及其更广泛破坏区的近乎完整的覆盖范围。人们可以看到中央隆起、环形断层和陨石坑底部,这些特征与小行星撞击完美吻合。然而,关键证据仍然缺失。
当小行星以每秒数公里的速度撞击时,压力波极其强烈,矿物会形成独特的微观特征。这些特征并非由普通的地壳运动、盐分移动或火山流体造成的断裂。爱丁堡赫瑞瓦特大学的乌斯迪恩·尼科尔森博士领导的研究人员成功找到了这些特征。研究人员回到1985年英国天然气公司钻探的一口深井中取出的岩石碎片(即“岩屑”)中寻找线索。在这些存放了40年的泥袋中,他们发现了两粒微小的颗粒:一粒石英和一粒钾长石。这些颗粒中带有小行星撞击的明显迹象。
尼科尔森说:“我们非常幸运能找到这些——这真是‘大海捞针’般的努力。这些颗粒无可争议地证明了撞击陨石坑的假设,因为它们具有只有在极端冲击压力下才能形成的结构。”
始新世的不幸之日
在确定确实是小行星撞击后,研究人员开始进行建模。这次撞击发生在始新世中期,当时北海是一个开阔的浅海环境。入侵者是一颗直径约160米的岩石小行星,大小与大型足球场相当。它并非垂直下落。破坏区和断层偏斜的方式讲述了一个低角度、斜向撞击的故事。小行星从西北方向呼啸而来,以约每秒15公里的速度撞击水面。
以这样的速度,它穿透了100米深的水和数百米深的沉积物,挖出了一个深达一公里的瞬时洞。它撞击在柔软的黏土层上,而黏土层下方是易碎的白垩层。这层白垩至关重要。白垩主要由碳酸钙组成。当受到足够能量的撞击时,它会分解为石灰和二氧化碳气体。研究人员估计,陨石坑中心有0.9至2.2立方公里的岩石完全消失了,它们直接汽化了。仿佛撞击本身还不够糟糕,这还引发了气体和蒸汽的二次爆炸,形成了一股像宇宙喷泉一样从陨石坑中喷出的羽流。
这次撞击会排开大量海水,引发一场最终咆哮着冲回撞击坑的海啸。这场海啸高达100米(330英尺)。这虽不足以导致大规模灭绝,但对任何不幸身处附近的生物来说,无疑是倒霉透顶的一天。
但对于今天研究它的地质学家来说,这个悬而未决的案件终于有了答案。多亏了一些古老的泥袋和现代传感器,我们终于揭开了西尔弗皮特之谜的真相。该研究发表于《自然》杂志。
(原文标题:Researchers Prove a Stadium-Sized Asteroid Slammed into the North Sea Triggering a 330-foot Tsunami)