什么？地底下300m还有个陨石坑？

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谈到陨石坑你会想到什么？是月球坑坑洼洼的表面？还是小行星毁灭地球？或者想到古代用玄铁做的兵器？有这样一帮科研人员想到了恐龙灭绝的帮凶。去年，Science Advance上发表了这样一篇文章：The Nadir Crater off-shore West Africa: A  candidate  Cretaceous-Paleogene impact structure（西非海岸线外的纳迪尔陨石坑：一处白垩纪-古新世撞击结构候选地）。文章主要讲述了在几内亚高原海域发现的一处撞击坑，该撞击坑可能是白垩纪-古新世时期形成的。研究使用了来自几内亚高原的二维地震反射数据，并确定了撞击坑的大致年代和古环境。具体而言，该结构埋藏在约300到400米的古新世沉积物下面，具有一些典型的撞击坑特征，例如高出地层界面的边缘、阶梯状的坑底、明显的中央隆起和广泛的地下变形。

Nadir 撞击坑的位置和地层特征

今天来个出其不意，我们先来总结一下：

1、利用海域的二维地震反射数据发现了一处比较奇怪的地底构造；

2、从形态上和正演分析确认这个奇怪构造是陨石坑；

3、结合地质年代和古环境，提出了可能是属于生物灭绝事件的一环。

研究人员分析了西非几内亚海域高原的大量地震反射数据（利用主动源-炸药等进行激发，进行在检波器上获取有效地震信号，经过处理获得地震反射剖面等），发现了一个异常奇怪的构造，这个构造呈圆形或椭圆形，在地震剖面上清晰可见；该构造的直径至少为8.5公里，底部比“区域性”（即变形前的海床）低200米，边缘高出该表面20到40米；在该构造中央有一个微小的中央峰，高出相对平坦的底部。在这个构造底部，可以发现非常复杂的一些层界面，地层发生了复杂的错动，因此产生了类似对称的断层组合。并且构造正底部有一个类似于潜山的结构，这意味着地层发生过一次剧烈的变化。

那么这个构造究竟是什么呢？由于其两边地层足够平坦，所以我们可以排除掉这是由于构造运动而导致的褶皱构造。因此研究人员提出了大胆的猜测，这就是一个撞击坑啊！而且由于这个撞击坑规模不小，那么这颗陨石必然也小不了，他们推测，这颗撞击陨石规模最起码为400m直径（到达地面时的大小）。也就是说，有大概5、6个足球场那么大的陨石，这是一个相当可怕的规模。对于一个陨石坑的发现，特别是海底陨石坑的发现特别不容易。我们都知道，地球71%都是水，而且对于水底的探测，本身难度很大，导致了目前地球已知的所有陨石坑中只有15-20个是海洋里的（地球上已发现陨石坑将近200个）。因此，本次陨石坑的发现本身就非常有价值。

地震反射剖面结构

现在，我们通过形状推测这构造就是陨石坑了，那么我们还有其他手段来证明吗？有，那就是通过计算机来正演模拟，模拟陨石撞击看看是否造成这样的结构。研究人员利用iSALE模拟软件进行古环境撞击的模拟，利用对古环境的猜测，作者利用了不同的水深进行模拟，最终确认模拟的最适合水深为800m。因此，在水深为800m的环境模拟下，一颗直径超过400m的陨石撞击地层会引发海啸波及周围地区，并且最终生成我们今天看到的这样一个构造。研究人员估计这次撞击会释放2*10¹⁹焦耳的能量，如果我们转换为地震震级，则是超过里氏9级的地震。

iSALE 模拟视频

iSALE 模拟图

现在，我们已经确认好了这个构造就是陨石撞击坑了，如果按照一般性的思维，工作到这里也就结束了。如果只是这个程度的工作，那肯定发不了好期刊。因此作者脑洞大开，这个陨石这么大，会不会和白垩纪生物灭绝事件有点点关系？这可不是毫无来由的瞎想，依据就在于这个撞击坑的年代就在白垩纪-古新世交接，这是通过地层的关系确定的。首先这个区域有非常明显的黑色页岩地层，这套黑色页岩是白垩纪晚期的，上面还有覆盖着有机含量较低的泥岩和泥灰岩。通过地层的比较，我们就能确认出大体的撞击坑事件的发生时间。这之后，你说巧不巧，时间上和白垩纪末期生物灭绝事件的最著名杀手——墨西哥尤卡坦半岛的Chicxulub陨石坑对上了。因此，作者猜测，这很有可能是同时期的陨石事件群，并且这次撞击事件还导致了上述提到的黑色页岩的温室气体释放，这会导致气候环境的恶化。

白垩纪末期生物大灭绝事件一直是研究人员研究的热点，当探测技术进步后，相信人类对于海洋的探测会更加深入，也会有更多的故事将在未来被发掘，希望这个故事由手机屏幕正在阅读这篇推文的你来完成！

参考文献

Uisdean Nicholson et al.The Nadir Crater offshore West Africa: A candidate Cretaceous-Paleogene impact structure.Sci.Adv.8,eabn3096(2022).DOI:10.1126/sciadv.abn3096

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撰稿：行雨

美编：刘俞伶

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