陨石撞击下的“冰与火之歌”

蓝骆驼

凛冬已至，漫漫长夜不见天日。北境的冰原上一片寂静，只有冷风吹过茫茫冰雪的簌簌之声，一场危机正在暗暗酝酿。突然间，一团巨大的火球瞬间从天而降，伴着震耳欲聋的轰响和强烈迸发的火光，整个北境都开始震颤，坚实的冰盖顷刻间四散崩塌，化为水汽。

不过，这个为北境带来灾难的火球并非来自奇幻小说《冰与火之歌》里的那条摧毁“长城”的巨龙，而是一颗刚被证实的，曾经砸在地球北极格陵兰岛上的陨石。

这颗陨石的光顾，在格陵兰冰架西北部留下了一个直径为31千米的巨型陨石坑，虽然远没有传说中6500万年前引起白垩纪大灭绝的墨西哥希克苏鲁伯陨石坑规模那么大（直径近200千米），但也足以对当时北半球的气候造成极大影响。

然而，这个陨石坑一直以来都默默地躺在格陵兰Hiawatha冰川厚厚的冰层之下，直到近期，才被人们发现。

说起来，撞击事件已经过去了数万年，Hiawatha冰川区域的表面早已被冰层完全覆盖，从外观上完全看不到明显的陨石坑形态。那么，科学家要如何判断陨石坑的存在呢？

与前段时间发现于芬兰湖底的陨石坑情况类似，肉眼观察肯定不行，科学家必须借助特殊的手段来“慧眼找坑”。这次的发现，就是通过1997年至2016年的多次机载雷达观测资料，成功地“透视”了冰原表面，在冰层之下找到了一个圆形洼陷坑。

雷达数据显示，该洼陷坑直径约31千米，深约300米，坑中央有略微的隆起及零星中央峰的痕迹，这和大型撞击坑在高压撞击之后常有的岩石回弹特征吻合。除了洼陷坑，冰下还保留了两条古老河道的遗迹：2条约5000米宽、500米深的冰下河道在向下游流动的过程中，在洼陷坑的南部汇合，然后冲破洼陷坑的东南缘流入坑内。而在洼陷坑的另一侧还有一个明显的小缺口，这是冰流从这里流出的证据。

仅仅是圆形的洼陷地形并不能證明这一定是陨石坑，许多其他地质活动也可以产生类似的圆形洼陷坑，比如火山喷发。那么，如何证实这个洼陷坑是陨石坑呢？

这就需要科学家进一步找到剧烈冲击作用的痕迹，比如一些冲击变质作用的产物（撞击角砾岩、柯石英、斯石英、微粒钻石等），而其中最具决定性的实锤是一种叫作面状变形构造的微观特征，这需要在显微镜下才能看到。经历过陨石撞击引起的高压冲击作用的硅酸盐矿物晶粒中，可能会产生一组或多组平行于不同方向的线性裂隙，这些平行裂隙之间的间距在十几到几十微米量级。

这是一种只可能出现在高压冲击作用现场的产物。至少在目前的科学共识里，想要证明地球上的某个坑是陨石坑，就必须找到面状变形构造才算数。

2016年7月，科学家前往Hiawatha冰川边缘，实地考察那里的地质情况，并对附近三处冰水沉积物进行了采样。在这三处样本中，只有位于冰流出口附近的HW21-2016沙土样本中发现了面状变形构造，这足以证实这个圆形洼陷坑确实是陨石撞击形成的。

也就是说，在几万到两百多万年前的格陵兰岛上，很可能发生过这样壮观的场景：一个直径1.5千米以上的陨石从天而降，高速撞向了格陵兰冰层。撞击迅速释放了大量的能量，产生了剧烈的光和热，融化和气化了附近的一大片冰层和岩石，并最终形成了如今格陵兰冰原之下的这个大型陨石坑。溅射物和气化的岩石经过空中传播到更远的地方，而大量融化的冰水则流入了北大西洋。之后，这场冰与火的交锋慢慢归于平静，留下的陨石坑也再次被冰层覆盖，直到最近才被人类发现。

可以说，科学家通过本次发现，还原了一场发生在数百万年前地球北极的壮烈的“冰与火之歌”。不过，Hiawatha陨石坑背后依然存在很多谜题。比如它确切的形成时间是什么时候？它的形成对北半球造成了多大程度的影响？它的撞击溅射物都到哪里去了？为什么在之前格陵兰冰原多处冰芯钻孔记录中都没有发现过……这些问题都需要科学家们展开进一步调查研究，才能带给我们精准的答案。