形成弗雷德堡陨石坑的小行星比之前认为的要大
(NASA地球天文台图片由Lauren Dauphin提供/万博体育app下载大学插图由Julia Joshpe提供)万博体育app下载官网的研究人员提供了一个更精确的模拟，模拟了20亿年前形成地球上最大陨石坑的撞击.
大约20亿年前, 一个撞击物冲向地球, 在今天的约翰内斯堡附近坠毁, 南非. 撞击物——很可能是一颗小行星——形成了今天地球上最大的陨石坑. 科学家们普遍认为, 基于以往的研究, 撞击结构, 被称为弗里德堡陨石坑, 是由一个大约15公里(约9.直径3英里，以每秒15公里的速度运动.
但是根据一项新的研究 万博体育app下载官网, 撞击物可能要大得多，并对整个地球造成毁灭性的后果. 这项研究发表在《科学》杂志上 地球物理研究杂志, 可以更准确地了解这次大撞击，并使研究人员能够更好地模拟地球和其他行星上的撞击事件, 无论是过去还是未来.
“了解地球上最大的撞击结构是至关重要的，”他说 娜塔莉·艾伦 20岁，现在是约翰·霍普金斯大学的博士生. 艾伦是这篇论文的第一作者, 基于她在万博体育app下载官网读本科时与 杨爱瑾及其的助理教授 地球与环境科学. “获得像弗里德堡陨石坑这样的结构提供的信息是一个很好的机会，可以测试万博体育app下载官网的模型和万博体育app下载官网对地质证据的理解，这样万博体育app下载官网就可以更好地了解对地球及其他地方的影响.”
最新的模拟结果显示了“毁灭性”的后果
在20亿年的时间里，弗里德堡陨石坑被侵蚀了. 这使得科学家很难直接估计最初撞击时陨石坑的大小, 也就是形成陨石坑的撞击物的大小和速度.
一个15公里大小的物体以每秒15公里的速度运动，会产生一个直径约172公里的陨石坑. 然而，这比目前对弗里德堡陨石坑的估计要小得多. 这些目前的估计是基于新的地质证据和测量，估计在撞击期间，该结构的原始直径将在250到280公里(大约155到174英里)之间.
艾伦、中岛和他们的同事进行了模拟，以匹配更新后的陨石坑大小. 他们的研究结果表明，撞击物必须要大得多——大约20到25公里——并且以每秒15到20公里的速度运动，才能解释250公里大小的陨石坑.
在20亿年的时间里，弗里德堡陨石坑被侵蚀了, 这使得科学家很难估计它在最初撞击时的大小. 陨石坑的部分地区现在包括农田，在这里可以看到弗里德堡圆顶在背景中. (Getty Images / Marieke Peche)
这意味着形成弗里德堡陨石坑的撞击物比6600万年前导致恐龙灭绝的小行星还要大, 形成了希克苏鲁伯陨石坑. 这种影响对全球产生了破坏性影响, 包括温室供暖, 广泛的森林火灾, 酸雨, 以及臭氧层的破坏, 除了导致恐龙灭绝的白垩纪-古近纪灭绝事件之外.
如果弗里德堡陨石坑比希克苏鲁伯陨石坑更大，撞击的能量更大, 弗里德堡撞击可能会造成更灾难性的全球后果.
“不像希克苏鲁伯撞击, 弗里德堡撞击并没有留下大规模灭绝或森林火灾的记录，因为20亿年前只有单细胞生命形式，没有树木存在,中岛说. “然而, 这次撞击对全球气候的影响可能比希克苏鲁伯撞击更广泛.”
弗里德堡撞击产生的尘埃和气溶胶会扩散到整个星球，阻挡阳光, 使地球表面降温, 她说. “这可能会对光合生物产生毁灭性的影响. 在尘埃和气溶胶沉淀之后——这可能需要几个小时到十年的时间——撞击释放的二氧化碳等温室气体可能会在很长一段时间内将全球气温提高几度.”
弗里德堡陨石坑的多面模型
模拟还使研究人员能够研究撞击产生的物质以及物质从陨石坑传播的距离. 他们可以利用这些信息来确定数十亿年前陆地的地理位置. 例如, 先前的研究确定撞击物的物质被喷射到今天的卡累利阿, 俄罗斯. 使用他们的模型, 艾伦, 只是, 他们的同事发现了这一点, 20亿年前, 包含卡累利阿的陆块的距离只有2,000 to 2,距离南非的火山口500公里——比今天这两个地区的距离要近得多.
“很久以前，限制陆地的位置是非常困难的，”艾伦说. “目前最好的模拟已经追溯到大约10亿年前, 不确定性随着时间的推移而增大. 澄清证据，比如这张喷射层地图，可以让研究人员测试他们的模型，并帮助完成对过去的看法.”
本科生的研究成果会发表
这篇论文的想法是作为行星内部(现在被命名为行星内部物理学)课程期末考试的一部分产生的。, 由中岛教授, 这是艾伦大三的时候选的.
艾伦说，在同行评议的期刊文章中发表本科工作成果的经历非常有意义，对她申请研究生院有帮助.
“当中岛教授找到我，问我是否愿意与我合作，把它变成一篇可发表的作品时, 这真的很令人满意和肯定,艾伦说。. “我已经形成了自己的研究思路, 另一位科学家认为这篇文章很有说服力，他们认为值得发表!”
她补充说, “这个项目远远超出了我通常的研究舒适区, 但我认为这将是一次很好的学习经历，并将迫使我以一种新的方式应用我的技能. 这让我对自己的研究能力有了很大的信心，因为我准备去读研究生.”
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类别: 科学 & 技术