当科学家们意见相左时，真相有时就藏在折中之处。
事实证明，对于深藏在西澳大利亚皮尔巴拉沙漠偏远灌木丛中的一个撞击坑的年代，情况正是如此。
起初，发现北极穹丘撞击结构（又名米拉尔加）的团队估计其年龄约为34.7亿年——远比迄今发现的任何其他撞击证据都要古老。
但随后，第二个团队对这一估算提出了质疑，认为该陨石坑的年龄肯定小于27.7亿年。
如今，最初的团队研究了该地点撞击结构中的微小晶体，确定形成陨石坑的事件发生在大约30.24亿年前——从而坐实了它作为地球上已知最古老撞击坑的地位。
“较年轻的那种解释允许该陨石坑的年龄介于27.7亿年至4亿年之间的任何时段，这几乎横跨了地球历史的一半，”澳大利亚科廷大学的地质学家克里斯·柯克兰告诉我们。
“而大约30.2亿年的新年龄，则将这次撞击牢牢地置于太古代，那时地壳、海洋、大气层和早期生命仍在演化之中。”
“事实上，它是独一无二的，是目前地球上唯一得到确认的太古代撞击坑。”
如果你把地球与月球、水星或火星放在一起看，一个差别会立刻凸显出来。我们的星球上的陨石坑，远比它们中任何一个都要少得多。
虽然在太阳系历史早期的轰击时期，地球大气层可能使其免受了一些较小撞击，但科学家们认为，地球上能发现的陨石坑如此之少，主要原因是我们的星球要活跃得多。
在侵蚀作用和地质过程的共同作用下，地球上的大多数撞击记录很可能已随着时间被抹去。
我们在地球上能识别出的大多数撞击坑，年龄都不到20亿年——还不到地球45亿年年龄的一半。
在发现北极穹丘之前，最古老且被广泛接受的撞击结构是同样位于西澳大利亚的亚拉布巴陨石坑，其年代被测定为22.3亿年前。
北极穹丘如今看起来已不太像个陨石坑。历经数十亿年，它看起来就像皮尔巴拉灌木丛中一块不起眼的区域，与其他地方别无二致。
但皮尔巴拉与地球上任何其他地方都不同。
“皮尔巴拉保存着地球上受扰动最少的太古代岩石。在一些地方，你仍然可以看到古老的熔岩流、枕状玄武岩、燧石、热液沉积物，以及与一些最早生命证据相关的岩石。大多数如此古老的岩石都已被掩埋、加热、变形、侵蚀或循环再造过，”柯克兰说。
“皮尔巴拉如此特别，正是因为它仍保存着地球早期表面可读的碎片，这些碎片尚未被循环再造掉。”
研究人员最初是在地表露头中发现了一些奇怪的岩石——震裂锥，进而开始揭示该陨石坑的真实面目。
震裂锥是撞击地点关键的诊断特征之一，当撞击产生的强大冲击波穿过地面时，会在岩石中留下独特的锥形破裂花纹。
研究人员最初通过检查撞击地点周围的岩石，估算其年龄为34.7亿年。
现在，他们通过研究与震裂锥相关的撞击受损岩石中的矿物，进行了更详细的分析。
“关键证据来自锆石，这是一种微小但极其坚韧的矿物，能够记录数十亿年的地质时间，”柯克兰在一份声明中解释说。
“北极穹丘的一些锆石具有不寻常的树枝状、骨架状形态。我们将这些解释为受撞击改造的晶体，它们是在撞击产生的强烈热作用下，更老的锆石被破碎，部分重结晶，并在某些地方重新生长而成。”
“这些锆石晶体记录下了大约30亿年前的一次事件，我们相信这是对该次撞击的最佳估算。”
锆石是我们进行可靠定年的最佳工具之一。
锆石在形成时会吸收微量的铀，却强烈排斥铅。随着时间的推移，锆石内部的铀会衰变成铅；因此，锆石晶体中的任何铅都必定来自铀的放射性衰变。
由于铀的衰变速率是精确已知的，因此可以利用铅的同位素比率来确定锆石的年代。
但研究人员并没有仅仅依赖锆石。他们还分析了磷灰石晶体，这些晶体是当热流体流经撞击破碎的岩石时形成的。磷灰石中的同位素比率给出的年龄约为30.19亿年——与锆石的年代极为接近。
这个年龄之所以重要，是因为它将这次撞击置于一个与我们今天所知截然不同的地球环境中。
“一个30亿年前的陨石坑，记录的是对当时年轻得多的地球的撞击，那时地壳更热，地表环境不同，还存在着早期的微生物生态系统，”柯克兰告诉我们。
“它能告诉我们，撞击是如何使古老的地壳破裂，驱使热流体流经岩石，并可能改变了早期生命赖以生存或被保存的环境。”
这并非地球上最古老的撞击证据。
在澳大利亚和南非更古老的岩石中，已发现由古代撞击喷出的微小熔融碎屑液滴。但这些发现无法揭示撞击体的撞击位置，也无法告知其陨石坑的模样。
北极穹丘提供的远不止是熔融碎屑。
虽然陨石坑边缘和其他隆起特征早已被侵蚀殆尽，但该地点仍可被解读为一个真正的陨石坑，因此可以用来研究在生命萌生的关键时期，撞击可能如何与行星发生相互作用。
“令人惊讶的是，答案既不是最初的地层估算，也不是年轻得多的地层重新解释，”柯克兰说。
“矿物给出了第三个答案：大约在30.2亿年前，锆石发生了重结晶，热液磷灰石得以生长。这就是直接定年的重要性所在。它让岩石和其中的矿物提供自己的时间戳。”
这项研究已发表在《地质学》期刊上。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！
热门跟贴