北极穹顶撞击坑中的岩石。图片来源：科廷大学

一项矿物测年研究显示，澳大利亚的一个巨型陨石坑是由30亿年前的小行星撞击形成的，这将使它成为地球上已知最古老的撞击坑。6月23日，相关研究成果发表于《地质学》。

位于西澳大利亚州的北极穹顶撞击坑，又称米拉尔加撞击结构，最初由澳大利亚科廷大学的Chris Kirkland和同事于2025年首次描述。他们估计撞击坑宽度可达100公里。

Kirkland团队发现了一层含有锥形特征的岩石，这些被称为“震裂锥”的结构仅在小行星撞击等高能撞击事件后才会形成。他们最初并没有直接对这些岩石进行测年，但根据与上下层中已测定年龄的岩石的对比，研究人员推测这次撞击发生在34.7亿年前。

这使该陨石坑比西澳大利亚州南部的亚拉布巴陨石坑还要古老12亿年以上，后者曾被认为是地球上经过可靠测定的已知最古老的小行星撞击陨石坑。这一撞击事件也成为已知唯一发生在太古宙的撞击事件。在太古宙时期，地球还是一个巨大但不宜居的水世界。

然而，其他研究人员对此提出了异议，同样来自科廷大学的Aaron Cavosie团队强烈质疑34.7亿年的测年结果。基于对该地区岩石的分析，他们认为这次撞击的发生时间不早于27.7亿年前。

现在，Kirkland和同事成功对陨石坑现场含有震裂锥的再结晶矿物进行了测年。“实际上，我们已经深入岩石内部，试图寻找那些直接对撞击产生反应的矿物，而不是进行推断。”Kirkland说。

研究团队利用铀衰变为铅的速率对震裂锥中的锆石进行了测年，后者因小行星撞击的冲击力而发生再结晶。他们还对磷灰石进行了测年，这些矿物是在撞击热产生的热液系统中形成的。

Kirkland表示，磷灰石和锆石的测年结果均显示其年龄约为30.2亿年。“因此，我们现在既有高温水在30亿年前渗透岩石的证据，也有这一极其罕见的加热和再结晶过程的证据。”

Kirkland强调，目前尚无其他已知过程，如造山运动或区域变质作用，能够解释受冲击岩石内部的矿物变化，因为没有证据表明该地区在约30.2亿年前曾因这些过程受热或变形。“唯一能与这些矿物变化真正关联的过程就是撞击。”他说，“目前有充分证据证明这是一次30亿年前的撞击，而这无疑是地球上最古老的撞击坑。”

Cavosie对陨石坑年龄的修正表示欢迎，但他认为Kirkland团队仍然高估了陨石坑的年龄。“虽然我很高兴看到作者放弃了他们2025年提出的‘34.7亿年前撞击’的假说，但我认为他们也没有为30.2亿年前的撞击提供令人信服的证据。”

Cavosie指出，在仅有27.7亿年历史的较年轻岩层中明显存在震裂锥，这意味着撞击事件必然发生在这个时期之后。

Kirkland回应说，关键区别在于其团队已直接对受冲击岩体内的矿物进行了定年。“他们的论点仍然依赖于未经定年的岩石的长距离相关性推测，主要基于卫星测绘而非直接的地球化学或地质年代学分析。”他说，“我们现在从撞击岩体本身获得了两个矿物‘时钟’，它们给出的年龄一致。这体现了直接测年的重要性。”（文乐乐）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1130/G54866.1