格陵蘭島隕石坑的發現,再度掀起古老氣候之謎的辯論

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 01 日 0:00 | 分類 環境科學 , 自然科學 follow us in feedly

3 年來,一組科學家團隊始終守著一個大祕密──格陵蘭島(Greenland)的西北部發現一個巨大火山口狀的隕石坑,埋在約 1 公里深的冰層之下。2018 年 11 月,研究人員終於向世界公開他們的發現。



驚人的發現

團隊當時並非以找到這個隕石坑為目標。但 2015 年,當冰川學家進行 NASA 冰山行動任務(Operation IceBridge mission)的年度調查之一,也就是研究格陵蘭冰層的冰穿透雷達圖像(ice-penetrating radar image)時,注意到在希亞瓦沙冰川(Hiawatha Glacier)北緣的一個奇怪圖像。如果能確定這 31 公里寬的窪地是隕石撞擊留下的殘留物,這將會是個令人興奮的發現。因為要發現新隕石坑就已經夠難得了,更別說保持完美碗狀的隕石坑了。

引發新仙女木假說的辯論

但這隕石坑也重新引發對一具爭議性假說的辯論。假說是關於稱為新仙女木期(Younger Dryas)的神祕寒流。這段寒冷時期約 12,800 年前突然開始,並在約 11,700 年前突然結束。十多年來,一組研究人員認為,這是受宇宙因素影響而引發的氣溫驟降。

新仙女木期假說的支持者認為,彗星的殘餘物在地球大氣層中爆炸,且空氣爆炸引發整個北美洲發生野火。大火的煙灰和其他顆粒阻擋了陽光而引發寒流,從長毛象的滅絕到一群被稱為克洛維斯人(Clovis)的消失,都歸咎於此。

但大多數科學家反對這個假說,他們認為當時沒有發生巨大野火,也反駁克洛維斯人消失的想法。因為在這之中缺少確鑿的證據,也就是可追溯到新仙女木期的隕石坑。

事實上,棘手問題之一,研究人員沒辦法追溯新發現隕石坑的確切年代,因為仍埋在冰層之下。雷達數據只提供誘人的年齡線索,暗示隕石坑的年齡在 260 萬到 11,700 年之間。

▲ 這個隕石坑在格陵蘭島西北部的希亞瓦沙冰川邊緣被發現。(Source:Kurt Kjær / SCIENCE ADVANCES)

這是一個範圍很大的區間,但該假說的支持者確信,這隕石坑就是他們一直在期盼的證據。「我認為這能說服許多懷疑論者,帶來很大的轉變。」加州大學聖塔芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara)的地質學家James Kennett說。

要將這個隕石坑與新仙女木假說連起來還有另一個棘手問題,發現者認為撞擊希亞瓦沙的是個鐵隕石(iron meteorite),而不是彗星碎片。會這麼認為是基於對冰川外洗平原(glacial outwash)中的鉑(俗稱白金,platinum)和其他元素的測量。冰川外洗平原是由冰層融水帶來的沉積物形成。「鐵隕石撞擊可能不會產生足以點燃大陸規模(continent-scale)野火的空氣爆炸」,哈佛大學地球化學家 Michail Petaev 表示。

Petaev 及同事發現了一個線索,指出約在 13,000 年前,一顆鐵隕石可能曾撞擊格陵蘭島。2013 年,他的小組檢查了格陵蘭冰芯,發現異常奇怪的鉑,可剛好追溯到新仙女木期。研究小組報告說,冰芯測到的鉑與銥(iridium)比例,與鐵隕石相符。

儘管有鉑的數據,假說的支持者堅持認為撞擊希亞瓦沙的是一顆彗星。「由於我們對彗星成分所知甚少,因此彗星也有可能是在冰川外洗和冰芯中發現的鉑來源」,Kennett 說。但 Petaev 認為,「由於彗星是由宇宙原始物質組成,這邊觀測到的鉑比例不會在彗星出現。相反地,要達到這樣的比例需經過熔化和再結晶的循環,這循環過程會形成鐵隕石。」

哥本哈根大學( University of Copenhagen)冰川學家 Kurt Kjær 是這個發現新隕石坑團隊的領導者,他的同事並不想參與新仙女木假說的辯論。 「我們無法證明,但我們更不可能反駁」,Kjær 說。

新隕石坑的發現團隊正計劃從冰川外洗收集更多沉積物,甚至計劃直接鑽入隕石坑以取回可追溯年代的沉積物。「可能還有其他隕石坑潛伏在格陵蘭島的冰層之下,甚至可能在南極洲。一旦我們知道要找什麼,就能更容易辨識出來。」 MacGregor 說。

(首圖為示意圖,非文中隕石坑,來源:pixabay