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银坑陨石坑

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银坑陨石坑的位置

银坑陨石坑（英语：Silverpit crater）又音译为西尔弗皮特陨石坑，是英国北海外海的海底地形，埋藏在北海海床之下，距英格兰约克郡东岸约130公里，是以银坑（Silver pit（英语：Silver Pit），北海海床的一处凹陷构造）为名。银坑陨石坑是在一个例行石油勘探收集的地震数据的分析中被发现，并在2002年公布消息[1]。银坑陨石坑最初被报道为英国首个已知的撞击陨石坑。但是，后来有科学家提出了其它的起源理论[2]。科学家估计银坑陨石坑的形成年代约为7,400万年到4,500万年前，相当于白垩纪晚期到始新世[3]。

发现

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银坑陨石坑的地形图，呈现出中央高峰与多重同心环地形。红/黄部分较浅，蓝/紫部分较深

银坑陨石坑是由英国石油（British Petroleum）的石油地质学家西蒙·斯图尔特（Simon Stewart）与Production Geoscience有限公司的菲利普·艾伦（Philip Allen）所发现。菲利普·艾伦在一次例行的石油勘探中，用震波反射寻找天然气沉积层，发现在北海的海床之下，埋藏者一个同心圆环结构地形，距离英国约130公里。虽然该地形貌似撞击陨石坑，但菲利普·艾伦没有鉴定陨石坑的经验，所以他将该地形的影像挂在办公室的墙上，希望有人能辨认出这个地形。英国石油的西蒙·斯图尔特为了不相干的事前往Production Geoscience有限公司，而看见这个影像，认为这是个陨石坑。两人的撞击理论研究，发表在2002年的《自然》（Nature）杂志[1]。

银坑陨石坑是以所在处的银坑鱼场为名。银坑鱼场是由当地渔夫命名的，因为该处下方的海床有大型的椭圆形凹陷地形，科学家认为该处以前是个史前河谷，形成于海平面相当低的冰河期。

早在宣布发现银坑陨石坑的三年前，已有推测认为北海的地震资料可发现一个陨石坑的存在。这个推测是根据地表的陨石坑分布率，以及北海的面积大小，推测出北海应可发现一个陨石坑[4]。

银坑陨石坑位于海床之下，覆盖者一层厚达1,500米厚的沉积层，该沉积层位在北海之下约40米深处。研究显示该陨石坑形成时，该地区位于海底约50到300米深处[1]。

起源

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地质学界目前对于银坑陨石坑的起源仍在争论中，除了撞击事件造成的陨石坑，其他的形成理论有坳陷盐地形、拉裂的盆地[5]，质疑该地形是否为陨石坑[6]。

撞击理论

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当菲利普·艾伦与西蒙·斯图尔特发现银坑陨石坑时，他们否定了撞击理论以外的其他可能。因为地形中央没有磁力反应，火山活动被排除，如果有岩浆活动，应该会侦测到异常磁力。某些被认为是陨石坑的地形，被发现其实是坳陷盐地形；但因为银坑陨石坑下方的二叠纪/三叠纪地形没有类似的变动，而被排除。另一撞击理论的强力证据，则是该地形中央有尖峰，除了小行星撞击以外很难形成。

其他理论

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在2004年，爱丁堡大学的地质学家约翰·R·昂德希尔（John R. Underhill）提出深部地层的塌陷可用来解释银坑陨石坑的成因[2]。约翰·R·昂德希尔指出所有约2.5亿年前的二叠纪地层都以向斜方式折曲，而该处的二叠纪地层较薄，显示该地形是在二叠纪时形成[2]。

银坑陨石坑的中央高峰，是撞击理论的强烈证据，但约翰·R·昂德希尔提出质疑，他提出这中央高峰是图像处理时修改过的[2]。但是，菲利普·艾伦与西蒙·斯图尔特后来再次利用地震波反射制图，证实中央高峰的存在[3]。

在2007年，约翰·R·昂德希尔再度提出证据，持续反对撞击理论。在进行大面积的地震波研究后，约翰·R·昂德希尔提出银坑陨石坑不过是二叠纪的众多坳陷盐地形之一。这个结果发布在2007年5月的美国石油地质协会会议（American Association of Petroleum Geologists）[7]。

之后，约翰·R·昂德希尔持续以坳陷盐地形的角度，研究银坑陨石坑的形成成因，以及为何会形成类似陨石坑的形态。在2009年8月，他将论文发表在《石油地质科学》（Petroleum Geoscience）期刊[8]。在2009年10月，伦敦地质学会（Geological Society of London）举行公开辩论，讨论银坑陨石坑是否为撞击事件造成的地形，会议的结果较偏向约翰·R·昂德希尔的坳陷盐地形理论。[9]。

结构

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银坑陨石坑的地形图，根据菲利普·艾伦与西蒙·斯图尔特的2005年地震波研究绘制

在白垩纪时期，银坑陨石坑的直径约3公里[3]。相较于陆地的陨石坑，银坑陨石坑的周围有多个同心圆环，最外一圈的半经约10公里，相当不寻常。这些同心圆环结构，类似木卫四（Callisto）的瓦尔哈拉撞击坑（Valhalla），以及木卫二（Europa）的其他陨石坑[10]。正常来说，有多同心圆环的陨石坑，面积通常会比银坑陨石坑大。如果撞击理论正确，银坑陨石坑的环状山将是个争议。另一个问题是目前已知的陨石坑都在陆地上，但有2/3的地表位在海洋中，所以水体撞击的后果，将比陆地撞击后果更难重建。与切萨皮克湾陨石坑（Chesapeake Bay impact crater）相比，银坑陨石坑可能是研究最彻底的海洋撞击地形。

多个同心圆环的另一可能成因，则是撞击事件瞬间造成碗状凹地，撞击喷出的松软岩屑会往中心降落，形成同心圆环。如果属实，松软岩屑将形成非常薄的地层，越接近表层的物质，更易碎。冰质卫星上的陨石坑，硬质岩层下常有松软岩屑。但对岩质星体而言，这并不寻常。另一可能是，位于海床下方、银坑陨石坑最上层的重叠白垩层，可能是撞击造成的松软岩屑[11]。

撞击事件

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根据陨石坑的大小，可推算出撞击物体的速度，以及撞击物体的大小。根据银坑陨石坑的大小，撞击物体（以岩质物体计算）的宽度约120米，重量为2.0×109 公斤，撞击速度将是每秒20到50公里。若是撞击物体是彗星，造成的陨石坑将更大。

造成希克苏鲁伯陨石坑的撞击物体，直径估计为接近9.6公里。而造成1908年通古斯大爆炸的撞击物体，估计为宽约60米的彗星或小行星，质量为4×108 公斤[12]。

根据估计，一个宽120米的物体，若以高速撞击海面，将激起巨大的海啸。科学家目前在北海周遭地区，寻找当年曾有巨大海浪冲击沿岸的岩石证据，但仍无所获。 找不到海啸的证据，是因为这个区域之前是陆地，有渔民在这个海域找到长毛象的化石英国发现亚特兰提斯 （页面存档备份，存于互联网档案馆），北海以前是陆地，在一万多年前海水入侵慢慢沉入海底。

年代

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根据陨石坑的海底平原岩石与沉积层，可用来估计其年代。撞击事件发生后，撞击处下方的沉积层会被喷出、重新散布，而撞击之后沉积的地层，则不会呈现被扰乱的状态。在菲利普·艾伦与西蒙·斯图尔特的研究中，他们认为银坑陨石坑将该地的白垩纪黏土层与侏罗纪页岩层撞击、喷出，后由第三纪的沉积层覆盖[1]。白垩纪结束于6,500万年前，但根据凿孔挖出的岩蕊，银坑陨石坑缺乏最下层的第三纪地层。因此银坑陨石坑最初被估计年代为6,500万到6,000万年前。但是，根据菲利普·艾伦与西蒙·斯图尔特的更详细地震学资料，其年代估计为约7,400万到4,500万年前，时当白垩纪晚期到始新世[3]。

利用地层学的方法来估计陨石坑的年代有其争议，加上约翰·R·昂德希尔对陨石坑的成因提出异议[2]。其他可能的估计方式包含：估计喷出物质的年代（例如玻璃陨石）、估计海啸沉积物（可能位于北海海盆某处，未被发现）的年代[7]。若寻找到这些证据，可以加强撞击理论。两个位于北海的油井，位置就在同心圆环上，其挖出的岩石样本正在研究中。若从中央尖峰挖出岩石样本，也可用来确定陨石坑的形成理论。在此之前，科学家仍无法确认其为撞击地形。

多重撞击理论

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银坑陨石坑的多重环状结构，类似木卫四（Callisto）的瓦尔哈拉撞击坑（Valhalla）

早期对于银坑陨石坑的年代估计，多在6,500万到6,000万年前，与希克苏鲁伯陨石坑的年代重叠，希克苏鲁伯陨石坑形成于约6,500万年前，可能是恐龙灭绝的主因。目前已发现数个年代相近的大型陨石坑，都介于北纬20度到70度之间，导致科学家提出当时曾有数个物体撞击地球的理论。

在1994年，舒梅克－李维九号彗星分裂成多块碎片撞击木星，显示行星重力场的潮汐力可使彗星分裂成碎片，而这些碎片会在数日之内连续撞击行星。当彗星运行至气态巨行星周围时，经常受到气体行星的重力拉扯影响，而太阳系过去极可能发生过类似的事件。

在6,500万年前，地球可能发生过这种多重撞击事件，但理论的证据并不充足。而某些可能陨石坑的年代，误差值有数百万年之久。其中，银坑陨石坑的年代大约在7,400万到4,500万之间，使这个理论的可能性降低。

参考

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 （英文）Stewart SA, Allen PJ. A 20-km-diameter multi-ringed impact structure in the North Sea. Nature. 2002, 418 (6897): 520–3. PMID 12152076. doi:10.1038/nature00914. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 （英文）Underhill JR. Earth science: an alternative origin for the 'Silverpit crater'. Nature. 2004, 428 (6980): 280. PMID 15029895. doi:10.1038/nature02476. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 （英文）Stewart, S. A. & Allen, P. J. 3D seismic reflection mapping of the Silverpit multi-ringed crater, North Sea. Geological Society of America Bulletin. 2005, 117 (3): 354–368. doi:10.1130/B25591.1. （原始内容存档于2011-12-09）. 
  4. ^ Danielson, Stentor. Unusually Well Preserved Crater Found in North Sea. news.nationalgeographic.com. [2009-12-27]. （原始内容存档于2009-07-26）. 
  5. ^ （英文）K. Smith. The North Sea Silverpit Crater: impact structure or pull-apart basin?. Journal of the Geological Society. 2004, 161: 593–602. doi:10.1144/0016-764903-140. 
  6. ^ （英文）K. Thomson; P. Owen; K. Smith. Discussion on the North Sea Silverpit Crater: impact structure or pull-apart basin?. Journal of the Geological Society. 2005, 162: 217–220. doi:10.1144/0016-764904-070. 
  7. ^ 7.0 7.1 （英文）Fildes, Jonathan. UK impact crater debate heats up. BBC News. 2007-03-30 [2007-03-30]. （原始内容存档于2007-04-07）. 
  8. ^ Underhill, J.R. (2009) Role of intrusion-induced salt mobility in controlling the formation of the enigmatic "Silverpit Crater", UK Southern North Sea. Petroleum Geoscience, 15, 197–216. DOI 10.1144/1354-079309-843
  9. ^ Geological Society - Silverpit "not crater". www.geolsoc.org.uk. [2009-12-27]. [永久失效链接]
  10. ^ （英文）Allen P.J., Stewart S.A. Silverpit: the morphology of a terrestrial multi-ringed impact structure. Lunar and Planetary Science. 2003, XXXIV: 1351. 
  11. ^ （英文）Collins G.S., Turtle E.P., Melosh H.J. Numerical Simulations of Silverpit Crater Collapse. Impact Cratering: Bridging the Gap Between Modeling and Observations: 18. 2003. 
  12. ^ （英文）Foschini L. A solution for the Tunguska event. Astronomy & Astrophysics. 1999, 342: L1.  Abstract （页面存档备份，存于互联网档案馆）

外部链接

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白垩纪﹣古近纪灭绝事件
疑似K-Pg事件的陨石坑
波泰士陨石坑 希克苏鲁伯陨石坑
湿婆陨石坑 银坑陨石坑
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