我参观并研究了他们在我们星球上留下的陨石坑

据我们所知，数以万计的小行星正在我们的太阳系中漫游。这些是由行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星)及其卫星组装时遗留下来的金属、硅酸盐和冰组成的积木。

大多数情况下，小行星静静地绕着太阳公转——但有时它们会相互碰撞，或与行星和它们的卫星发生碰撞。撞击行星表面的小行星称为陨石。当陨石以每秒10公里到70公里的超高速移动时，碰撞会释放出巨大的能量波，并在行星表面的原位留下一些东西。

这些陨石或撞击坑看起来像疤痕。有些行星的陨石坑比其他行星更多：月球上覆盖着数千个陨石坑，但地球只有200个已确认的陨石坑。有几个原因。首先，陨石在到达地表之前会在我们的大气层中减速甚至燃烧殆尽。其次，地球上70%的面积都被水覆盖——我们只能在陆地上看到陨石坑。地球也有构造板块，它们会移动并不断更新地表。

我是一名研究撞击坑的地球科学家。我去过地球上10个已确认的陨石坑遗址，分布在亚马逊丛林、北极圈、中欧和南非等不同的地方。我什至研究过阿波罗任务收集的月球样本。

撞击坑是最基本的宇宙过程之一。它通过吸积(质量积累)负责行星体的生长。例如，月球是年轻地球与较小的行星Theia碰撞的结果。

已经证明，恐龙的灭绝是由一次巨大的撞击事件造成的。因此，研究撞击坑可以拓宽我们对地球演化和生命及其可能的未来的理解。

研究冲击石

在奥地利维也纳大学完成博士论文答辩后，我搬到了南非的自由邦省。最近、最有趣的地质遗址是Vredefort撞击坑。它是世界上已知的最古老、最大的撞击构造，可追溯到大约20亿年前，直径在180公里到300公里之间。

月亮以字面上的“砰”开始

我和其他研究人员每年多次访问Vredefort以收集各种数据。撞击坑研究帮助我结合了我的两大爱好——变质岩石学(岩石如何从一种类型转变为另一种类型)和矿物变形(它们如何在压力下改变形状和结构)。

那么，当撞击坑形成时会发生什么?在陨石撞击行星表面的那一刻，高温(达到数千摄氏度)和压力(数百万个大气压)的结合。陨石被摧毁，部分目标蒸发。

那个碰撞点就是所谓的撞击坑;它周围和下方的地面充满了称为冲击岩的岩石。这些在其他任何地方都找不到：撞击石不是由任何自然过程形成的，而是由陨石撞击形成的。行星表面已经存在的矿物形成了独特的变形特征。

有时，会发现新的矿物——例如柯石英和石英石英，它们是石英的高压变体，以及雷氏长石——锆石的高压变体。另一种是冲击钻石，称为lonsdaleite。

尖端技术

当然，研究冲击岩并不像用肉眼观察它们或什至将它们放在传统显微镜下那么容易。一种称为透射电子显微镜(TEM)的技术正在推动该领域的最新研究。它已经使用了几十年，但近年来，它的质量和精度有了很大的提高。

TEM是一种以令人难以置信的高分辨率观察冲击岩微观和纳米结构的方法。使用特制的薄样品，可以根据其成分、形状、晶体结构和与周围环境的关系来表征小至几纳米的特征——大约是人类头发直径的1/10,000。可以识别和成像晶体中的单个分子及其图案。我们甚至可以通过分析分子的排列来确定我们正在观察的是什么矿物。

这项技术打开了通往冲击岩研究全新世界的大门。我们的小规模分析将揭示更多宇宙的巨大秘密。