改变地球面貌的两次陨石撞击事件

梁光河

中国科学院地质与地球物理研究所

中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京，100029

Email:lgh@mail.iggcas.ac.cn

摘要：陨石撞击是太阳系星球上常见的现象。本文给出了地球上目前可以明显看到的两个放射状运动中心，推测它们可能与史前较大的陨石撞击事件有关，这些陨石撞击造成了生物大灭绝，也提供了大陆漂移的原动力（上帝的第一次推动）。位于大西洋南端的陨石撞击可能造成了冈瓦纳古陆的裂解和大西洋的形成；位于墨西哥湾的陨石撞击可能造成了恐龙的灭绝和南北美洲的裂解及板块运动方向的改变。文章分别给出了这两次撞击所造成的放射状运动的证据，包括地形地貌证据、GPS测量证据、重力异常证据等。最后也给出了著名的百慕大三角之谜的地质解释。

关键词：陨石撞击，放射状板块运动，生物大灭绝，大陆漂移，原动力

The two meteorite impact events that change the face of the Earth

Liang Guanghe

Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences

Key Laboratory of Mineral Resources Research，Chinese Academy of Sciences，Beijing，100029，China

Email: lgh@mail.iggcas.ac.cn

Abstract: Meteorite impact on the planet is a common phenomenon in the solar system. Two radial movement centers that can be clearly seen on the Earth was given in this paper. We suggest that they may be associated with prehistoric large meteorite impact events, these meteorite impacts not only caused the mass extinction, but also provide the driving force for continental drift (God's The first push). The meteorite impact located in the southern tip of the Atlantic may have contributed to the cracking of the Gondwana and the formation of Atlantic; the meteorite impact located in the Gulf of Mexico could cause the extinction of the dinosaurs and the cleavage of North and South America, and also the change of plate motion direction. The evidences of topography, GPS survey, gravities anomaly about these two radial movement centers were given.Finally the geological interpretation about the famous Bermuda Triangle Mystery was given.

Keywords: Meteorite impacts, radial plate motion, biological extinction, continental drift, impulsion

一 引言

地质历史上发生过多次陨石撞击地球事件，这种撞击会对地球产生很大影响，使板块裂解，火山爆发，引起气候的急剧变化。从而造成了生物大灭绝事件。目前的研究表明地质时代分界线往往和这些大的陨石撞击事件相关。

所谓生物大灭绝，指的是一大批生物物种同时，或者在很短的时间内突然死亡、消失。最严重的一次大灭绝发生在二叠纪晚期，当时96%的生物消失了^[1]。在地球历史上，小规模的灭绝事件更是经常发生。白垩纪-第三纪生物大灭绝(又称K-T灭绝事件)最广为人知，因为恐龙就是当时灭绝的。但在地球历史上发生过的一系列的生物大灭绝事件中，有的比K-T灭绝事件更具有毁灭性。引起这次生物大规模绝灭的原因，有许多争论。目前普遍认可的是宇宙中的一颗巨大流星体撞击地球所致，其依据是在白垩系和第三系界线上粘土岩中铱元素含量异常高^[2]。

目前地球上能观察到这种陨石撞击坑吗？从网上搜索“10大陨石坑”您会发现这些保存完好的陨石坑。这说明地质历史时期，陨石经常光顾地球，并造成了巨大灾难。例如在冰雪覆盖的南极洲也存在着陨石坑，威尔克斯地陨石坑有可能是南极洲上最大的陨石坑（图1），它掩藏在厚厚的冰下^[3]。研究人员指出，该陨石坑为483公里宽，历时2.5亿年。威尔克斯地陨石坑，可能与澳大利亚的一个宽为200公里的陨石坑同时形成。它可能由火流星陨落而形成的。那次火流星陨落事件造成了地球史上最大规模的毁灭，并终结了二叠纪。

图1南极洲可能存在的陨石坑（据网络图片，2010）

墨西哥尤卡坦陨石坑埋藏在尤卡坦半岛下面，这个远古陨石坑直径约180公里。这次撞击发生在大约6500万年前，当时有一颗大小像一个小城市的彗星或小行星与地球相撞，在全球引起破坏性大海啸、地震和火山爆发。人们普遍认为这次撞击导致恐龙灭绝，也可能是因为全球性的大爆发或者剧烈而普遍的温室效应导致长期的环境变化。

是否能证明这些陨石坑真实地存在？这种图形上的“圆形”坑，其成因除了陨石撞击还存在另外一种可能，就是“天坑”，著名的天坑直径相对于著名的陨石坑要小很多。天坑在地球上非常多，百度搜索“10大天坑”，您能发现这些珍贵的天坑照片，如位于美洲伯利兹的著名大蓝洞（图2）。作者发现这些天坑大多存在于张性地质环境中。

图2著名的伯利兹大蓝洞天坑（据百度文库图片修编）

我们知道，如果有巨大的陨石（比如直径超过10公里）撞击地球，除了造成近圆形的撞击坑，还有可能造成板块的裂解和板块运动方向的改变，我们称之为“放射状”的运动模式。这种模式在目前的地球上有2处表现的最为明显，第1处位于大西洋南端。第2处位于墨西哥湾。下文将分别给出它们的详细证据。

二 大西洋南端的放射状运动

位于大西洋南端德放射状运动如图3所示，该图的底图是美国NOAA的地形地貌图，作者在此图上加上了一个红色爆炸区和几个箭头。图中的红色爆炸部分代表可能的陨石撞击区。而朝4个方向的运动分别用黄色粗箭头表示并给出1、2、3、4编号。

图3大西洋南端以“中流砥柱”为中心放射状运动（据美国NOAA地形图修编）

（1）黄色箭头1代表非洲板块正在向北东方向漂移，这在现代GPS测量结果上已经得到证实。这也是冈瓦纳古陆从大西洋裂解的结果。

（2）黄色箭头2代表印度板块向北东方向漂移，这在现代印度板块的运动方向和运动历史上得到证实（图4），已经得到地学界普遍认可，同时从印度板块漂移后留下的尾迹也可以看出来存在这种运动特征。为什么印度板块如此特殊，能长距离快速漂移，作者推测印度板块是一个特殊的克拉通板块，其厚度大约在80公里，而古老的非洲克拉通和西伯利亚克拉通及加拿大克拉通厚度大约都在180公里左右。因此印度板块漂移的动力更强劲，作者在大陆漂移的源动力一文^[8]中对此已经有过论述。另外从体量看，该放射中心四周的4个板块中，印度板块相对非洲、南美洲、南极洲小很多，因此其他3个板块运动速度也没有印度板块快。

(3）黄色箭头3代表南美洲板块正在向西偏北方向漂移，这可以通过板块运动后留下的尾迹得到证实^[4]。这也是古老的冈瓦纳大陆从大西洋裂解的结果。

（4）黄色箭头4代表南极洲板块正在向西偏南方向漂移，南极洲整体表现为逆时针旋转^[5]，这在现代GPS测量结果上已经得到证实（图5）。

图4 印度板块在不同时期所处的位置（据oldearth.org网站图片）

图5南极洲GPS测量表现为逆时针旋转运动（据Andrea Donnellana et al，2004）

作者在“大陆漂移与全球山脉高原成因关系的研究”一文^[4]中已经对这个放射性运动的中心区域做了特别说明，图6显示南美洲整体向西漂移（图中右侧的箭头所指），与此同时南美洲南部显示出较快速地向西漂移，而南美洲北部显示出速率稍慢地向东漂移，其结果应该表现为整体向西漂移过程中存在右旋运动。由于南美洲南北两端的运动速率的差异，从而造成了板块中间受到类似掰开的作用力，亚马逊河也许就是这样被掰开的。特别值得注意的是在南美洲东南方向那个弧形顶端的痕迹特征，就好像在大西洋里有一根深深的“木桩子”插入海底（图中用一个钉子表示），起到一个名副其实的中流砥柱作用，本图也说明了南极板块在作左旋运动。该“钉子”所在的地区也是地震的多发地区，而且存在深源地震，说明其根基是很深的。从图中我们也可以看出，南极洲目前整体是左旋运动的。

图6南美洲运动方向及运动模式（据USGS地形地貌图修编） 

这个区域还存在很多奇异的现象，比如从Google-earth图上我们放大该地区的几个岛屿，可以看到这里正有火山喷发（图7）。该地区的电磁场异常是地球上最强的，当我国嫦娥号探月卫星返回时，卫星经过该地区上空，电子设备需要关闭，否则该地区强大的电磁场将有可能损坏卫星的电子器件。作者推测这可能与该地区深部岩浆喷发所携带的电荷放电有关。

图7南大西洋“中流砥柱”处的火山岛上正在火山爆发（据google-earth）

图8展示的是西方科学家基于大量古地磁资料所作的全球白垩纪至今大陆重建示意图，图中我们可以很清楚地看出大西洋的裂解是从大西洋南端开始的，起始时间大约145Ma。这是否意味着这次撞击使得冈瓦纳大陆从此开始裂解？地球进入了白垩纪？

图8白垩纪至今大陆重建示意图（据百度图片）

图9和图10分别展示的是南大西洋地区的重力异常图和磁异常图，图中我们也可以看出以该撞击区域为中心的放射状特征。

图9南大西洋地区重力异常图（据CCGM-CGMW）

图10南大西洋地区磁异常图（据CCGM-CGMW）

图11是南大西洋地区的高程等值线图，图中我们也可以看出该撞击区域目前仍然表现为一个近似环带状的深坑，只是后期由于板块运动而将该区域本来的圆型坑拉成了呈东西向较长的椭圆坑（图中白色虚线椭圆区域，长约800公里，宽约500公里）。

图11南大西洋“中流砥柱”地区地形等高线图（梁文全，2013，据google earth）

三 墨西哥湾的陨石坑及放射状运动

6500万年前，一颗直径大约10公里的陨石从天而降，飞快地撞击地球，引起了巨大的海啸和全球大火，大地被淹没，森林被烧毁，烟尘遮天蔽日终年不散，植物因无法进行光合作用而枯死，动物则因得不到食物而大量灭绝（图12）。恐龙也被认为是在这场灾难中永远地告别了地球。

图12墨西哥尤卡坦陨石坑（据百度图片修编）

墨西哥尤卡坦半岛的陨石坑直径大约有180公里，深900米！它就是闻名于世的“奇科苏卢布”陨石坑，它埋在数百米的沉积岩下面，即使你走在上面，也不一定察觉到这是一个陨石坑^[6]。

这个陨石坑是以墨西哥的小镇“奇科苏卢布”命名的。墨西哥国家石油公司(PEMEX)在50年代进行石油勘探时首次发现了这个大坑。PEMEX公司的地质学家发现那里的地心引力和磁力不规则，然后对墨西哥湾进行了更深的钻探。PEMEX公司没有发现石油，但还是在60年代和70年代进行了多次钻探，而且钻得更深。对岩芯进行检查后，地质学家意识到，他们发现了一种非同寻常的结构！

后来经过11年的研究，研究人员最后把尤卡坦半岛的地心引力不规则现象（重力异常）归因于一次碰撞事件。人们开始相信太空中一个巨大的天体曾经撞向了尤卡坦半岛，在那里留下了一个巨大的陨石坑。成千上万公里的地球外壳蒸发、熔化或者被弹射出去，形成了一个大火球，横扫整个世界。那次大碰撞相当于1亿兆吨TNT炸药爆炸，“奇科苏卢布”陨石坑因此跻身世界七大谜团。

当年地球上最大的动物恐龙为什么突然灭绝？“破案”的线索可能就藏在这个大坑里。

世界一些地方独特的岩层，哪怕只有一毫米到几厘米厚，都有可能帮助研究人员破译恐龙灭绝这一神秘事件。可是，要把发生在6500万年前的事情准确无误地拼凑起来，并不是一件容易的事情。但研究人员现在已经搞清楚了的是，有一块直径大约10公里的天体以惊人的速度坠入墨西哥湾。

墨西哥国家自治大学的地球学家海梅·乌鲁蒂亚是研究“奇科苏卢布”陨石坑的专家，他最大的心愿就是揭开这个大坑的秘密。他说：“在地球历史过去的10亿年里，那是最可怕的一段日子。”

在那段时间前后，地球上超过75%的物种灭绝了，包括著名的恐龙。在过去的25年里，根据人造卫星数据和地面研究，大部分的科学家相信，尽管在一些具体问题上仍有争论，但陨石碰撞地球与这些物种的灭绝密切相关是毫无疑问的。

根据作者提出的大陆漂移的源动力-热力不平衡驱动模式^[7,8]，板块漂移后，在板块尾部应该有拖尾隆起和深海沉积物增厚现象，据此我们可以推断板块的受力方向和运动方向。据此作者给出了图13和图14的板块运动方向和陨石坑的位置关系图，图中可以看出明显存在以陨石坑为中心的放射状运动特征。

图13中指向北东方向的力是美国的一个拼接陆块所造成的^[9]，而指向北偏西方向的力是一个区域的加力（具备拖尾和深海沉积特征），这两个力综合作用的结果也造成了美国密西西比州地区被掰开，产生大面积的低洼沼泽水系，繁殖了大量的短尾鳄鱼等水生动植物。位于南边的指向南偏东的力也具有拖尾和深海沉积特征。

图13墨西哥尤卡坦陨石坑（据google earth地图和百度地图修编）

图14以墨西哥尤卡坦陨石坑为中心的放射状运动（据NOAA地形地貌图修编）

四 百慕大三角之谜与板块深切割关系的探讨

该地区还形成了世界上的另外一个谜团，那就是著名的百慕大三角之谜，百慕大三角区位于该区域的东侧（图15），那里发生多起飞机轮船离奇失踪事件。百慕大三角之谜自出现以来就众说纷纭，一些百慕大三角的旅行者们每次惊险回归后就报道了他们有关电磁的古怪经历：他们乘坐的船或者飞机会被一种奇怪的蒸汽所吞没，水下会出现光束，而后所有的仪器都失灵、紊乱了，莫名其妙的雾会在整个海面上升起，而当时的自然天气都不可能产生雾，也没有任何理由来解释这些电磁失常情况^[10]，最新的研究表明它们很可能与大气中的“电子云雾”有关。

根据作者在“地震的预测与消减方法”一文中对地震成因机制的解释^[11]。发生在百慕大三角区的奇异现象可解释为板块切割造成的深部物质上涌，伴随着深部产生的负电荷和可燃气体上升到空气中，与当地特殊的气候共同作用产生所谓的“电子云雾”。推测这些“电子云雾”有时在上升过程中也会在水下点燃，形成所观测到的水下发光现象，“电子云雾”的流动还会造成剧烈的电磁异常，使得飞机轮船上的仪器设备失效，甚至造成飞机轮船失事。

从图15上可以看出，该地区是地球上当前板块切割最明显的地方。图中板块的切割像一把利刃切割一样，该地区有2条明显切割线，一个是刮板切割，另一个是板块横切，该地区板块切割深度巨大，目前在沉积物覆盖的情况下还有近6000米的深海沟，推测切割深度可能达到10000米以上，从Google-earth地图上也可以很清楚地看到这个区域的切割地形特征。这种现象在地球上具有唯一性。

图15百慕大三角区域的板块深切割现象（据NOAA地形地貌图修编）

  事实上，地球上的这两个特殊区域，在地磁图上也具有特殊性，这两个区域也是地球上地磁变化最为强烈的区域（图16），地磁变化强度超过2000nT，百慕大地区造成了大量轮船和飞机失事，而南大西洋造成了不少卫星仪器设备的损坏，这都和电磁异常密不可分。如果把地质现象和电磁现象联系起来，就比较容易理解。我们可以理解为，这两个地区因为大量的地下电荷外泻形成了电磁异常的巨烈变化，从而引发了一系列事故。

图16百慕大和南大西洋地磁变化强度图（据杜爱民，2013）

五 结论与探讨

1)  陨石撞击会造成生物大灭绝，同时引发板块的放射状运动，同时也提供了大陆漂移的原动力。本文给出的2处陨石撞击造成了明显的板块的裂解，这2次陨石撞击造成了生物的灭绝事件。

2)  陨石的撞击给板块运动一个初始力，使得板块以撞击点为中心产生放射状运动。这种撞击可能是推动板块运动的“原动力”，是上帝的第一次推动力；而由于热力不平衡推动板块持续运动的力被称为板块运动的“源动力”，是板块运动的持续作用力。

3)  这些是否是真正的陨石撞击，还需要更多的地球化学证据支持。本文只是从表面现象给出了符合逻辑和观测事实的证据。

4)  一些自然之谜如果能将地球的板块运动统一考虑进去，可能会比较容易理解和解释。除了本文中的百慕大之谜，还有很多森林自燃现象，以及2013年发生在我国长江流域的高温异常气候，应该和地球深部的排气现象结合起来考虑。根据作者在“朝鲜半岛成因与郯庐断裂动力机制”一文^[12]中对杭州湾的解释，推测杭州湾和长江可能是大陆漂移产生的一种板块被掰开造成的现象，这种掰开造成了深部气体上涌，发生深部自燃产生异常高温天气；另外今年发生在华北平原、华东和华中的大面积雾霾天气是否也应该和这种板块的被掰开所造成的深部气体上涌造成的带电气溶胶联系起来，值得进一步思考。

六 参考文献

1)   侏罗纪仿真景观，地球五大生物灭绝事件：白垩纪恐龙灭绝[OL]，[2013-10-19].http://www.zgdinosaur.com/htmls/20121227091432.html

2)    西伯利亚的狼，百度百科—白垩纪[OL],[2013-10-06]http://baike.baidu.com/link?url=j5xMFV00MbZ2yylkfRwvHn0cjpv4vExsxqtOyPefVCMEOcEQ3SitibHCNbIsPkQ1

3)   海澜,世界10大著名陨石坑[OL],[2010-01-14]. http://pic.people.com.cn/GB/31655/10765653.html

4)   梁光河，大陆漂移与全球山脉高原成因关系的研究[OL]，[2013.05.28].http：//sea3000.net/wenku/20130528151456.php

5)   Andrea Donnellana, Bruce P. Luyendykb,GPS evidence for a coherent Antarctic plate and for postglacial rebound in Marie Byrd Land, Global and Planetary Change, 42 (2004),305–311

6)    pengl001,墨西哥尤卡坦陨石坑[OL],[2012-12-28].http://baike.baidu.com/link?url=3qNIo65kSpoAS1pg6PRLQavOOCC9413Xyy08Y85cSYvGGLIEnc8klDtlt-Oyg4DNMeWAmQrovm0tN0BleZHTD

7)   梁光河,大陆漂移的源动力—热力不平衡驱动模式[OL]，[2013-9-23],http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=1074480&do=blog&id=727246

8)   梁光河,大陆漂移的源动力—板块自驱动模式，地球科学前沿,3（2013）,86-96

9)   梁光河,加拿大北部“破碎山河”的成因与大陆漂移，地理科学研究,2（2013）,30-37

10)  jsyzcici，百慕大三角之谜[OL]，[2013-09-05].http://baike.baidu.com/view/47899.htm

11)  梁光河,地震的预测与消减方法[OL],[2013.07.29]. http://sea3000.net/wenku/20130729101940.php

12)  梁光河，朝鲜半岛成因与郯庐断裂动力机制[OL]，[2013.05.29]. http://sea3000.net/wenku/20130529154801.php