地球景观生态陨击成因推想（摘要）

导读：此文为2007年9月14日稿。相关内容同年10月份已经发表在《生态学报》（P4371-4372）上。当时本人发现了地球表面跟月球等类地天体一样布满了陨击坑2年不到，很荣幸，2007第三界世界生态高峰会议为我开辟了一个晚间学术沙龙，我做了一个专题学术报告，会议论文集发表了报告摘要（P206），总之，受到不少鼓励。那时及之前，我在推演地表景观与之的关系，还没有发现生命起源与陨石撞击机制的关系呢……现在，早已认识到地球生命能量模型、生命胚种的形成与陨击过程密切相关，又有了许多新进展，我总是为这些发现而激动着，激励着，让我对现实的阻力和困难视而不见。

    自然的新发现已经过去10年有余，实现科学创新的愿望愈发强烈。现在我们国家进入科学大创新的新时代，正到处公开征集颠覆性的科学研究项目、研究领域，找切入口。我在此贴出原文，期待可以引起国家有关科学部门、有关科研机构的重视地球陨击机制与地壳形成、与生命起源等领域等新领域的研究。科学院，达摩院快来看吧！（陆玲）

陆玲

编者按：

——地球景观生态系统由岩石圈、水圈、生物圈等逐步演化而来；当人类以其较高智能的优势从动物系统中分化出来后，人类与自然协调的经济圈也逐步形成。从此，地球处处呈现出生机勃勃的景象！

——在太阳系中，水星、金星、火星和月球等天体和地球一样具有固体岩石圈。可是，为什么地球的固体岩层中及其表面还分布着水圈和生物圈？为什么地球除了无机沉积矿外还有有机沉积矿？为什么地表上处处交叠着巨大的环形构造？这些构造，若是地球内营力所致，为什么越接近地表岩层其成分越复杂？成岩时间越年轻？如果是地表营力影响，为什么地表岩层生成时间竟相差几万年、几十万、甚至几十亿年？岩层是地球形成后地质作用的产物，那是什么作用呢？显然，这里深藏着一个迷！”

这是今年5月在北京召开的第三届世界生态高峰会《地球景观生态陨击成因推想》幻灯沙龙的开场白。陆玲的疑问和有关地球景观生态陨击成因的推想，引起了与会者的浓厚兴趣和热烈讨论。陆玲还认为，过去人们对地球内营力和地表营力的研究已取得丰富的成果，而关于地外陨击作用对地球景观生态系统影响的研究仍是一个有待进一步开拓的科学领域。

为促进学术讨论争鸣，鼓励科学综合创新，现把其报告内容综合摘要登载如下。

——陨击事件与地球环形地貌景观

通过卫星遥感地图可辨析，在地球水圈、植物圈和经济圈的覆盖下，和其他类地行星一样，地球表面广泛分布着大规模的环形地貌景观。地球上大多数的山是环形山，直径1000公里以上的环形山等环形地质构造遍布全球达至饱和；目前，地球上能辨析的最大的环形地质构造中心区分布在太平洋东部，直径达到了15000公里；地球海洋和陆地的地貌景观表现出广泛的对应性：环形山/环形海脊和环岛、环形裂带/环形海湾和海沟、盆地和湖泊/海盆、高原/海台……

地球陨击遗迹是外天体陨落地球撞击地表岩层时与其相互作用形成的自然景观。它一般由外天体撞击地面靶点形成的中心区和由强力撞击引起的冲击波向外周辐射形成的环形地貌构成。特别重大的陨击事件其影响之广甚至可达到地球的对趾点。

把地球跟其他类地行星比较，结合对陨击冲击成坑（成矿）机制的理解，可初步推理，地球表面的大规模环形构造是历史上发生的陨击事件为主要成因的。

——陨击与地质灾害

陨击事件所导致的地质灾害包括了地球上最严重的原发性和继发性地质灾害类型：如：岩层变质荒漠化；区域性生物灭绝；火山、地震、滑坡和泥石流、地裂和岩层的沉降、海啸；大气温度以及大气化学成分异常等等。它严重地影响和威胁着地球生物和人类社会生态系统的可持续发展。

如：在陨击中，来自陨击中心区的冲击波把开凿出来的表土、地表上盖物和生物等物质迅速地裹携着推向远处，裹携物除了被陨击辐射区的河流湖泊等凹地容留一部分外成为陨击环边区环形山的山体。这些山体的岩层经被长途推移由原来平置分布在陨击靶点外围的反序岩层变成了>0~<180度形态各异的斜岩，斜岩构成了滑坡和泥石流等地质灾害的地质基础；陨击过程的超高温、超高压还可导致相关区域生物的灭绝和岩层变质、荒漠化；

在冲击波和反冲击波抗衡能量较大、持续时间较长的地方，因为正负能量对撞产生的“大爆炸”可造成岩层断层，形成环状岩层地裂带。陨击构造主要的地裂带一般分布在环边区的环形山中间，与山脉平行或重合。地裂带是陆地岩层纵向断裂构造，其地貌往往表现为：深谷、海沟、海峡、山峡、悬崖、峭壁、地热带等。地裂带伴生的地质活动有：温泉、地震、岩拱、岩喷和火山等。

通过研究，掌握陨击事件发生、发展的规律是缓和有关地质灾害、防范新的陨击事件发生的前提。根据陨击生成的环形地貌，人们将可更有效地查找地裂带、斜岩、岩层元素和地磁异常分布区等，这将有助于城乡建设项目的选址、交通和航线规划设计的趋利避害。

——陨击与矿产资源

陨击冲击成矿是外天体在与地面岩层发生撞击，以自身的物质和能量与地球岩层等物质和能量相互作用的过程中，其产生的超高温和超高压、超低温和超低压使被作用的植物、动物以及表土和岩层等物质发生相应的物理、化学、生物等变化的自然条件反射。这种反射的结果不仅形成新的环形地貌构造——陨击坑等，同时使岩层发生新的变质产生环形地质构造——环形矿带等。

    根据陨击遗迹中岩层普遍发生规模相当的强烈变质而陨石踪影难寻的情况，推理陨击过程产生的温度可以迅速达到核裂变和核聚变所需要的数千万甚至亿度以上；冲击波压力约50万巴时花岗岩可熔化，大于60万巴时可气化；在陨击过程中，一直拌随着超高温超高压的作用过程，使岩层变质生成新的化合物。生成以氢为基础的、与有关环境条件相应的新元素及化合物。如：变质岩和沉积矿，沉积矿包括了铁矿和有色金属、非金属矿等等；部分藻类、植物和动物等生物连同有关岩层物质在超高温、超高压下变质、并被陨击冲击波推移到古湖泊、古河流等处变成有机沉积矿原生矿床：煤、石油、天然气等等。对于某区域的第二次撞击及更多次撞击来说，它们是在第一次或前面多次撞击的岩层（和有关矿带）的基础上产生新的成矿作用，这样便可产生更复杂和丰富的沉积矿，有的煤可能变成石墨、石墨变成钻石等。

高温高压强烈释放伴随骤然减温和降压的过程，为需要低温低压等条件的无机化合物创造了成矿的条件，如生成氢氧化合物冰矿等。在某种成矿条件下，在陨击中心区则可能生成含放射性元素或磁性异常的矿体等。

陨击的高温高压使地下的空气强烈膨胀，它可使地下岩层发生各种结构性的改变，如地下岩层松动和错位，岩层中空气充盈可形成大量的空气洞室：山洞和地下溶洞等。这些巨大的岩层空室是诱发地震、地陷、地漏等主要地质基础。弥漫在地洞中的岩雾黏附在逐步冷却的洞壁上，有的可结晶；浅层的溶洞通到地面的井口为天坑，较深空气洞室如被水侵入形成地下河、地下湖等，被天然气或石油侵入可形成气田和油田等有机沉积矿次生矿床。

根据陨击成矿机制以及不同矿种的生成所需要的条件，采用以陨击地质环系为单位的综合勘探和采矿工作模式，将会大大提高矿产资源的勘探和开发效率。

——陨击与地球生物的发展

生物化石是地球生物发展史的物证，根据化石出土的环境和有关人工结晶矿物生成的条件可初步推论化石的形成与陨击事件也是密切相关的。

陨击过程中的超高温和超高压不仅使岩层物质液化和气化，也可使空气迅速膨胀，形成局部的真空环境。大量的岩雾有的形成气泡包囊，有的在一瞬间附着在其他物体上，或侵蚀某些钙质等包裹体后逐步冷却结晶成矿，生成由不同化学矿物组成的石胆、宝石胆等结晶矿物和生物化石。假如生成化石的真空环境突然被大量空气侵入，高温高压骤然获得缓解便可引起空气强烈膨胀，并导致结晶矿物和生物化石包裹体膨胀、龟裂、碎化和爆炸等。据此及将古生物化石与现代生物个体规模的比较，初步认为，部分生物化石与原生物骨骼体积规模相比，其膨胀程度可能达数倍甚至十倍以上。

通过有关化石与陨击机制的研究，人们将能进一步了解地球生物包括人类进化过程中遭遇多次相关灾变的原因和发生规律，平衡有关“恐龙灭绝”和“生物大爆发”等科学假说的认识偏差。

——陨击时空分布规律与防范新的陨击事件

周期运动是宇宙物质运动规律之一，陨击事件发生的规律以太阳系等天体周期运动相互影响为基础。

初步研究认为，银河磁场和银河星云互相作用的扰动、太阳系小行星和彗星等小天体的摄动以及太阳系陨击事件爆发的周期是耦合的。这种耦合恰好揭示了银磁等天体物质活动周期与地球历史上陨击事件发生的连动关系及时间分布规律。因此，地球大陨击期与银磁耦合关系可参见下表：

银地（磁）耦合C型与大陨击期出现时间对照表（单位：亿年）

根据陨击机制和地球表面有关地貌特征分布图分析，把所有的陨击地质特征综合在一起，便是整个地球生态景观的概貌。它表现出与太阳系类地行星表面岩石圈相类似的特征。

陨击遗迹的区域分布则与太阳系、包括小行星带在内的行星运行轨道平面对应地表较多向地球两极递减的规律。它表现出与地球赤道和小行星带的运行轨道比较接近一个平面使陨石撞击地球的赤道及靠近赤道区域几率较高有关。

由此推想，地球历史上多个系列的大规模陨击事件的发生是原于太阳系小行星带和彗星群、因受银磁等外天体作用影响摄动而偏离原来轨道所引起的一系列条件反射。

认识和掌握地球陨击事件的时空生态位，对人类未来有效实施防范陨击事件的生态对策尤其意义重大。

——陨击事件与自然生态观

陨击是太阳系普遍的地质过程，地球也不例外。陨击活动虽然是地球历史上最严重的生态灾难，可也许正是陨击事件编织了地球生命的摇篮，播撒了生命的种子，催开了生命之花！

认识到地球历史上大规模的陨击遗迹的客观存在及其所导致的严重后果，可能会粉碎许多人对地球生态安全的美丽幻想。然而，幻想的破灭必将促使人们积极地面对现实，重新认识自己在自然界中的位置，建立新的自然观、发展观和更加广义的生态观。在共同的利益和可能发生的严峻的自然灾害面前，人们更加关注地球、地球生物和人类的共同命运。这将促使人类空前地团结起来，共同为建设一个更加安全、健康、和谐、可持续发展的文明社会而努力。

——陨击研究与科学综合

地球陨击作用的实质是外天体陨落地球与地表有关因素一起产生的综合作用。陨击的发生和发展过程，伴随着地球内部和地表营力等对地球景观生态系统形成和发展的影响。陨击作用不是孤立的而是综合的作用。

地球景观生态陨击成因推想是以广义生态科学的综合方法为基本思想方法，以地球学、天文学等传统科学理论为基础的、并与物理、化学、生物和社会学等密切相关的多个学科结合的自然新探索。通过陨击科学综合研究将可有力地促进科学系统综合发展，促进人类思维系统资源的新整合。

——展望

以上地球景观陨击成因推想是有待未来科学发展和人类社会实践检验的科学新思维。这一检验将是人们更深刻地认识和理解地球景观生态成因的过程，是人们更有效地防范陨击地质灾害和开发利用地球沉积矿资源的过程；是促进人类社会与自然协调的过程……它也将是一个人类科学系统从分化走向新的综合的、与人类社会可持续发展发展目标关系密切、意义重大的前途光明的科学新领域。这么庞大而复杂的论证将有待于我国和世界其他各国科学工作者、以及全人类的携手合作、长期不懈的努力！

【备    注】《地球景观生态陨击成因推想》及主要参考资料目录详见陆玲博客

science.mblogger.cn/luling2007

【作者简介】陆玲 女 1958年7月生。经济学硕士、中国生态学会科普委员、广东省生态学会理事、

中山大学出版社兼职编辑。科研兴趣：复杂性研究、广义生态学等。

作者E-Mail:Tianluyey@yahoo.com.cn