陨石坑　一个真实的百慕大

撰文：格雷厄姆·科林斯（Graham P. Collins）
翻译：Joy

让我们来看看地球被小行星撞击后留下的痕迹。在南非的弗里德堡，我们可以见到地球上最古老也是最巨大的撞击遗迹之一，一个总直径为250～300千米的陨石坑。在它的中心，磁场杂乱，让人不禁想起神秘的百慕大三角。

“这就像在百慕大三角一样，”南非艾塞姆巴加速器基础科学实验室（iThemba Laboratory for Accelerator Based Science）的罗杰·哈特（Rodger Hart）说。我拿着指南针亲自进行了验证。起初，磁针稳定地指向一个方向，根据我的知识，这应该是磁北极的方位。我向前跨了一步，磁针却转向了一个完全不同的象限（quadrant），再跨一步，又是另一个方向。然后，我把指南针紧靠在我们站立的那块露出地表的巨大岩石上面。我在岩石上移动指南针，每隔几厘米，磁针就会摇摆不定。

这里是弗里德堡陨石坑（Vredefort Crater）的中心，位于南非约翰内斯堡西南方向大约100千米处。弗里德堡是地球上最古老和最巨大的撞击遗迹之一，形成于大约20亿年前。当时，一颗直径10千米的小行星击中了地球。尽管其他地方还存在着更古老的撞击证据，比如南非和澳大利亚西部，但在那些地点，地质结构都没能经受住时间的蹂躏而留存下来。

对于肉眼来说，弗里德堡本身并不是一个明显的陨石坑。地质学家们估计，陨石坑的总直径为250～300千米，但环壁早已被侵蚀干净。保留下来最明显的结构是弗里德堡丘（Vredefort Dome），这是陨石坑的“反弹峰（rebound peak）”——也就是撞击之后，深层岩石从陨石坑中央抬升而起的位置。

按照哈特的说法，在撞击最激烈的时刻，空气会被电离，流动的电流产生了一个非常强大而混乱的磁场，这可能就是弗里德堡怪异磁性的成因。实验证明，撞击可以产生如此强的磁场。科学家已经算出，一颗大小只有弗里德堡小行星1/10，即直径1,000米的小行星，就能在100千米以外，产生出一个比地磁场强1,000倍的磁场。

弗里德堡强烈但却杂乱的磁性，在航空勘测（aerial survey）中并不明显。分析表明，陨石坑上方的磁性异常微弱，就像一个在普遍存在的磁场中挖出的空洞一样。从过高的位置上观察，地面上所有的磁力异常都会被抹平，完全消失不见。

这些结果也许不仅能够应用在地球的地质学上，而且，还可以用来研究火星。当火星环球勘测者飞行器（Mars Global Surveyor）从轨道上测量的时候，巨大的火星盆地Hellas和Argyre几乎没有显现出磁性。传统的解释是这样的：大约40亿年前，当这些陨石坑形成的时候，撞击使此前存在于岩石中的磁性消失了。因此，这些盆地形成时，火星上必定不存在磁场，否则，盆地中的岩石冷却时，这样的磁场就应该保留在岩石的磁性中。火星现在确实没有磁场，但在很久以前，它是存在磁场的。因此，这种标准解释暗示，火星在很早之前就丧失了自己的磁场。

不过，哈特指出，如果Hellas和Argyre盆地拥有与弗里德堡陨石坑相同的性质，人们就无法得出关于它们形成时期火星磁场的任何结论——当时的火星磁场说不定还在增强呢。但是，火星环球勘探者计划的一位主要研究员马里奥·阿库尼亚（Mario Acuna）指出，从那些大小与弗里德堡相当的较小火星陨石坑中取得的数据，并不支持哈特的想法。

对于地球，哈特已经提出了一个高分辨率的弗里德堡磁场勘测计划，利用直升机，从低到足以看到磁场变化的高度进行勘查。这将取得一张完整的磁场图，并为这个陨石坑的奇怪现象理出一些头绪。