霍巴隕石之謎:為何全球最大隕石未留下撞擊坑?
在地表之下,隱藏著一塊巨大的金屬板。這塊重達60噸的隕石,是目前在地球表面發現的最大隕石。經過分析,這塊隕石約84%為鐵,16%為鎳,並含有其他元素。雖然這是一個令人驚喜且具有價值的發現,但最令人費解的是它那異常平坦的形狀,以及幾乎完全缺乏撞擊坑的特徵。
後者尤其令人困惑,值得進一步研究。通常,隕石撞擊地面時,即使是很小的隕石,也會留下顯著的撞擊痕跡。那麼,為何這塊被命名為霍巴隕石(以其發現地霍巴西農場命名)的隕石,僅僅埋藏在淺層土壤之下?這可能意味著兩種可能性之一。
「關於它的墜落,我們可以確定,霍巴隕石要麼來自一個未碎裂的母體,要麼只是第一個被發現的碎片,且不一定是最大的碎片,而這些碎片可能來自一個尚未被描述的大範圍散落場,由一個解體的母體產生。」研究這塊隕石的科學家在2013年的論文中寫道。
「此外,現代乃至有記錄的歷史中,缺乏任何伴隨的撞擊特徵,這意味著隕石要麼從其原始墜落地點被搬運至此,這似乎極不可能,要麼其墜落情況使得任何初始撞擊痕跡已被侵蝕殆盡。這兩種墜落情境都很有趣,但都面臨著解釋隕石已知特徵的問題。」
這塊隕石呈近似正方形,長寬各為2.7米(8.9英尺),厚度為0.9米(3英尺),且未顯示出明顯的裂痕。然而,仍有其他線索揭示了它的起源及其安全抵達地球表面的過程。
「隕石表面經歷了相當程度的接觸變質,形成了厚達20至30釐米(7.9至11.8英寸)的鐵質頁岩基底,與下方的卡拉哈里石灰岩接觸。」研究團隊繼續寫道。「基於59Ni放射性核素研究,McCorkell等人(1968年)推斷其在地球上的停留時間少於8萬年。這個相對較長的時間(以人類標準來看)顯然意味著,遺憾的是,我們將永遠無法找到其實際墜落的書面或民族歷史記錄。」
雖然缺乏歷史記錄令人失望,但除非我們對物理定律的理解有重大錯誤,否則8萬年前的物理定律與今天並無不同。因此,物理學家可以模擬出導致這塊巨大隕石留在微小撞擊坑中的情境。
研究團隊正是這樣做的,他們找到了隕石如何抵達地球的可能情境。這部分原因在於隕石的組成及其高強度,使其能夠在墜落過程中倖存下來。
一種情境認為,這塊岩石是從一個更大的母體中碎裂出來的,但由於未發現其他隕石碎片,研究團隊認為這種可能性較低。相反,他們認為隕石以淺角度和低速度進入大氣層,並在大氣層中減速至每秒幾百米以下後撞擊地面。
「淺角度、低速大氣路徑模型的一個優勢在於,當隕石接近地面時,其大部分前進動量已經喪失,隕石基本上是垂直撞擊地面。」研究團隊在論文中寫道,並補充道:「我們發現,在低進入速度、最大面積剖面和接近水平進入角度的極限條件下,所設想的模型可以滿足所需的著陸條件。我們推斷,霍巴隕石的母體質量可能約為5 × 105公斤(12,125磅),並且在撞擊時產生了一個直徑約20米(66英尺)、深度約5米(16英尺)的簡單撞擊坑,現已侵蝕殆盡。」
自發現以來,這塊隕石幾乎保持完整,並仍留在霍巴西農場的原址。