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隕石坑,天外來客的「名片」

撞擊坑是一顆飛馳的流星體墜落到地球上之後留下的非凡「名片」。

最近一次去希臘的時候,我在那裡遇到的當地人偶爾會讓我覺得自愧不如:他們有著令人印象深刻的英語詞彙量,有時他們用的詞語是連我這個以英語為母語的人在使用的時候都會猶豫的。當有人用「eponymous」(與作品同名的)一詞的時候,我又談起這件事,我的對話搭檔提醒我這個詞源於希臘語。當然,英語裡的很多詞都源於希臘語。

「Crater」(物體墜落等造成的坑、火山口)一詞就是其中之一。古希臘人雖然是葡萄酒的極大愛好者,顯然也欣賞節制的美德。除非在狂歡的時候,平時葡萄酒要與3倍的水相混合,而「krater」(調酒缸)就是用來混合水和酒的容器。調酒缸有一個大大的圓形開口,形狀和地球、月球上也叫這個名字的巨大張口區域有點類似。但是具有類似名字的地質特徵可以橫跨200公里,而其周邊受到影響的地區甚至可以更大。

地球上的一些環形山是由火山噴發形成的,沒有任何外來力量的幫助。例如,在加那利群島的特內裡費島(Tenerife),你可以在泰德(El Teide)火山的巨大熔岩區看到幾個令人難以置信的環形山。這是地球表面之下的混亂動盪偶爾冒泡出來的證據。我也是從這瞭解到,「caldera」(火山口)一詞在西班牙語中意為「大鍋」。我發現,我們對火山凹陷所使用的詞語和「crater」這個詞有著相似的起源。而另一方面,撞擊坑[24]的形成地點比較孤立,而且更值得注意的是,它們僅由地球之外的力量造成的。

撞擊坑(隕石坑)

撞擊坑是飛馳的流星體墜落到地球平面時造成的坑體。理解撞擊坑的形成、形狀和特性,可以幫助我們確定不同大小的石塊撞擊地球的頻率,並可以更好地理解流星體在生物滅絕中可能起到的作用。

大多數流星撞擊,包括所有大的撞擊,都發生在有人類可以勘察之前,更不用說有人來記錄它們了。撞擊坑是一顆飛馳的流星體墜落到地球上之後留下的非凡「名片」。撞擊坑或凹陷以及其周圍的物質,往往是唯一的證據,記錄著這些意外訪客到達時所造成的巨大破壞。殘骸中掩埋的疤痕、岩石的類型和化學丰度,給我們提供了關於這些久遠事件的最可靠的信息。

撞擊坑為地球與其外圍環境,即太陽系的最後關聯,提供了非凡的證據。理解撞擊坑的形成、形狀和特性,可以幫助我們確定不同大小的石塊撞擊地球的頻率,並可以更好地理解流星體在生物滅絕中可能起到的作用。

在這一章,我將解釋這些令人驚歎的撞擊坑最初形成的原因和方式,以及它們和地面上由火山造成的凹陷的區別;我還將討論一系列對象,它們以足夠強的力量擊中地球,並造成持久的影響。[25]

流星的痕跡

在深入瞭解撞擊坑的形成以及地球上撞擊坑的完整列表之前,讓我們花點時間再回想一下最早的那個發現,它將天外物體和地球表面聯繫在了一起(見圖10-1)。雖然流星隕石坑這個名字有點不準確——請記住,「流星」是指在空氣中的光痕,而流星隕石坑是由流星體造成的,按照定義,流星隕石坑都是撞擊坑。這個特殊的隕石坑位於亞利桑那州弗拉格斯塔夫附近。

按照流星命名的慣例,它的名字與附近的一個郵局相關。這個郵局是由西奧多·羅斯福在1906年建立的。當時他的朋友,同時也是採礦工程師和商人的丹尼爾·巴林傑(Daniel Barringer),開始調查這個神秘大坑的成分和來源。地質學家最初懷疑巴林傑的提議,但最終巴林傑證明大坑起源於一個流星體。為表彰他的貢獻,人們將這個凹坑稱為巴林傑隕石坑。

雖然還存在更大的撞擊結構,這個隕石坑是美國規模最大的隕石坑之一。它的直徑長達1 200米左右、深170米、邊緣的環狀輪廓高約45米。這個隕石大約有5萬年的歷史,你甚至可以在地球表面上看到它。你可以在美國一睹其貌,因為這個坑已經被私有化了。巴林傑家族通過巴林傑隕石坑公司擁有這個隕石坑,並向參觀者收取16美元的門票。該所有權在1903年開始受到保護,當時,巴林傑和數學家、物理學家本傑明·蒂爾曼(Benjamin Tilghman)一起申明了所有權,這一申明在不久之後獲得了總統的簽署。而持有股份的標準鋼鐵公司(SIC)得到許可,擁有約259萬平方米土地的使用權,從而可以在該區域進行開採礦產。

圖10-1

位於亞利桑那的直徑超過1 000米的巴林傑隕石坑。(航拍圖由D.羅迪提供)

由於是私人財產,隕石坑不能成為國家公園系統的一部分。只有聯邦政府所有的土地可以作為國家紀念場所,所以巴林傑隕石坑僅僅是一個國家自然地標。其好處是,當政府關閉的時候它不會被關閉——2013年,當地政府就倒閉了。私人所有權的另一個好處是,因為巴林傑家族對靠隕石坑獲益,因此會對隕石坑多加保護,而它確實被認為是世界上保存最完好的流星撞擊地點——當然,這也和隕石坑的形成年數很短有關。

與這個隕石坑相關的隕石被稱為暗黑隕石(Diablo meteo-rite),以鬼鎮坎寧迪亞布洛(Canyon Diablo,暗黑峽谷)命名,它位於同名峽谷的沿線。一些直徑50米的流星體,幾乎是由純的鐵和鎳組成的,大概以每秒13公里的速度撞擊到地面。撞擊產生的能量相當於至少兩個百萬噸級的TNT炸藥。這是車裡雅賓斯克事件所釋放能量的幾倍,相當於一顆氫彈的能量。大部分初始物體被蒸發,碎片難尋。一些好不容易找到的碎片被陳列在當地的博物館裡,有的甚至在被出售。

由於缺乏足夠的碎片做研究,起初人們很難確定這個大坑是由地球之外的物體而非火山爆發造成的。19世紀,來自歐洲的移民第一次偶然發現它時,以為這是個火山口。在當時這個假設很合理,因為外星球的解釋太奇怪。此外,舊金山火山區就向西65公里左右的地方,這一點相當有誤導性。

有一個關於科學出錯,後來才得以修正的富於啟發性的故事。美國地質調查局首席地質學家格羅夫·吉爾伯特(Grove Gilbert)在1891年作出官方定論:這是一個火山。他從費城礦物經銷商阿瑟·富特(Arthur Foote)那裡聽說了這個大坑。富特對1887年牧羊人在附近發現的鐵很感興趣。他辨別出了金屬的外星起源,並且到現場去看了看他還能挖掘出些其他什麼東西。除了鐵之外,富特還發現了微小的鑽石。這些在撞擊的時候已經形成,但富特並不知道這個,錯誤地認為撞擊地球的物體和月亮一樣大。富特還犯了一個錯,他沒有將大坑和他正在調查的隕石材料聯繫起來。雖然他知道在地上的材料來自外星球,但在他的腦海中,附近的大坑是一個獨立的現象,是由火山活動形成的。

另一方面,吉爾伯特從富特那裡瞭解到這個大坑,他也是第一個提出大坑的起源於流星體的人之一。但是在吉爾伯特企圖科學地認證他的推斷時,也得出了錯誤的結論。由於當時沒有人明白撞擊坑的形態,他錯誤地排除了自己的撞擊假設,因為在環形邊緣物體的質量和大坑裡丟失的物體質量不一致。另外,大坑的形狀是圓形而不是橢圓形——如果撞擊來自一個特定的方向,他預測撞擊坑應該是橢圓的。此外,沒有人發現鐵含量的任何磁性差異的證據,以表明撞擊物是來自外星球。由於缺乏是流星體的證據,吉爾伯特被他自己的方法誤導而得出了錯誤的結論:大坑是火山活動而不是由撞擊形成的。我將很快提到,他的方法忽視了一些撞擊坑形成的微妙因素。

大坑的起源在1905年最終被正確確定下來。巴林傑和蒂爾曼在《費城自然科學院學報》發表了幾篇優秀的論文,證明了該流星隕石坑確實來自一次外星撞擊。他們的證據包括翻倒的邊緣地層(有人告訴我這看上去相當壯觀);還包括沉積物中的氧化鎳。然而,撞擊坑周圍的30噸氧化鐵隕石碎片導致巴林傑犯下了一個昂貴的錯誤。巴林傑認為,剩餘大部分的鐵被埋在了地下,於是他花費了27年的時間挖掘尋找。如果真的有所發現,這將會是巴林傑的另一個財源。1894年,他從也是位於亞利桑那州的聯邦銀礦賺得1 500萬美元(相當於今天的10億多美元)。

隕石比巴林傑預想的要小,大多數隕石在撞擊的時候被高溫燒掉蒸發了。所以,巴林傑沒有掙到錢,即使在挖掘完成之後,他也沒有成功說服很多人相信大坑的起源。在卸任隕石坑探採公司主席職位幾個月之後,巴林傑因心臟病發作去世。巴林傑和他的公司在勘探隕石坑上損失了60萬美元,但至少,巴林傑活了足夠長的時間以維護他的假說。

由於行星科學的發展,人們最終開始更全面地瞭解隕石坑的形成,巴林傑的推論得到更多科學家的認同。最後的證實發生在1960年。一個在科學理解撞擊上的關鍵人物——尤金·蘇梅克(Eugene Shoemaker),在撞擊坑中發現了二氧化硅的罕見形式。這種形式,只能在內含石英的岩石受到由撞擊壓力產生的嚴重衝擊時才會產生。除了核爆炸——而在5萬年以前這不太可能出現,而流星體的撞擊是唯一可能的已知原因。

蘇梅克仔細繪製了撞擊坑的地圖,展示了這個大坑和內華達州的核爆炸大坑之間的地質學相似性。他的分析使地球上的外星撞擊概念合理化,成為地球科學的一個里程碑,同時吸納了地球與其宇宙環境相互作用的顯著性。

撞擊坑的形成

我對攀巖的喜歡很大一部分來自調查岩石的材料、質地和密度所得到的快樂,我可以通過近距離檢查岩石表面,以確定最安全和最有效的路線。但是,埋藏在岩石中的真正寶藏是它們悠久的歷史。與它們表現出的板塊運動的證據一起,岩石的形態和成分為地質學家提供了可以評估的信息寶庫。古生物學家也從地球的嵌入化石和其地形中學到很多。

岩層的形成在講述著一個又一個故事。在這一方面,一些地方尤為壯觀。

不久前,我訪問了西班牙畢爾巴鄂市巴斯克地區(Basque country)的大學。我很幸運,有一個研究物理學的同事告訴了我關於蘇瑪亞(Zumaia)附近小鎮復理層地質公園的事情。地質公園是一個很不錯的生態旅遊地。它以露出地表的讓人難以置信的石灰岩為特色。這些石灰岩代表了幾百萬年的地質歷史。這個地方非常迷人,因為它不僅對那裡的地質寶藏的利用提供了可持續的經濟發展,還提供了多樣化的科學活動和發現。

當我參觀地質公園時,那裡的科學負責人向我指出,跨度6 000萬年的岩層沿垂直的山崖隨時可見。山崖位於迷人的海岸邊(見圖10-2)。他將懸崖描述為一本展開的書,每一頁都在同一時間可見。K-T分界線(日堊紀-第三紀分界線,現在被稱為K-Pg[白堊紀-古近紀]分界線,我將在稍後講到)分離開含有化石的白色岩石層和上方沒有化石的灰色岩石層。這條標誌著最後一次大滅絕的線被完好地保存在巴斯克地區這個安靜的地方。

圖10-2

復理層地質公園的岩石上那看得見的6 000萬年歷史。攝於西班牙蘇瑪亞附近的Itzurun海灘。(感謝喬恩·尤勒斯提拉[Joh Urrestilla]提供圖片)

這樣壯觀的岩石層並不是瞭解過去的唯一途徑。撞擊坑,這些在地球表面上最顯著的結構,形成了非常不同的信息源泉。儘管我們對於流星體是如何以及何時撞擊的瞭解有限,但科學家們對於撞擊坑的地質學瞭解了很多。大坑的形狀、岩石形態和成分提供的線索有助於將撞擊坑和火山口或其他圓形凹陷區分開來。而且,由於撞擊坑獨特外觀和成分可以在很大程度上從其來源得到理解,流星體造成的地面崩塌處的凹陷和特殊的岩石類型告訴了我們很多關於最初形成隕石坑的事件信息。

如果不是已經被極不成功的軍事政策敗壞了,「衝擊與震懾」很可能是對撞擊坑的形成的最中肯描述。撞擊坑是地外物體撞擊地球,撞擊能量足夠大以至於形成了一個衝擊波,衝擊形成一個圓形的坑。衝擊波,而不是直接的撞擊,使得撞擊坑保持了圓形的形狀。如果是更直接的挖掘,將會生成一個有方向偏向的凹陷,反映出撞擊物的最初方向,而不是看起來四處都一樣的大坑。這是誤導了吉爾伯特對巴林傑隕石坑分析的虛假論點。但是,撞擊坑不能被簡單地理解為撞擊物對岩石的向下衝擊推動。撞擊坑是這樣形成的:當撞擊物以非常大的力量向下衝擊地球時,被壓縮的區域像活塞一樣,會迅速減壓以釋放應力,從最初的衝擊反彈,並噴射出物質。通過衝擊波的半球模式的壓力釋放是實際創建火山口的爆炸。這個地表以下的爆炸產生了撞擊坑獨特的圓形形狀。

形成撞擊坑的物體通常撞擊地面的速度是地球逃逸速度倍,也就是11公里/秒,最為典型的大約20~25公里/秒。對於較大的物體,這一速度是聲速的很多倍,保證了巨大的動能被釋放,因為動能不僅隨質量增長,同時還會隨速度的平方增長。對堅固的岩石的一次撞擊,可以與一次核爆炸產生的影響相當,產生的衝擊波壓縮同時壓縮來自太空的物體以及地球的表面。撞擊釋放的衝擊加熱它所遇到的物質,並且幾乎會一直熔化並蒸發進入的流星體,如果流星體足夠大,也能熔化並蒸發掉目標區域。

不斷擴大的超聲波產生的壓力遠遠超過當地物質的承受強度。這催生了罕見的結晶結構,如衝擊石英,這些結晶體結構只在撞擊坑和核爆炸的衝擊區域才會被發現(見圖10-3)。其他特徵性質包括岩石上破碎的錐體,它們是錐形的結構,其頂點指向碰撞點(見圖10-4)。碎裂錐體也是一個明確的證據,再一次表明一次高壓力的事件只能由撞擊或核活動解釋。碎裂錐有趣的地方在於,它們的大小從幾毫米到幾米的範圍變化,從而提供了物質的宏觀尺度效應。和晶體變形以及岩石熔化的證據一起,震裂錐幫助人們區分出了真正代表撞擊事件的撞擊坑。

還有一些具有撞擊特徵的岩石是在高溫下形成的。這些被稱為玻隕石和衝擊熔融球粒等玻璃材料的物質,起源於熔岩。由於它們是在高溫下(並不見得是在高壓下)產生的,可以想見,它們也能起源於火山,而火山也是於大坑形成另一個主要原因。但是撞擊坑通常具有不同的化學組合物,包括金屬和其他物質,如鎳、鉑、銥和鈷,這些是地球表面上罕見的。這些額外的線索幫助確證了隕石坑源於撞擊。

圖10-3

衝擊石英中獨特的交叉變形模式,表明它產生於隕石的強力撞擊。

圖10-4

在同一塊岩石上,多次出現了不同尺寸的、明顯的錐形形狀。它是岩石結構在高壓條件下形成的宏觀跡象。

撞擊物體的化學成分也能有其他的鮮明特點。例如,特定的同位素——也就是具有相同的電荷但不同中子數目的原子,大都產生於地球之外。由於大部分原始物質都被蒸發了,因此這個方法只對剩餘物質的一小部分有用。

衝擊角礫岩對區分隕石坑也很有用,它由通過細粒度基巖材料連接在一起的岩石碎片組成——再一次表明了撞擊將原本在那裡的物體擊碎了。受衝擊熔化的玻璃也很有趣,它們的形成既需要高壓也需要高溫,其不尋常的高密度有助於識別它們。另一個顯著的特徵存在於撞擊坑底部或中心岩層的巖脈中,它們由玻璃顆粒組成,並在撞擊坑底部組合成複雜結構。

這些與眾不同的衝擊和熔化的特點是證實撞擊事件的關鍵,因為它們在其他條件下無法形式。然而,找到擁有這些特點的岩石並不容易,因為它們可能深埋於岩石碎片並且可能熔化了。雖然如此,隕石比比皆是,許多自然歷史博物館都有展示。我喜歡在紐約的美國自然歷史博物館展出的2米多高、34噸重的隕石阿尼吉托(Ahnighito),它是目前在展出的最大隕石。這塊巨大的隕石是後來收購的,加入到博物館自從1869年創立以來已收藏的隕石藏品中。

物質材料有助於識別隕石坑,而隕石坑獨特的形狀也能夠幫助辨別。隕石坑是中心區域下陷而低於周圍地面,而大多數火山口由噴發產生,所以高於周圍平面。隕石坑的環狀邊緣也會抬升起來,這對於火山口也是不典型的。

另一種識別特徵是倒置地層(inverted stratigraphy),也就是翻轉的邊沿地層。這是由於中心的物質被挖掘出來之後「翻轉」到撞擊坑外部導致的,它類似一疊大煎餅的邊緣。在地球表面或在任何行星或月亮上的大致圓形的凹陷,都有著抬升的邊緣和倒置的地層。這也提供了明確的證據:一個大質量的物體以巨大的速度撞擊到表面上。

雖然區分隕石坑的物質大多數是在突發衝擊波釋放的過程中成形的,但隕石坑的形狀也依賴於後續的形成歷史。最初天體擊中目標時,撞擊天體會減速、被撞擊物質會加速。撞擊、壓縮、減壓以及衝擊波的外流,都在零點幾秒之內發生。一旦衝擊波過去,變化就發生得較為緩慢了。被擊中的加速物質——由初始的激波加速,在激波消失之後仍然繼續移動,其運動速度是亞音速的。即使如此,隕石坑繼續形成,其邊緣上升,更多的物質被噴射出來。然而,隕石坑尚未穩定,重力會使其崩塌。對於小隕石坑,邊緣落下了一點,巖屑向下衝向隕石坑的四壁,而熔化的物質侵入隕石坑更深的部分。最終的結果仍然是碗狀的,看起來很像是初步形成時的樣子,但是大小很可能小很多。例如,巴林傑隕石坑是其原始大小的一半。此後,角礫、熔化的和噴出的岩石填充了空洞。一個簡單的隕石坑如圖10-5所示。

圖10-5

由撞擊形成的簡單隕石坑有一個被掏空的碗狀中心區域。此區域被相對比較平的角礫覆蓋,並有著鮮明的上升邊緣。

更大的衝擊不僅會改變物質的位置並噴出物質,也會使被擊中的原來地面的一部分蒸發。這些熔化的物質能夠覆蓋空腔的內部,而汽化的物質通常會擴展出去,造出一個蘑菇雲的效果。大多數粗糙的物質將在幾個撞擊坑半徑之內降下來,但一些更細小的顆粒物質可以消散到全球範圍。

當撞擊體的直徑大於1 000米時,形成的撞擊坑直徑將達到20公里或更大。在這種情況下,撞擊體實質上在大氣中造出了一個洞,而噴出物填充這個空洞——先向上運動,之後下降到一片較廣的區域上。最熱的物質能夠上升至平流層以上,而汽化物質的火球可以被廣泛擴散,就像由於白堊紀-第三紀撞擊沉積,在世界各地發生的富銥黏土情況一樣(我們後文將提到)。

更大的衝擊形成了一個複雜的隕石坑(見圖10-6),在最初的隕石坑形成之後,坑內經過了更大的變化。坑的中央區域上升,而邊緣部分坍塌,因為衝擊波在地裡傳播的過程中,不會與不均勻的岩石相互作用,生成一種新的和衝擊波傳播方向相反的波,並且將衝擊波「卸掉」。這個變稀薄的波將深處的物質拉到較淺的地方,在大隕石坑下面留下變薄的地層。這一切發生的速度之快令人驚訝。幾公里深的大坑能在數秒內生成,而峰頂可以在幾分鐘內上升到幾公里的高度。

圖10-6

一個複雜的隕石坑,它和簡單隕石坑一樣有一個升起的邊緣,但是邊緣具有階梯結構。其內部有一個隆起的區域,並且有更大量的坍塌物質。

複雜隕石坑和由小型衝擊形成的簡單隕石坑有著不同的外觀。精確的隕石坑形狀取決於坑的大小。當隕石坑的層狀沉積岩直徑大於2 000米,或者更強的火成岩或變質結晶巖的直徑大於4 000米時,它一般具有中央隆起區、廣闊的平坦坑面和階梯狀的牆壁。這是在最初的壓縮、挖掘、改變和坍塌之後留下的。

當直徑超過12公里時,在隕石坑中心可能會升起一個完整的平台或者圓環狀。所有這些線索對於「挖掘」(它有雙重含義)過去都是關鍵信息。20世紀80年代,這些鮮明的特點有助於認證和白堊紀-第三紀滅絕有關的尤卡坦(Yucantan)隕石坑(詳見第12章)。

地球上的「疤痕」

在過去的半個世紀,許多隕石坑已經被發現。通過研究它們的化學成分以及隕石坑疤痕——被破壞最厲害的隕石坑仍然留有可以辨別的痕跡,我們可以填補地球的「訪客」名單,而「來賓留言本」就是地球撞擊數據庫。

地球撞擊數據庫當然包含了一些你可以在互聯網上找到的引人入勝的列表,如果仔細查看,你會發現包含很多造訪過地球的地外天體。它們撞擊過地球,並且留下了巨大的隕石坑,從而讓人類可以發現並辨認出它們。但這不是撞擊事件的完整列表,因為地球上很多非常古老的隕石坑被地質活動抹平了,我們現在看到的大部分隕石坑來自相對近期的,也是頻率較低的撞擊。

大多數撞擊很可能發生在39億年以前太陽系的早期階段,當時由行星形成剩餘的物質被吸引至太空,四處移動。但是,地球、火星、金星和其他更多的地質活躍天體往往隨著時間的推移丟失了隕石坑的遺跡,這就是為什麼地質活動被動的月亮上隕石坑更加明顯的原因。

即使是最近的撞擊的遺跡也大部分丟失了。雖然較小的撞擊經常發生,但它們並不會留下明顯的疤痕,至少不能長期留下。事實上,小隕石坑甚至比你預期的會更加少見,因為地球有著稠密的大氣層。像在金星和土衛六上一樣,大氣層保護著我們,讓我們不用遭受許多小撞擊,像經常發生在水星和月亮上的那樣,那裡的大氣層保護不了它們。[26]

較大的撞擊很少發生,這對於地球生命的穩定性來說,是相當幸運的事情。每隔幾十萬到100萬年,一次足夠猛烈、足以產生一個直徑達20公里寬的隕石坑的撞擊可能會發生,並導致全球性的損害。然而,即使這樣的概率也沒有在地球撞擊數據庫中表現出來。如果你仔細查看,你只會發現43個這種隕石坑的遺跡;而在過去的5億年裡,只產生了34個;在過去2.5億年內,又產生了26個(見表10-1);總數只有大約200個。

表10-1 從地球撞擊數據庫獲得的地球上已知的直徑大於20公里、形成時間小於2.5億年的隕石坑名單

續前表

註:大小表示隕石坑自身從邊沿到另一邊沿的直徑,它比受影響的衝擊區域要小。

有幾個因素導致了隕石坑記錄的缺乏。第一個相關因素是,地球表面70%被海洋覆蓋。這不僅因為海面下的隕石坑難於被發現,而且因為在一開始海水就能對隕石坑的形成進行干擾。此外,海洋底部的地質活動可能會消除所有實際上已經形成的疤痕,除了最近期形成的那些。海洋底部的證據每兩億年就會在很大程度上被消除,因為板塊構造用一種傳送帶似的展開和俯衝過程改變了海底的結構,這一過程可以在這個時間尺度上覆蓋任何之前存在隕石坑的證據。

即使在地面上,地質活動(例如風或水的侵蝕)也會破壞隕石坑存在的證據。這也是為什麼大多數隕石坑在大陸更穩定的內部區域被發現(並且更有可能在地質活動較少的行星上保留下來,如金星)。當然,即使不像海平面以下4 000米的地方一樣難以到達,流星體也可能在陸地上比較不易進入的地區著陸。最後,人類的活動可以通過改變地球的表面掩蓋隕石坑遺跡。因此,從某些方面來說,隕石坑的名單有現在這麼多已經很讓人驚訝了。

一些個例大多因為是相對近期的事件(在地質時間尺度上來看),而相對有名。在過去100萬年裡,產生了兩個直徑10公里寬的隕石坑,一個在哈薩克斯坦、一個在加納。另外兩個知名隕石坑在南非和加拿大——弗裡德堡(Vredefort)和薩德伯裡(Sudbury)。這些隕石坑甚至比由造成了白堊紀-第三紀滅絕的撞擊事件產生的希克蘇魯伯隕石坑更大,但是它成形的時間在更加遙遠的過去,大約20億年前。加拿大薩德伯裡礦被創建起來是為了挖掘鎳和銅,因為當產生隕石坑的巨大物體撞擊並熔融殼層的時候,它們出現並沉積在了那裡。在薩德伯裡的撞擊體並沒有直接帶來大部分金屬,而是由於撞擊熔化了一片如海洋般巨大的地殼,而被熔化的地殼花了很長時間才能結晶。這留下了足夠的時間使已經存在於地殼的少量鎳和銅沉降到衝擊熔體池的底部。然後這些金屬再進一步由熱衝擊熔片產生的熱液活動濃縮,生成了經濟上可行的可開採的礦石。

薩德伯裡礦在粒子物理學界相當有名,因為那裡有一個地下實驗室。這裡雖然仍然是一個活躍的礦藏,同時也是一個活躍的物理實驗場所。薩德伯裡實驗室的位置在地下2 000米的深處,以保護裡面的探測器不受宇宙射線的影響,這使得薩德伯裡實驗室成為研究太陽發出的中微子的理想地點。例如,它在1999—2006年間進行了相關研究。對於搜索暗物質,這裡也是一個很好的地方,這也是目前其內部安置的幾項實驗的目的。

不過,大多數撞擊故事並不那麼美好。很快我將會提到發生在墨西哥的希克蘇魯伯撞擊事件,這一撞擊造成了巨大的破壞力。正是這個流星體在6 600萬年前引發了白堊紀-第三紀滅絕事件。不過在講述這個令人難以置信的故事之前,讓我們首先回顧一下過去5億年間導致大規模生物滅絕事件的「大故事」。這些故事將告訴我們:地球上的生命既脆弱又穩定。