地球の最も早い歴史はまだ地質学者にとって謎を抱えており、古代のクレーターはいくつかの答えを提供することができます。科学者はそれらを見つけるために時間に敵対しています。
地球で最も古いクレーターは、科学者に初期の地球の構造と太陽系の体の組成に関する重要な情報を提供する可能性があり、他の惑星のクレーター記録の解釈に関する洞察を提供します。しかし、これらの古代のクレーターは地質学者にとってはとらえどころのないままであり、最近の研究で示唆されているように、決して見られないかもしれません。この研究は、2023年8月1日に公開されました。ジャーナルオブ地球物理学的研究惑星、惑星、月、および太陽系内のオブジェクトの形成と進化に関する研究のためのAGUの権威あるジャーナル。
とらえどころのない証拠
地質学者は、35億年以上前のEjecta（衝撃から遠く離れた材料）、溶けた岩、高圧鉱物などの影響の証拠を発見しました。しかし、昔の実際のクレーターはとらえどころのないままでした。科学者がこれらの大規模なクレーターと呼ぶ惑星の最も古い既知の衝撃構造は、わずか20億年前のものです。 25億年のメガクレーターが欠けています。
時間と侵食
時間の安定したダニと侵食の容赦ないプロセスは、南アフリカの西ケープ大学の惑星科学者であるマシュー・S・フーバーによると、新しい研究を研究し、新しい研究を主導しているマシュー・S・フーバーによると、ギャップの原因となっています。
「私たちが持っている古い構造がまったく保存されているのは、ほとんどまぐれです」とフーバーは言いました。 「古いクレーターがあれば答えることができる質問がたくさんあります。しかし、それは地質学の通常の物語です。私たちは利用可能なものから物語を作らなければなりません。」
隠されたクレーターの発見
地質学者は、地震イメージングや重力マッピングなどの地球物理学的ツールを使用して、隠された埋もれたクレーターを見つけることがあります。潜在的な衝撃構造を特定したら、衝突プロセスの物理的な残骸を検索して、排出物や衝撃鉱物などの存在を確認できます。
クレーターに対する侵食の影響
Huberと彼のチームにとっての大きな問題は、最後の長引く地球物理学的痕跡が消える前に、侵食によってどれだけのクレーターが一掃されるかということでした。地球物理学者は、10キロメートル（6.2マイル）の垂直侵食が最大の衝撃構造さえも消去することを示唆していますが、そのしきい値はフィールドでテストされていなかったことです。
Vredefortクレーター研究
調べるために、研究者は、地球で最も古くから既知の衝撃構造の1つである南アフリカのVredefortクレーターを掘りました。構造は約300キロメートル（186マイル）であり、約20億年前に地球に約20キロメートル（12.4マイル）に衝突したときに形成されました。
地質学的変化と侵食
衝撃者は、衝撃が発生した場所で地殻とマントルが立ち上がるようなエネルギーで衝突し、長期のドームを残しました。中央から遠く離れて、岩の尾根が突き出て、鉱物が変換され、岩が溶けました。そして、時間が経過し、20億年で表面から約10キロメートル（6.2マイル）を侵食しました。
衝撃の現在の残骸
今日、表面に残っているのは、ヨハネスブルグの南西にある低い丘の半円であり、構造の中心をマークし、衝撃のいくつかの小さな明るい兆候です。マントルの隆起によって引き起こされるブルズアイは、重力マップに現れますが、中心を超えて、衝撃の地球物理学的証拠が欠けています。
「そのパターンは、まだ検出可能な最後の地球物理学的な署名の1つであり、最大のスケールの衝撃構造でのみ発生します」とHuber氏は言います。構造の最も深い層のみが残っているため、他の地球物理学的痕跡が消えました。
しかし、それは大丈夫です。なぜなら、フーバーは、鉱物学的および地球物理学的な観点から古代の影響を記録するために、これらの深い層がどれほど信頼できるかを知りたかったからです。
研究方法論
「侵食により、これらの構造が上から消えてしまいます」とフーバーは言いました。 「それで、私たちは下から行きました。」
研究者は、22キロメートル（13.7マイル）のトランセクトで岩のコアをサンプリングし、その物理的特性を分析し、影響を受けた岩と非影響を受けた岩の間の密度、気孔率、鉱物学の違いを探しました。また、インパクトイベントと、岩石や鉱物物理学への影響がどのようなものであるかをモデル化し、サンプルで見たものと比較しました。
結果と調査結果
彼らが見つけたのは、地球の最も古いクレーターの捜索には励みになりませんでした。いくつかの衝撃溶融物や鉱物が残っていましたが、Vredefort構造の外側の尾根の岩は、地球物理学的レンズを通して見ると、周囲の衝突のない岩と本質的に区別できませんでした。
「それは私たちが期待していた結果ではありませんでした」とフーバーは言いました。 「ある違いは、ある違いが非常に落ち着いていました。データを本当に理解するのに時間がかかりました。侵食の10キロメートルと衝撃のすべての地球物理的証拠は、最大のクレーターでさえも消えてしまいます」と地球物理学者が以前に推定したものを確認しました。
将来の見通しと結論
研究者たちはちょうど間に合うようにヴレッデフォールを捕まえました。さらに多くの侵食が発生した場合、衝撃構造はなくなります。 Huber氏によると、20億年以上前から埋もれた衝撃構造を見つける確率は低いという。
「今日までArchean Impact Craterを保存するためには、本当に珍しい保存条件を経験した必要があります」とHuber氏は言います。 「しかし、その後、地球は異常な状況でいっぱいです。だから、どこかに予想外の何かがあるかもしれないので、私たちは見続けています。」
参照：「Archeanの衝撃構造を発見できますか？地球の最大の、最も深く侵食された衝撃構造からのケーススタディ」Huber、E。Kovaleva、Asp Rae、N。Tisato、SPS Gulick、2023年8月1日、ジャーナルオブ地球物理学研究惑星s。
doi：10.1029/2022je007721
著者：
- マシュー・S・フーバー（対応する著者）、地球科学科、西ケープ大学、ベルビル、南アフリカ
- コバレバ、南アフリカ、ベルビル、西ケープ大学地球科学科。ヘルムホルツセンターポツダム、GFZ、ポツダム、ドイツ
- SP Rae、ケンブリッジ大学、ケンブリッジ、イギリス、SP Rae
- ティサト、地質科学部、ジャクソン地球科学学校、テキサス大学オースティン、オースティン、テキサス州、米国。テキサス大学オースティンのテキサス州テキサス州オースティンの惑星システム居住地センター居住
- PS Gulick、地質科学部、ジャクソン地球科学学校、テキサス大学オースティン、テキサス州オースティン、米国。米国テキサス州オースティンのテキサス大学、惑星システムの居住地センター。米国テキサス州オースティンのテキサス大学地球科学の地球物理学研究所
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