德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员修正了俄克拉荷马州地质历史的一个关键部分，这可能影响科学家如何解读地球生命史上的重大事件。

在俄克拉荷马州埃姆斯镇地下，埋藏着一个绵延数英里的陨石撞击构造。如今沉积层覆盖了陨石坑，但它在科学和经济上仍然意义重大。埃姆斯撞击构造也是一个主要的油气产区。

多年来，埃姆斯陨石坑一直被认为属于北美一系列大型陨石撞击群，可追溯到大约4.675亿年前。那个时期被称为奥陶纪陨石事件。由于如此多的撞击构造似乎都来自同一时期，一些研究人员提出，地球在奥陶纪中期可能曾被一个类似土星环的小行星碎片环所环绕。

德克萨斯大学研究人员的新工作现在表明，埃姆斯撞击并不属于那个事件。通过对受撞击影响的花岗岩中的锆石晶体进行定年，研究团队确定这颗陨石是在大约3.7亿年前的晚泥盆世撞击的。这使得该陨石坑比之前认为的年轻了近1亿年。

“无论我们使用什么技术，结果都回到这个更年轻的信号，”主要作者、德克萨斯大学地球与行星科学系副教授伊丽莎白·卡特洛斯说。该研究于7月发表在《陨石学与行星科学》上。

在这项研究之前，埃姆斯撞击只能通过生物学证据来定年。研究人员曾在岩石中发现一种名为牙形石的古代鳗鱼状动物的牙齿。这些化石来自生活在更古老的奥陶纪的生物。但卡特洛斯说，当小行星撞击时，这些牙齿可能已经存在了数百万年。撞击很可能搅动了更古老的材料，并将化石混合到岩石中，同时仍将它们保存下来。

锆石定年提供了一个非常不同的时间线。它表明埃姆斯陨石坑不可能形成于奥陶纪陨石事件期间。相反，它的新年龄使其接近弗拉阶-法门阶灭绝事件，该事件发生在大约3.72亿年前，消灭了地球上很大一部分海洋生物。

杰克逊地球科学学院院长、该研究的合著者丹尼·斯托克利表示，锆石铀-铅定年是确定地球深处过去事件发生时间的最准确方法之一。锆石晶体还可以保存撞击产生的强烈压力所形成的微观结构。

“这些微小的晶体让我们能够回到过去，了解地球古代景观的重大变化，”斯托克利说。“如果能为北美大陆上更多的陨石撞击点做这样的研究，我们就能为这些重大事件获得更准确的时间线，那就太好了。”

为了确认锆石确实受到了陨石撞击的影响，研究团队与NASA合作，使用阴极发光和电子背散射衍射对晶体进行成像。当锆石经历撞击的极端条件时，它会以独特的方式重结晶。这些变化可以通过这些成像技术检测到，使研究人员能够验证晶体记录了碰撞本身。

根据卡特洛斯的说法，为大规模灭绝和其他重大事件建立更精确的日期对于理解地球如何随时间变化至关重要。一个关键问题是，灭绝事件主要是由来自太空的力量（如陨石撞击）触发的，还是由地球内部的过程（包括大规模火山活动）触发的。

“通过这项研究，我们基本上是把奥陶纪陨石事件中的一个主要棋子拿掉，扔进弗拉阶-法门阶事件中，并说，‘这个撞击属于这里，’”她说。

该项目由杰克逊地球科学学院前研究生发起。