巴林杰陨石坑

巴林杰陨石坑

巴林杰陨石坑，位于美国亚利桑那州北部沙漠的弗拉格斯塔夫以东约 37 英里（60 公里）和温斯洛以西 18 英里（29 公里）处。该陨石坑曾有多个名称，陨石碎片被正式称为恶魔峡谷陨石（Canyon Diablo Meteorite），与邻近的恶魔峡谷（Canyon Diablo）相呼应。

陨石坑位于海拔 5,640 英尺（1,719 米）处。直径约为 3,900 英尺（1,200 米），深约 560 英尺（170 米），四周的边缘高出周围平原 148 英尺（45 米）。陨石坑中心有 690-790 英尺（210-240 米）长的碎石带，位于陨石坑基岩之上。 陨石坑的特征之一是其方形轮廓，据信这是由撞击地点地层中现有的区域性节理（裂缝）造成的。

尽管历史上曾试图将陨石坑作为公共地标，但陨石坑至今仍由巴林杰家族通过其巴林杰陨石坑公司（Barringer Crater Company）私人拥有，该公司宣称它是 "地球上保存最完好的陨石坑"。1967 年 11 月，它被指定为国家自然地标。

形成
该陨石坑形成于距今约 5 万年前的更新世时期，当时科罗拉多高原的气候远比今日冷而潮湿，散布着数个小规模森林的广大草原，并有猛犸象和巨型地獭栖息。

根据推测，形成巴林杰陨石坑的陨石是一颗直径50米左右的镍铁质陨石。关于撞击的速度一直存在争议。撞击时的速度各家推论不一，最早的模拟认为撞击速度达到每秒20公里，但近年的研究认为撞击速度应是较慢的每秒12.8公里。一般相信大约一半的陨石体在撞击前就已在大气层中气化，在陨石坑中留下的残骸很少。

自陨石坑形成以来，由于自然侵蚀，陨石坑边缘峰顶的高度被认为降低了 50-65 英尺（15-20 米）。同样，人们认为陨石坑的盆地在撞击后也因湖泊沉积物和冲积物的沉积而增加了大约 100 英尺（30 米）。陨石坑的年龄相对较小，再加上亚利桑那州干燥的气候，使其自形成以来一直保持相对不变。由于没有受到侵蚀，陨石坑的形状得以保留下来，这大大加快了它被认定为自然天体撞击陨石坑的突破性进程。

发现与调查
陨石坑在 19 世纪被美国定居者发现后引起了科学家的注意。该陨石坑早期有几个名字，包括 "库恩山"、"库恩山丘"、"陨石坑山"、"流星山 "和 "流星坑"。 丹尼尔-M-巴林杰是最早提出该陨石坑是由陨石撞击形成的人之一，巴林杰家族在 20 世纪初对该陨石坑提出了采矿权要求，并购买了该陨石坑及其周围环境。因此陨石坑也被称为 "巴林杰陨石坑"。该地区的陨石被称为恶魔峡谷陨石（Canyon Diablo meteorites），这是以亚利桑那州的恶魔峡谷（Canyon Diablo）命名的，在 19 世纪末，恶魔峡谷是距离陨石坑最近的社区。峡谷还穿过散落带，在那里发现了陨石坑形成事件的陨石。陨石坑最初被认为是火山蒸汽爆炸造成的，因为旧金山火山区距离西部只有大约 40 英里（64 千米）。

Albert E. Foote阿尔伯特-E-福特
1891 年，矿物学家 Albert E. Foote 发表了第一篇关于北亚利桑那州陨石的科学论文。Foote 一眼就认出了这块石头是陨石，于是带领一支探险队去寻找和获取更多的陨石样本。考察队收集到的样本小到碎片，大到超过 600 磅（270 千克）。Foote 在陨石中鉴定出了几种矿物，包括微小的钻石。他向科学促进协会提交的论文首次向科学界描述了流星坑的地质情况。

Grove Karl Gilbert格罗夫-卡尔-吉尔伯特
1891 年 11 月，美国地质调查局首席地质学家格罗夫-卡尔-吉尔伯特（Grove Karl Gilbert）对陨石坑进行了调查，并得出结论认为这是火山蒸汽爆炸的结果。 吉尔伯特假设，如果这是一个撞击坑，那么陨石坑的体积以及陨石物质应该仍然存在于陨石坑的边缘。吉尔伯特还假定陨石的很大一部分应该被埋在陨石坑中，这应该会产生很大的磁异常。吉尔伯特的计算结果表明，陨石坑的体积和边缘上的碎片大致相当，这意味着假定的撞击器的质量不见了。此外，也没有发现磁场异常；他认为在陨石坑边缘发现的陨石碎片是巧合。吉尔伯特在一系列演讲中公布了他的结论。 1892年，吉尔伯特成为第一批提出月球环形山是由撞击而非火山活动造成的科学家之一。

Daniel M. Barringer丹尼尔-M-巴林杰
1903 年，采矿工程师兼商人丹尼尔-M-巴林杰（Daniel M. Barringer）提出，该陨石坑是由一块大型铁陨石撞击而成。巴林杰的公司--标准铁矿公司（Standard Iron Company）在这片土地上申请了采矿权，并于 1903 年获得了由西奥多-罗斯福签署的土地专利权，该专利权涉及陨石坑中心周围 640 英亩（1 平方英里，260 公顷）的土地。

作为亚利桑那州科奇斯县皮尔斯（Pearce）联邦矿成功的投资者，巴林杰积累了一小笔财富。他制定了雄心勃勃的计划，以开采他认为埋藏在陨石坑底部的金属。 在陨石坑发现的这种铁矿石当时的价值为 125 美元/吨，因此巴林杰正在寻找一个他认为价值超过 10 亿 1903 美元的矿区。到 1928 年，巴林杰已将他的大部分财富投入到陨石坑中--50 万美元，按 2017 年美元计算约为 700 万美元。
巴林杰的论点遭到了怀疑。当时，人们认为月球上可见的陨石坑都是火山坑，没有已知的撞击坑。他坚持己见，并试图通过找到陨石残骸来支持自己的理论。发现陨石时，周围的平原上覆盖着约 30 吨的大型氧化铁陨石碎片。这让巴林杰相信，在陨石坑底部仍然可以找到撞击物的主体。当时人们对撞击物理学了解甚少，巴林杰也不知道大部分陨石在撞击时已经气化。他花了 27 年的时间试图找到大量的陨铁矿床，并钻探到了 1,375 英尺（419 米）的深度，但始终没有发现重要的矿床。

巴林杰在政治方面很有人缘。1906 年，在他的要求下，罗斯福总统批准在火山口以北 6 英里处的阿奇森、托皮卡和圣达菲铁路的一个站点阳光（Sunshine）设立了一个邮局，并非常规地将其命名为 "流星"。
(由于废弃，流星邮局于 1912 年 4 月 15 日关闭。)
1929 年，天文学家 F.R. Moulton 受雇于巴林杰陨石坑公司，调查撞击事件的物理原理。穆尔顿得出结论认为，撞击器的重量可能只有 30 万吨，这样一个物体的撞击产生的热量足以让撞击器瞬间蒸发。

此时，"科学界的绝大多数观点都倾向于撞击假说的准确性......"。显然，在 1905 年，一个过于激进和崭新的观点无论多么合乎逻辑都不可能被接受，但在这 20 年间，它已逐渐变得受人尊重。

Harvey H. Nininger哈维-H-尼宁格
哈维-哈洛-尼宁格是美国陨石学家和教育家，他在 20 世纪 30 年代重新激起了人们对陨石科学研究的兴趣，并收集了当时最大的个人陨石收藏。在科罗拉多州丹佛市工作期间，尼宁格出版了第一版名为《彗星撞击地球》的小册子，描述了小行星撞击地球时如何形成流星坑。 1942 年，尼宁格把家和公司从丹佛搬到了流星坑观测站，该观测站位于 66 号公路流星坑岔路口附近。 他把这座建筑命名为 "美国陨石博物馆"，并在此出版了大量与陨石和流星坑相关的书籍。他还在陨石坑进行了广泛的研究，发现了撞击岩、与小行星撞击和汽化有关的铁镍球体，以及许多其他特征，例如陨铁的半熔块与熔化的岩石混合在一起。尼宁格的发现被汇编成一部开创性的著作《亚利桑那州的陨石坑》（1956 年）出版。 尼宁格在 20 世纪 30 年代和 40 年代进行了大量的取样和实地考察工作，为科学界接受陨石坑由小行星撞击形成这一观点做出了重大贡献。他的许多发现后来在其他相对较新的撞击坑也被观测到，包括亨伯里和蒙图拉基
尼宁格认为陨石坑应成为国家纪念碑，1948 年，他成功地请求美国天文学会通过一项动议，支持将陨石坑收归国有。此时，陨石坑的采矿活动已经停止，巴林格夫妇正在将陨石坑改造成一个私人拥有的路边旅游景点。尼宁格希望能在陨石坑边缘建造一座公共博物馆，并希望该项目能促成联邦陨石研究机构的成立。 巴林杰家族对尼宁格试图将陨石坑国有化的做法感到不快，于是立即终止了他在陨石坑的勘探权和进一步进行实地考察的能力。 几年后，即 1953 年，标准铁公司更名为 "巴林杰陨石坑公司"，并在陨石坑边缘建造了一座私人博物馆。

Eugene M. Shoemaker尤金-M-舒梅克
尤金-默尔-舒梅克继续在陨石坑进行调查。一个重要发现是在陨石坑发现了矿物柯石英和斯石英，只有在含石英的岩石受到瞬时超压严重冲击的情况下才能发现这种稀有的二氧化硅。冲击石英不可能由火山作用产生；唯一已知的产生机制是通过闪电或撞击事件自然形成的，或者是通过核爆炸人为形成的。他证实了 F.R. Moulton 和 H.H. Nininger 已经提出的观点：撞击使撞击物的绝大部分气化。散落在现场的峡谷暗黑破坏神陨石碎片在撞击前和撞击过程中脱离了主体。舒梅克在 1974 年出版的《亚利桑那州流星坑地质指南》一书中发表了他的结论。

地质
撞击造成了地层倒置，因此紧靠陨石坑边缘的地层堆积顺序与通常的堆积顺序相反；撞击将地层推翻并倒置到距陨石坑边缘 1-2 公里的范围内：

科科尼诺砂岩（形成于 2.65 亿年前的砂岩），最靠近边缘顶部
托罗韦普地层（石灰岩，形成于 2.55 亿年前）
凯巴布地层（白云石，形成于 2.5 亿年前）
莫恩科比地层（泥岩，形成于 2.45 亿年前），最靠近边缘的外侧
环形山周围的土壤为棕色、微碱性至中度碱性、砾质或石质壤土，属于威诺纳系列；在陨石坑边缘和陨石坑内，威诺纳土壤与岩石露头形成了复杂的关联。

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