图片: Dhruva Punde / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (已裁剪)
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马哈拉施特拉邦布尔达纳县的洛纳尔陨石坑,是一个约150米深、凿进德干熔岩流的碗形坑,坑底有一个盐湖。2011年发表在《Geology》杂志上的一项氩测年,把撞击定在570,000年前,2014年一项用宇宙成因核素的研究则定在37,500年前。该地于2020年7月22日成为国际重要的拉姆萨尔湿地。
洛纳尔陨石坑(Lonar Crater)位于马哈拉施特拉邦布尔达纳县,是一个宽1.88公里、深约150米的碗形坑,由一次撞击在德干熔岩流中砸出,坑底现在是一个盐湖。撞击究竟发生在什么时候,至今没有定论。2011年的一项氩测年把撞击定在570,000年前,2014年一项基于宇宙成因核素的研究则定在37,500年前。
《Earth-Science Reviews》杂志2023年的一篇综述称它是玄武岩地形中保存最完好的陆地超高速撞击坑。茹尔当(Jourdan)等人指出,内太阳系的大多数撞击,砸中的是覆盖着玄武岩这类原始火成岩的天体,而地球上的大多数陨石坑位于其他类型的岩石中,这使洛纳尔成为研究月球和火星陨石坑更接近的模型。
凿进6600万年前熔岩的碗
茹尔当等人2011年在《Geology》上撰文,给出的直径是1.88公里,并说陨石坑位于德干玄武岩暗色岩(Deccan basaltic traps)上,即约6600万年前的熔岩流。他们称它是地球上极少数直接形成在玄武岩熔岩流上的陨石坑之一。NASA的地球观测站给出的平均直径是近1,830米,深约150米,坑缘高出周围地面约20米。NASA把这些玄武岩断代为约6500万年前。
德干熔岩流与埃洛拉的石匠雕凿的是同一类岩石。埃洛拉的凯拉萨神庙是从一面玄武岩山坡向下开凿出来的,阿旃陀与埃洛拉,凿岩而成的石窟里讲的石窟,也在同一片德干熔岩地带。
一个火山嫌疑怎样变成确认的撞击坑
NASA说,英国军官C. J. E. 亚历山大1823年认出了这个陨石坑。因为它位于火山玄武岩地带,一些地质学家把它当成了火山口。
撞击说的依据是受过冲击的岩石。K. 弗雷德里克松(Fredriksson)和合作者在1973年《Science》上的一篇论文里报告说,钻孔穿过坑底,遇到粗粒角砾岩(岩石破碎后重新胶结),上面有震裂锥,也就是冲击波留下的锥形裂纹,还有含熔长石(maskelynite)的微角砾岩。坑缘的探槽里出土了受强烈冲击的碎块,其中的斜长石矿物已经熔化并起泡,还有熔岩的弹块和球粒。NASA把熔长石描述为只有极高速撞击才能形成的天然玻璃,称它或许是最有说服力的证据。1973年的作者们还补充说,洛纳尔是当时已知唯一一个在玄武岩中的陆地撞击坑,它的微角砾岩和玻璃球粒与阿波罗采集的样品有相近的对应物。
坑缘和抛出物保留了什么
普林斯顿的亚当·马卢夫(Adam Maloof)领导的团队,2010年在《美国地质学会通报》上发表了分辨率为一米的陨石坑高程模型和地质图。他们发现坑壁上部有翻转的玄武岩流,以及自身折叠过去的坑缘褶皱,在大约10%到15%的坑缘上,褶皱的枢纽仍然保存着。抛出物,也就是从坑里抛出的碎屑,连续的覆盖层上几乎看不到溪流侵蚀。作者们把它的堆积方式比作贴地的碎屑流,并指出它加厚的外缘类似火星上的流态化抛出物。
2023年的综述补充了后来研究的细节。抛出物中的球粒带有指向球粒陨石质撞击体(即一颗石质小行星)的化学特征。在一块撞击角砾岩中,有少数约30亿到31亿年的锆石颗粒,加上带有撞击损伤的石英颗粒,表明这次爆炸向下打到了熔岩之下古老的半岛片麻岩,综述把它的穿透深度定为522至570米。它还引用了一项研究,把陨石坑坑缘的累计侵蚀量定为30米。
一次撞击的六个年代
各来源对测年尝试的梳理如下,除非另指明论文,均依雷(Ray)和米斯拉(Misra)2014年给出的概述。
- 热释光(一种估算矿物上次受热时间的方法),测的是坑缘三块撞击熔融弹块:平均52,000年,误差6,000年(森古普塔等人,1997年)。
- 三个撞击玻璃样品的裂变径迹:15,300年,误差13,300年,雷和米斯拉把这一离散归因于所数径迹太少(施托尔策和克贝尔,2004年)。
- 埋在抛出物之下的土壤的放射性碳:最小年龄11,650年(马卢夫等人,2010年)。湖泊沉积物的放射性碳给出15,000至30,000年,但沉积物带有现代碳,所以这些年代被视为最小值。
- 四个熔岩样品的氩测年:570,000年,误差47,000年(茹尔当等人,2011年)。
- 宇宙成因铍-10和铝-26(宇宙射线击中地表岩石时产生),测的是坑缘和抛出物上的石英卵石:一颗卵石给出约37,500年,被视为最小值。
- 陨石坑以西撞击前土壤的放射性碳:最大40,700年,误差700年(中村(Nakamura)等人,2014年)。
茹尔当的团队对四个熔岩样品做了12次阶段加热实验,并把结果合并成一条整体反等时线,这是一种把被困的氩与岩石冷却后由衰变产生的氩分开的方法。他们的摘要指出,早先的非同位素研究给出的年龄年轻得多,大约12,000至62,000年,而他们认为那些岩石受到了次生过程的影响。他们还报告氩-40与氩-36的比值为296.5,误差1.7,与空气无法区分,他们据此认为这些熔岩中没有来自撞击前的继承氩。
中村的小组把暴露年龄与撞击前的土壤年代结合起来,估算为37,500年,误差5,000年。他们的摘要说,这与570,000年的氩年龄相冲突,并提出撞击玻璃继承的氩可能使它出现偏差。作者们还报告说,暴露年龄的分布模式与亚利桑那的巴林杰陨石坑(Barringer Crater)不同,这表明洛纳尔的坑缘仍在活跃地受到侵蚀。
已发表的概述对目前的状况意见不一。雷和米斯拉写道,年龄尚无确切的结论。2023年的综述说,依据宇宙成因测年,年龄确定为37,500年,误差5,000年。NASA的页面给出35,000至50,000年,旅游部的Incredible India页面给出约52,000年。
一个苏打湖和一项拉姆萨尔列名
拉姆萨尔湿地信息服务把洛纳尔湖列为第2441号地点,于2020年7月22日指定,面积427公顷。它的描述称这块湿地是一个内流盆地,也就是没有出口的封闭盆地,近乎圆形,由陨石撞击玄武岩形成。该地点包括湖泊、构成坑壁的陡坡和森林区。由于水只能靠蒸发流失,湖水盐度和碱度很高,资料表列出厌氧菌、蓝藻和浮游植物是其中能存活的生物。
同一份记录统计有160种鸟类,包括易危的白颈鹳和红头潜鸭,46种爬行动物和12种哺乳动物,其中有灰狼。它把生活污水、城市废水和不可持续的旅游列为威胁。印度湿地门户的概况表指明马哈拉施特拉邦林业部为管理机构,并记录了作为国家地质遗产地和洛纳尔野生动物保护区的保护地位。《Free Press Journal》2020年11月13日报道了这一列名。
关于另一处有着悠久拉姆萨尔记录的印度湿地,见奇利卡湖,关于2020年以来名录的增长,见印度2026年10月新增的拉姆萨尔湿地。
2020年的粉红色湖水
2020年,湖水变成了粉红色。2020年7月22日,印度新闻托拉斯(PTI)在《论坛报》上报道,浦那阿加卡尔研究所的一项调查把原因追溯到大量的嗜盐古菌,这是一种会产生粉红色色素的喜盐微生物。邦林业部曾向孟买高等法院说明,它把样本送到了那格浦尔的国家环境工程研究所和阿加卡尔研究所。该研究所所长普拉尚特·达凯夫尔卡尔说,团队最初怀疑是带红色色素的杜氏藻(Dunaliella)。
他说,较高的盐度和pH值有利于这些微生物,一份静置的样本随着生物质下沉而变清,随着季风稀释湖水、绿藻回来,颜色正在褪去。他还指出,来湖边的火烈鸟会从这类食物中摄取类胡萝卜素色素。
浦那国家细胞科学中心的迪拉杰·保罗及其同事2016年在《Frontiers in Microbiology》上对该湖微生物做了一项调查,发现变形菌门占群落的30%,放线菌门占24%,厚壁菌门占11%。作者称洛纳尔是一个高盐度、高碱度的苏打湖,也是世界上唯一一个位于玄武岩中的陨石撞击坑。
遗产地位与参观
矿业部2016年3月9日在联邦院的一份答复,经新闻信息局公布,说印度地质调查局宣布地质遗产地和国家地质纪念地,以便保护和维护。其附件列有32处地点,其中马哈拉施特拉邦名下有布尔达纳县的洛纳尔湖。答复说,地质调查局或各邦政府采取措施保护它们。
Incredible India页面,在2026年10月28日核对时,给出该地的开放时间是早上6点至下午6点。它说坑缘周围的神庙可追溯到公元六世纪,附近的代提亚·苏丹神庙(Daitya Sudan Temple)属于赫马德潘蒂风格。它还补充说,当地人视这个湖为圣湖,并把它与毗湿奴神联系在一起。
资料来源与延伸阅读
- Jourdan, Moynier, Koeberl and Eroglu (2011), 40Ar/39Ar age of the Lonar crater and consequence for the geochronology of planetary impacts, Geology 39(7), 671-674
- Nakamura et al. (2014), Formation and geomorphologic history of the Lonar impact crater deduced from in situ cosmogenic 10Be and 26Al, Geochemistry, Geophysics, Geosystems 15, 3190-3197
- Maloof et al. (2010), Geology of Lonar Crater, India, Geological Society of America Bulletin 122, 109-126
- Fredriksson, Dube, Milton and Balasundaram (1973), Lonar Lake, India: An impact crater in basalt, Science 180, 862-864 (USGS Publications Warehouse record)
- Chandran et al. (2023), A compendium of the best-preserved terrestrial hypervelocity impact crater in a basaltic terrain: The Lonar, India, Earth-Science Reviews 243
- Ray and Misra (2014), Contrasting aerodynamic morphology and geochemistry of impact spherules from Lonar Crater, India, Earth, Moon, and Planets
- NASA Earth Observatory: Lonar Crater, India (Image of the Day, 13 April 2008)
- Ramsar Sites Information Service: Lonar Lake, site 2441
- Indian Wetlands Portal: Lonar Lake factsheet (Ramsar site, Maharashtra Forest Department)
- Press Information Bureau, Ministry of Mines (9 March 2016): Geo-Heritage Sites, with state-wise annexure
- Paul et al. (2016), Exploration of microbial diversity and community structure of Lonar Lake, Frontiers in Microbiology 6:1553
- The Tribune (PTI, 22 July 2020): Lonar lake turned pink due to Haloarchaea microbes, probe
- Free Press Journal (13 November 2020): Lonar lake in Maharashtra declared as Ramsar site
- Incredible India (Ministry of Tourism): Lonar Crater Lake
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