标题：月球陨石坑
月球陨石坑
陨石坑（较大的陨石坑又称环形山）是行星、卫星、小行星或其它天体表面通过陨石撞击而形成的环形的凹坑。陨石坑的中心往往会有一座小山，在地球上陨石坑内常常会充水，形成撞击湖，湖心有一座小岛。 
在具有风化过程的天体上或者具有地壳运动的天体上，老的陨石坑会逐渐被磨灭。比如在地球上通过风化、风吹来的尘沙的堆积、岩浆撞击坑会被掩盖或者磨灭。在其它天体上有可能有其它效应来磨灭陨石坑。比如木卫四的表面是冰，随着时间的流逝冰会慢慢流动，使得这颗卫星表面的陨石坑消失。 
在地球、月球的陨石坑有很多，地球上约有150个大的依然可以辨认出来的陨石坑，通过对这些陨石坑的研究地质学家还发现了许多已经无法辨认出来的陨石坑。几乎所有具有固体表面的行星和卫星均带有陨石坑。在有些天体上陨石坑的密度可以被用来确定相应的表面地区的形成年代。
月球陨石坑图片
  
陨石坑的标志
陨石坑的主要标志有： 
陨石坑一般为圆形构造目前对地表数十个陨石坑探测的结果表明，它们多为圆形构造，较古老的坑由于受构造运动的影响也有呈椭圆形或腰子形的。
环形山坑缘大多数陨石坑都保存有较好的坑唇，即环形山坑缘。它是由抛射物沿坑的边缘堆积而形成的。有一些陨石坑由于形成年代老，坑唇多被侵蚀掉，有时冲击坑本身也被剥蚀，因而不易被识别，但残留的强形变和震裂岩石为一圆形区域这一特点仍可被辨认。 
坑底结构较复杂坑底的岩石在受到巨大陨石轰击后，由于应力释放而产生一定程度的回弹，故在一些大的陨石坑底部常出现中央隆起的状况；由于坑底岩石遭到破坏，使人工地震波的反射极不规则；重力法的测定结果表明，陨石坑为重力负异常，而火山喷发为正异常。此外，一个巨大陨石的轰击，有可能触发或控制深部岩浆的侵入，如加拿大著名的镍矿床所在地──萨德伯里构造已被证实为一个复合构造，其深部升上来的含矿岩浆重叠在大的陨石轰击构造之上。陨石轰击，触发深部岩浆上升并溢出地表充填于坑内的现象，在月球表面较常见，在地球表面亦有所见。
留存于冲击产物中常有陨石碎片或铁－镍珠球等残留物存在于冲击产物中。迄今为止，还从未在任何一个地表陨石坑中挖掘出陨石冲击体本身，然而在质量较小的陨石所轰击形成的坑内大都能找到它的残留物。如目前地表已找到陨石碎片的10多个冲击坑的直径都较小，一般只有几十到上百米，最大的亚利桑那陨石坑直径为1200米。质量大的陨石，由于它高速撞击地表后容易爆散和蒸发，极难在坑中找到其残片。如在直径为24公里的里斯坑（爆炸能量大于 10(焦耳）中至今仍未找到陨石的残留物。但不久前在坑底岩石的粒间裂隙内发现了铁-铬-镍（含少量硅和钙）的微细粒子及细脉，认为是由气化了的陨石冲击体经凝聚而形成的，这也是识别陨石坑的重要标志。
震裂锥本角砾岩和震裂锥的存在大量的角砾岩，大都是杂乱无章地与不同的岩性碎屑混合在一起。这些角砾岩含有大量熔融的或部分熔融的玻璃质击变岩。冲击波通过某些岩石类型时，就产生震裂锥，单个锥体的大小，从小于1厘米到15厘米或更大，顶端稍钝,锥体项角一般为90°，表面有很多沟槽，呈马尾构造，锥体的顶端都有指向该冲击构造中心的趋势。在石灰岩、白云岩、石英岩、片麻岩和页岩等许多岩石类型中都观察到有震裂锥。目前在地表冲击位置上，包括萨德伯里构造、里斯和施泰因海姆盆地、弗林克里克等数十个冲击构造中都发现了震裂锥。现已证明，震裂锥本身已能作为陨石轰击的独特标志。
矿物的冲击效应标志矿物的冲击效应标志。造岩矿物均显示冲击效应。与陨石坑有关的矿物冲击效应为：第一，在非常高的应变率下，矿物发育有特征的微观和亚微观结构，如石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石的形变、微裂隙、微页理和扭折条带等构造，其中石英的和等多方向的微页理是冲击成因的独特标志。第二，在固态下的相转变，如石英转变为柯石英和超石英，以及转变为继形硅氧玻璃,石墨转变为金刚石等。第三，矿物的热分解、熔融以及出现流动构造，特别是在同一岩石中结晶体的玻璃体并存，如石英、长石已转变为玻璃相，而深色矿物仍保留晶质相。在强冲击情况下，玻璃体内的难熔矿物亦发生分解，如有的坑内钛铁矿、金刚石、铁板钛矿和斜锆石等已熔成液滴状。
月球陨石坑的形成
随着陨石颗粒大小撞击到月球表面时，会撞击出不同大小的陨石坑宽度，不过有趣的现象是这些坑洞都相当的浅。科学家推算一颗直径16公里的小行星以每小时5万公里的速度撞毁在地球上，将会造成一个直径4到5倍深的大坑，也就是应该有64至80公里深。然而在月球表面最深的一个加格林陨石坑（Gagrin Crater），它的直径有300公里，深度却只有6.4公里。如果科学家的计算无误，造成这个坑的陨石如撞在地球上，将会造成至少1,200公里深的大坑。 
我们知道陨石坑它的大小和它的深度，应该是成正比的，就是说陨石越大砸下去的坑就越深，直径也就越大。但是月球上面的陨石坑就很奇怪，它不管坑的大小是多少，它的深度从来就未超过4英哩深，其中有一个坑宽达180哩，按照理论计算，它的深度应该在700哩左右，在地球上发现的坑都是这样的比例，可是在月球上它的深度只有4英哩，为什么在月球上只能造成这么浅的陨石坑？唯一可能的解释就是月球的外壳非常的坚硬。使得这些陨石再也砸不下去。
月球朝地球面陨石坑较少的原因分析
  陨石坑形成示意图
事实上月球面向地球那面的陨石坑或环形山的确是比较少。没错啊，大家知道，由于自转速度等原因，月球永远是一面向著地球，一面背对著地球。历次宇宙飞船拍回的月表照片显示，月球表面的环形山分配得极不平均。月球背面的环形山，密密麻麻，一个挨著一个，而且月球上大多数山脉也分布在背面。月球向著地球这一面，环形山出奇的少，而且山脉也不多，几大月海占据了相当大的面积，而且月海平坦得像桌面，找不到一个环形山。这种地貌分配是自然形成的吗？ 
环形山就是陨石下击造成的“星伤”。月球的地貌明确告诉我们：来自宇宙深处的陨石，都比较集中地击在月球的背面，而很少光顾月球的正面。这是为什么呢？难道陨石在袭击月球之前还商量过吗？大家知道，月球有公转也有自转，决不可能每次陨石都击在背面。考虑到月球的年龄──50亿年或60亿年，那么，这种地貌分配就更加不可思议了。比如说月海，它是那样的平坦，丝毫没有被撞击过的痕迹，难道说在五六十亿年的时间里，它都能安然躲过撞击？这是根本不可能的。 
专家们认为，月球如果曾经穿行一条陨石带，由于自转的原因，那么来自哪一个方面的陨石都基本相同，决不可能发生陨石集中袭击一面的现象。显然，月球的这种地貌不是自然形成的。
6月球陨石坑生命迹象的发现
虽然人类在很久以前就登上了地球的近邻月球，依靠及时掌握了许多关于月球的事实，但是月球仍有许多谜团有待于揭晓。而就在近期召开的欧洲行星科学大会(EPSC)上，科学家指出，月球的许多陨坑能够很好地保存来自地球的生命样本，或许可能存在未知的生命体。 
月球独特的旋转倾斜角度使太阳光直接照射在其赤道位置，因此，许多在月球极地区域的陨坑都处于永久黑暗之中，得不到太阳光的照射。沙克尔顿陨坑就是其中一个，其最深处非常黑暗，可能仅有陨坑边缘的折射太阳光线能够抵达陨坑内。 
但是其底部的一些小陨坑，是太阳光无法到达的，将像一个寒冷的“冰箱”。 如果侥幸其中保存有一些物质，那么在陨坑底部的这物质将被覆盖和保护，避免太阳风的侵蚀而存留下来。[1]
科学家们认为地球早期存在着简单的细菌生命，这些细菌生命体可生存在岩石之中，那么，那些存在与和陨石中的细菌，将有机会在碰撞时，飞溅出去散落至月球表面。如果果真如此的话，无论它们死亡还是存活，都将证实早期地球的生命存在与月球表面。 
在月球表面发现地球生命将提供证实我们地球上关于远古生命的最新信息，同时，发现地球之外的细菌生命体将是科学领域的一项重大突破。地球上许多细菌生命可以冷冻数千年时间，之后它们能够解冻复活。如果某种细菌能够发现于月球陨坑底部，将这些细菌放置在热水中可能使其苏醒复活过来，将具有划时代的意义。
月球陨石坑内发现太阳系最冷地点
2009年12月18日据英国广播公司报道，美国宇航局利用月球勘测轨道飞行器(LRO)上面的“占卜者(Diviner)”仪，对月球上永远处于阴影处的陨石坑内部进行探测，它在隆冬时节的夜间，在月球北极地区的陨石坑里发现了太阳系里最冷的地方，这里的温度最低可达零下249摄氏度。 
“占卜者”项目的主要研究员、美国加州大学洛杉矶分校的大卫·佩杰教授说：“在太阳系的任何天体中，最极端的热环境便包括月球。在白天中午时分，月球赤道附近的温度大约可以上升到400绝对温标(127摄氏度)，而极地的夜晚异常寒冷。”佩杰在美国地球物理联合会秋季年会上详细介绍了这些最新发现。这是每年地球科学家参加的最大规模的会议。[2]
“占卜者”是今年发射升空的月球勘测轨道飞行器搭载的众多仪器中的一个，自今年7月开始工作以来，一直处于运行状态。今年10月，该飞船发现自己所处的正是观测月球南半球的夏至和北半球的冬至的最佳位置。月球有季节变化，但是并不明显。月轴的倾斜度是1.54度。因此月球上的大部分地区都没有什么差异，但是就像佩杰所说的那样，全年中月球极地的地平面与太阳的夹角更小，大约有3度的变化。 
佩杰说：“这导致极区的阴影长度和温度发生巨大变化。”“占卜者”在南极最黑的陨石坑里观测到最低的夏季温度大约是35绝对温标(零下238摄氏度)；但是“占卜者”观测的结果显示，位于北半球的“赫米特陨石坑(Hermite Crater)”在接近冬至时，它底部西南边缘的温度仅为26绝对温标。 
“佩里(Peary)”和“博施(Bosch)”陨石坑底部南侧的一些区域，温度几乎也达到了这个程度。分析结果指出，要想在另一个天体表面找到如此寒冷的地方，必须前往“柯伊伯带”以外，即海王星的轨道以外才有可能。
佩杰说：“要使温度降至这么低，必须清除所有其他可能的热源。月球极地的陨石坑无法得到阳光直射，最寒冷的地方甚至无法得到间接阳光的照射。也许只有远处的悬崖产生的一些放射能够抵达这些区域，而且它们会很快变冷。因此这些地方会达到如此低的恒定温度。”
这一发现有力地支持了以下观点：也许月球上的一些陨石坑长期以来一直有水冰和一些更易发生变化的物质，这些更易发生变化的物质甚至需要更冷的储藏温度。
世界上最大的陨石坑
法国科学家最近在埃及发现了据称是世界上最大的陨石坑区。这一区域的面积达5000平方公里。
法国国家科研中心在10月份的内部期刊中指出，该中心科学家与埃及开罗大学合作，在埃及西南利比亚沙漠的一个叫吉尔夫克比尔的地区，发现了由上百个陨石坑组成的陨石坑区。这些陨石坑大小不一，直径从20米到1公里不等，而其中最深的陨石坑达到了80米。
由法国和埃及科学家组成的科研小组借助卫星拍摄的照片在埃及发现了世界上最大的陨石坑区。该陨石坑区位于埃及和利比亚边境地区，科学家们在那里发现了100多个陨石坠落所留下的痕迹。
法国考察小组组长菲利普·帕尤说，能够散布到5000平方公里这样一个区域，必须有数个陨石飞向这一地区，并且它们在进入地球大气层时就已经因空气摩擦而变成了多个碎块。初步判断，这些陨石坑出现于5000万年前。
专家们目前正在对陨石坑中的陨石碎片进行分析，以证明大约5000万年前这一地区出现过众多陨石一同下落的“流星雨”现象。
据研究人员提供的资料显示，他们发现的这些痕迹是5000万年前的一场陨星雨所留下的。当时这场陨星雨的覆盖面积达5000平方公里，它所遗留下来的陨石坑直径从20米至1000米不等，钳入地面以下的陨石位于地下80米处。
在此之前，闻名科学界的一个最大的陨石坑区位于阿根廷，其面积达60平方公里。科学家们认为，以前所发现的一系列著名的陨石坑区都是由一颗陨石在进入地球大气时燃烧分裂成多颗小陨石而形成的，但本次在埃及发现的这个大型陨石坑区很可能是多颗陨石“砸”出来的。
地球十大陨石坑
墨西哥希克苏鲁伯（Chicxulub）陨石坑
加拿大曼尼古根陨石坑（Manicouagan Crater）
塔吉克斯坦喀拉库尔湖(Kara—kul)
加拿大清水湖（Clearwater Lakes） 
加拿大米斯塔斯汀湖（Mistastin Lake）
澳大利亚戈斯峭壁（Gosses Bluff） 
乍得湖奥隆加陨石坑（Aorounga Crater）
加拿大深水湾
加纳博苏姆推湖（Bosumtwi）
美国亚利桑那州巴林格陨石坑（Barringer Crater）
陨石和陨石坑的区别
陨石通常被认为是小行星、行星、大的卫星在运行中彼此碰撞、破裂而产生的碎块。它们以星际尘埃的形式弥漫在宇宙空间中，如果被地球的引力捕获，吸向地球，便形成陨星。当它们以极快的速度进入地球浓密的大气圈时，大多数陨星与大气发生摩擦、生热、发光而汽化，但仍有一部分残留下来落到地表，这就是在我们在地表发现的陨石。依据陨石本身所含的化学成分的不同，大致分为三种类型:铁陨石，也叫陨铁，它的主要成分是铁和镍;石铁陨石，也叫陨铁石，这类陨石较少，其中铁镍与硅酸盐大致各占一半;石陨石，也叫陨石，主要成分是硅酸盐，这种陨石的数目最多。
判断一个地表环形结构是不是陨石坑，有一个综合的标准，要经历复杂的过程。陨石坑的判断标准主要有以下几个: 首先是地表有环形结构。这个结构必须是陨石撞击地表的冲击波造成的，并没有经过破坏。由于地壳变化和侵蚀作用，陨石坑有可能逐渐消失，露出陨石，形成陨石山。比如我国沈阳地区就有这样的陨石山，当地的陨石是距今19亿年前坠落的，是我国目前已发现的最古老的陨石。
第二就是这个环形结构的大小。一般定义为“陨石坑”的环行结构直径都超过30公里。位于海南的“白沙陨石坑”直径只有3.7公里，并不是严格意义上的陨石坑。
第三个形态上的要求是环形结构中央必须有“中央锥”，又叫做“冲击锥”。它是由于陨石冲击产生强烈的应力波所造成的一种圆锥形的岩石碎片。从形态结构上来说，中央锥是判断一个环形结构是否为陨石坑的关键特征。我国目前发现的许多地表环形结构，都因为没有中央锥而被排除为陨石坑。
第四个因素由地表环形结构下方岩石的形态决定。陨石撞击地表时，高温会熔化地表的岩石，熔化后残留下的岩石表面，会有撞击时冲击波形成的“冲击纹”。而且陨石的冲击波还会导致残留岩石晶体结构的变化。这可以说是陨石坑最独特的特征。陨石坑与火山口的区别，主要就是通过深钻和地球物理勘测检验坑下岩石，没有形成“冲击纹”的可初步认定为火山口，因为火山爆发释放的压力低于陨石撞击的压力。
再一个特征就是环形结构区域土壤成分上异化。陨石作为地外物质，含有大量地壳中没有的物质。陨石坑区域的土壤内会含有某种特殊矿物质，这与陨石所含的化学成分有关。这个特征也是区分陨石坑与火山口的一个重要因素。
地球最古老的陨石坑
20多亿年前一颗巨大陨石撞击地球所形成的坑洞14日获得“世界自然遗产”的称号，陨石坑所在的南非也由此拥有了第7个世界遗产地。弗里德堡陨石坑位于南非最大城市约翰内斯堡西南100公里的自由州省，被认为是世界上已知的最古老和最大的陨石冲击地球遗迹，直径达380公里，具有很高的科研价值。
中国首个陨石坑
大陆科学家经三年努力，证实辽宁岫岩坑就是陨石撞击坑，也是中国第一个被发现且证实的陨石坑。有趣的是，目前坑内住有六十四户人家，村民很少生病，是有名的长寿村。
中科院广州地球化学研究所陈鸣等人员经三年努力，近日终于找到陨石强烈撞击导致岩石发生变形、碎裂和局部熔融，以及岩石和矿物发生冲击变质的一系列证据。陈鸣等人近日将他们的研究成果发表在《科学通报》上，正式证实辽宁岫岩坑就是一个陨石撞击坑。 　据与陈鸣同属于一个研究组的何宏平介绍说：「从四周山岭登高向下观望该陨石坑，整个坑形态呈碗状。撞击坑直径一．八公里，坑深一五○公尺。」陈鸣通过对坑内物质分析，初步确定陨石撞击事件发生在五万年前。同时，也对现在的岫岩坑地貌作出合理推测。 　陈鸣进一步认为，陨石撞击坑形成后，坑内积水形成小湖泊，并沈积上百米厚湖泊沈积物。推估在大约三．九万年前，由于地势较低的「岫岩坑」东部形成缺口，湖泊消失，演变为如今所看到的碗形凹地。
亚利桑那陨石坑形成之谜
位于美国亚利桑那州的“流星”陨石坑已成为第一个被确认为因巨大陨星撞击留下的痕迹，该陨石坑直径为1250米，深度约为175米。 
根据科学家公布的资料，陨石坑早在约5万年前由于一颗铁质陨星坠落而形成，关于这个陨石坑的第一份报告是在1909年提交给美国科学院，可以说“流星”陨石坑是世界上最早研究的陨石坑。但是直到现在仍有一个不解之谜：在这个陨石坑内发现的熔化岩石极少。 
科学家决定利用计算机模拟陨星坠落过程来寻找答案，模拟结果已发表在新一期《自然》杂志上。根据研究者——亚利桑那大学杰伊·梅洛什和伦敦皇家学院加列特·科林斯博士的计算，情况如下：最初陨星是一颗直径为40米和重达30万吨的铁块，在通过地球稠密大气层时陨星的一半分裂成碎片，而另一半则以大约12千米/秒的速度坠向地面，该速度比科学家先前估算的速度要小。从一切情况来看，陨星的强度比先前期待的金属体要低，并且陨星碎片在空中扩散，在5千米高处形成一个直径约为200米的碎片云。 
因此只是陨星的一半撞击了地球，撞击后形成的重量从几百克至500千克陨星碎片飞散到5千米半径范围内，现在很多散片保存在美国博物馆和私人收藏者手中。但是科学家原来发现，陨星坠落速度比原先估算的速度小，不是15～20千米/秒，而是12千米/秒。当然，12千米/秒的速度也不是很低，但是撞击的后果却有本质上不同，这一速度还不足以使这样大的陨石坑的岩石熔化。
月球陨石坑的研究意义
①为地球月球、水星火星及其卫星表面圆形坑和环形山构造的陨石轰击成因假说找到依据，从而确定陨石坑的存在时间和分布情况。同时为研究巨大陨石的撞击，对地球和其他星球的形成，原始热和自转轴变迁的影响，以及为研究岩浆活动，突变事件和星球演化提供宝贵的资料。 
②对矿物和岩石冲击变质的研究，将进一步丰富岩石学、矿物学、结晶学和高温高压地质学的内容，并为了解地幔物质性状和物理化学特点，即为地球深部的研究提供参考依据。也可以从冲击效应特征推定岩石受轰击时的温度和压力历史，从而对于了解地面及地下核试验和人工爆破的威力，破坏半径，以及对工程防护和对金刚石等矿物的合成具有一定实用意义。 
③由于巨大陨石轰击能引起地下岩浆上升、侵入和成矿，因而出现了把外来作用和地球深部作用联系起来的新成岩成矿理论。 
④研究地表陨石坑的分布形态、锥度,特别是受轰击后的变质作用，可直接推断陨石下降时的方向、速度、质量、以及烧蚀破裂情况，为宇宙飞船软着陆提供依据。