石板群岛,一个它坐落在苏必利尔湖北部,距离台斯湾约8英里,安大略.这些岛屿是一个省级公园,其特色是有遮蔽的入口和迷人的夜空,没有光污染,吸引着徒步旅行者和皮划艇爱好者。这个群岛也吸引了科学家:苏必利尔湖是最冷最深的内海在西半球,和板岩岛独特的小气候支持着北极地区常见的动植物,包括驯鹿。

该群岛的地质情况更为重要:该群岛标志着一个古老陨石坑的中心,这是4.5亿年前一次暴力事件的遗迹。在群岛中最大的帕特森岛(Patterson Island)的海岸上,一块30英尺高的圆锥体岩石坐落在海岸线上,顶端直指天空。这是一个破碎锥,是陨石撞击形成的特征,也是迄今为止发现的最大的一个。话又说回来,也许不是。

“这是不是一个巨大的破碎锥在每次访问中都会发生变化,”雷克湾湖头大学的地质学家皮特·霍林斯说。多年来,霍林斯和他在苏利尔湖地质研究所的同事马克·斯迈克(Mark Smyk)曾多次带领人们到斯莱特群岛进行实地考察,但两位科学家都承认,他们仍然不确定帕特森岛上高耸的岩层是什么。

石板群岛的第一张地质图于1901年出版。当时,科学家们知道那里发生了某种类型的暴力事件:某种不可思议的力量扭曲并融化了岩石。他们称这种力量为隐爆,一种来自地壳深处的无法解释的爆炸,可能是由火山活动引起的。

直到20世纪中叶,地球物理学家才在世界各地确定了类似的结构,例如萨德伯里在安大略省和亚利桑那州的盆地陨石坑,实际上是陨石撞击的结果。并不是所有人都同意这个观点,几十年来,地球科学家之间关于火山还是流星的争论一直在发酵。

帕特森岛30英尺高(可能)的破碎锥塔在地质学家上方(左);该团队在岛上工作期间还发现了几个较小的粉碎锥(右)。
帕特森岛30英尺高(可能)的破碎锥塔在地质学家上方(左);该团队在岛上工作期间还发现了几个较小的粉碎锥(右)。礼貌皮特目的

破碎锥,出现在许多这些地点,成为支持撞击假说的关键证据。这些锥形岩层的表面有马蹄形的薄沟槽;这些线条从圆锥体的顶端向撞击中心辐射。在破碎锥附近发现的石英晶体通常有一种特殊的微观裂纹,称为平面变形。产生这些特征所需的冲击波压力足以制造人造钻石。

撞击产生的冲击波也会以独特的方式改变周围岩石的磁化强度,因此,寻找流星撞击证据的科学家通常会把能找到这些特征的设备拖到现场。苏·范胡勒(Sue VanHulle)是1980年调查石板群岛的地磁研究小组的一员,她回忆说,她在一艘船后面拉着一个磁强计,在群岛水域周围形成网格状。“我们在想,这到底是不是流星点,”VanHulle说。

事实上,石板岛的起源比其他许多遗址的起源都要早。直到1999年,著名的加拿大地质学家r·p·塞奇(R. P. Sage)援引他在撞击坑假说中发现的不一致之处,支持隐爆。根据Sage的说法,该地点的多个破碎锥并没有像预期的那样指向陨石坑的中心,在苏必利尔湖附近的北岸没有陨石坑的证据,而其他非撞击事件可以解释群岛周围融化和破裂的岩石。

然而,最终,面对霍林斯所说的“相当令人信服的”证据——包括地磁读数、微观岩石裂缝和岛屿周围破碎锥的绝对数量——就连Sage也开始接受这个群岛的撞击起源。

从国际空间站上看,苏必利尔湖的石板岛(图片中央)距离安大略大陆不到10英里。
从国际空间站上看,苏必利尔湖的石板岛(图片中央)距离安大略大陆不到10英里。林登·b·约翰逊航天中心地球科学和遥感单元- JSC地球宇航员摄影门户,公共领域

Smyk说:“实验工作表明,如果没有这些高速撞击,你真的无法创造出一些结构,比如粉碎锥。”“因此,这场辩论基本上被搁置了。”

地质学家现在一致认为,4.5亿年前,一块大约一英里宽的陨石撞击了现在的苏必利尔湖。就像一块石头撞击湖面时喷出的小水柱一样,陨石撞击在撞击坑的中心产生了岩石的隆起——板岩岛。据估计,该陨石坑直径约为19英里,尽管它的大部分特征已被冰川作用和其他侵蚀事件所磨损。

撞击留下的一个遗迹是帕特森岛上30英尺高的岩层,如果是的话,这将是一个破纪录的粉碎锥。粉碎锥通常不超过几英尺高。Smyk说:“你会看到成群或成群的[粉碎锥],所以当你看到它们时,它们是非常明显的。”“这一次有点不同,因为它是一次性的,而且规模很大。这完全是另一回事。”

霍林斯补充说:“关于它是否代表一个打散锥,或者它可能只是光的一个诡计,或者它是多个打散锥,有很多讨论。”

这个来自石板岛的碎锥被保存在位于雷霆湾的安大略地质调查局的档案中。
这个来自石板岛的碎锥被保存在位于雷霆湾的安大略地质调查局的档案中。Mike Beauregard, CC BY 2.0/Wikimedia

事实上,帕特森岛的构造非常模糊,可以有多种解释。例如,在这个特殊的露头上的线条并不是破碎锥上确定的薄的马尾状凹槽,而可能只是裂缝;强大的太空岩石撞击可以折叠、融化和破裂岩石,直到几乎无法辨认。当地质学家们继续对帕特森岛上巨大的岩石锥感兴趣和困惑的时候,毫无疑问,它位于地球历史上一个著名事件的原点。

Smyk说:“当你谈论地质学的过程时,你谈论的是数千年、数百万年、数十亿年的量级……而(陨石撞击)基本上是瞬间发生的。”“令人着迷的部分原因是,这一切发生得如此之快,规模如此之大。”

对于像斯迈克这样的常客来说,群岛的起源只是其吸引力的一部分。他说:“这就像苏必利尔湖中央的一个小世界。”“尽管有岩石和地质,它仍然是一个非常非常美丽的地方。”