隕石坑，乃是由小行星或彗星以高速撞擊行星及其衛星表面所形成的凹坑或環狀地質構造。這種獨特的地質現象，對于探索地球的形成與演化、古生物變遷、成巖成礦過程以及地球深部物質狀態等領域，均具有舉足輕重的科學意義。

岫巖隕石坑，作為中國首個經過嚴格科學證實的隕石坑，坐落于遼東半島北部的遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣蘇子溝鎮古龍村。該隕石坑形態宛如碗狀，歸類為簡單坑，直徑達1800米，坑深約150米。其坑區基巖乃20億年前形成的早元古代變質巖地層，具有極高的科學研究價值。

在具有風化過程或地殼運動的天體上，古老的隕石坑會逐漸被自然力量所磨滅。例如，在地球上，風化作用、風吹來的塵沙堆積以及巖漿活動等，都可能導致隕石坑被掩蓋或磨滅。而在其他天體上，如木衛四，其表面覆蓋的冰層會隨時間流動，進而使得衛星表面的隕石坑逐漸消失。

地球上現存約150個仍可辨認的大型隕石坑，地質學家通過研究這些隕石坑，還發現了眾多已無法辨認的隕石坑遺跡。幾乎所有具有固體或局部液體表面的行星和衛星，都帶有隕石坑的痕跡。在某些天體上，隕石坑的密度甚至可用來確定相應表面地區的形成年代。

早期探索與爭議

丹尼爾·巴林杰是首位將地球上的地質形態確認為隕石坑（撞擊坑）的學者。他指出，美國亞利桑那州的巴林杰隕石坑是一個典型的撞擊坑。然而，當時他的理論并未獲得廣泛支持，多數地質學家認為地球上已無遺留的隕石坑。

20世紀20年代，美國地質學家沃爾特·布克對美國境內的一系列環形山進行了深入研究，認為這些環形山是由巨大的爆炸事件造成的，但他最初認為這些爆炸事件是強烈的火山爆發所致。直至1936年，其他地質學家才得出結論，認為這些環形山可能是由撞擊造成的。

撞擊理論的確認與發展

這一問題直至20世紀60年代仍未完全解決。當時的一系列研究，尤其是尤金·蘇梅克的詳細研究，提供了明確的證據，證明這些環形山是由撞擊形成的。這些研究確認了一系列只有通過撞擊才會產生的沖擊變態現象，其中最知名的是沖擊石英。

利用這些研究所獲得的新的判斷手段，地質學家開始在全球范圍內尋找撞擊坑。至1970年，他們已初步斷定了50多個隕石坑。然而，這些結果在當時仍頗具爭議。但正在進行的阿波羅計劃為科學家提供了直接的月球上的隕石坑數據。由于月球上的風化作用極小，其表面的隕石坑幾乎可無限期地保留著。鑒于地球與月球上的隕石坑密度應相差不多，這些數據明顯顯示地球上應有更多的隕石坑。

形成條件與能量釋放

在地球上，隕石坑形成的條件是一個物體以至少11.6km/s的速度從外空與地球相撞。在此過程中，物體的動能會轉化為熱能，重的隕石釋放出來的能量可達到相當于上千噸TNT爆炸所釋放的能量，這一能量級甚至與核爆炸相當。地震儀平均每年約記錄到一次大于一千噸TNT能量的撞擊，這些撞擊一般發生在大洋中。

隕石特性與撞擊效應

若隕石的質量超過1000噸，大氣層基本上對其無減速作用，隕石表面的溫度和壓力會極高。球粒隕石和碳質球粒隕石在這種狀況下會在與地面撞擊前就被破壞，但鐵-鎳金屬隕石的結構足夠強，可與地面撞擊并造成巨大爆炸。

當隕石與地面相撞時，會將當地的空氣、水和巖石壓縮為極熱的等離子體。這個等離子體會迅速向外擴張并冷卻，與其他被投射的物件以軌道或近軌道速度被拋出，甚至可完全脫離地球的引力。有些物件還可在其他行星表面成為隕石墜落。在無空氣的天體表面，往往還可看到從撞擊坑向外輻射的外拋物留下的痕跡。

復雜化學反應與物質分布

在等離子體內部，會發生非常高能的化學反應。例如，在地球上，鹽水和空氣可合成非常強的酸。等離子體內氣化的巖石會凝結成水滴形的似曜巖，這些似曜巖可分布到撞擊點周圍很大的范圍里。但也有觀點認為，似曜巖并非僅由撞擊產生。例如，世界上最大和最年輕的似曜巖區（位于澳大利亞周邊，約70萬年）就缺乏一個撞擊坑。若此處的似曜巖確由撞擊形成，則如此大的一個撞擊坑不可能在過去一百萬年中被磨滅。

海上與陸上撞擊的危害對比

海上撞擊所造成的危害通常比陸上撞擊大得多。大的隕石可一直沖到海底，在海上造成巨大的海嘯。據計算，尤卡坦?？颂K魯伯的撞擊就造成了50至100米高的海嘯，并在內陸數千米處形成了堆積。

不論是在陸上還是海上，撞擊的結果總是一個隕石坑。隕石坑有兩種主要形式：“簡單”的和“復雜”的。巴林杰隕石坑是一個典型的簡單隕石坑，即地面上的一個坑。簡單的隕石坑直徑一般都小于四千米。而復雜的隕石坑則一般比較大，中央有一個中心山，周圍環繞著溝，還有一或多個邊。中心山是由于撞擊后地下的反射造成的，這樣的隕石坑有點像凍結在地面上的滴入水池里的水滴。

隕石坑大小與形狀的變化

不論是簡單的還是復雜的隕石坑，其大小都決定于隕石的大小以及撞擊處的物質。比較松軟的物質所形成的隕石坑比比較脆的物質所形成的隕石坑要小。隕石坑的大小和形狀還會隨時間變化。剛剛形成的隕石坑會因散熱而收縮，在地球表面，隨時間的延續，風化以及其他地質過程會將隕石坑掩藏起來。例如，巴林杰隕石坑是地球上保存最好的隕石坑之一，但它只是在約五萬年前形成的。而6500萬年老的?？颂K魯伯撞擊坑雖然是地球上最大的撞擊坑之一，但在地球表面上已看不到它的痕跡了。

隕石坑與火山口的區分

有些火山口看上去像隕石坑，而大理石除可通過撞擊形成外，也可通過其他過程形成。不爆炸性的火山口一般很容易與撞擊坑區分，因為它們形狀不規則，而且還有巖漿流和其他火山物質。只有金星上的隕石坑也有融化的物質流淌。隕石坑最不同的標志是巖石受到的沖擊變態，如碎裂屑錐、熔化的巖石和晶體變形。在簡單的隕石坑里，這些物質比較趨向于被深埋，但在復雜的撞擊坑里，可以在中心上射的部分找到它們。

隕石坑的典型特征

撞擊坑底部特征：撞擊坑底部常有一層“大理石化”的巖石。

碎裂屑錐現象：巖石上出現V形的凹坑，尤其在細粒的巖石上容易產生這樣的碎裂屑錐。不過，一些學術論文報道說在火山噴射物中也有碎裂屑錐。

高溫巖石表現：如溶化過的硬和焊在一起的沙塊、似曜巖以及溶化的巖石飛濺后形成的玻璃。不過，有些學者懷疑似曜巖可以作為撞擊坑的特征，因為在一些火山地帶也有似曜巖被發現。此外，似曜巖一般比典型的撞擊巖石要干。撞擊后溶化的巖石類似火山巖，但它們包含有沒有溶化的巖層的碎片，組成不尋常的、大面積的覆蓋面，它們的化學成分也比從地球深處噴出來的火山巖要復雜。此外，它們往往含有在隕石中比較多的微量元素，如鎳、鉑、銥、鈷等。

礦物中的微壓力變形：這包括石英和長石中晶體破裂、高壓物質如金剛石的形成、沖擊石英的變形如重矽石和斜矽石。

判定隕石坑的主要標志

根據對隕石坑現場的實際調查和對主要造巖礦物沖擊效應的研究，結合核爆炸和人工沖擊模擬試驗研究的結果，判定隕石坑的主要標志包括：

圓形構造：隕石坑一般為圓形構造。對地表數十個隕石坑探測的結果表明，它們多為圓形構造，較古老的坑由于受構造運動的影響也有呈橢圓形或腰子形的。

保存完好的坑唇：大多數隕石坑都保存有較好的坑唇，即環形山坑緣。它是由拋射物沿坑的邊緣堆積而形成的。有一些隕石坑由于形成年代老，坑唇多被侵蝕掉，有時沖擊坑本身也被剝蝕，因而不易被識別，但殘留的強形變和震裂巖石為一圓形區域這一特點仍可被辨認。

復雜的坑底結構：坑底的巖石在受到巨大隕石轟擊后，由于應力釋放而產生一定程度的回彈，故在一些大的隕石坑底部常出現中央隆起的狀況。由于坑底巖石遭到破壞，使人工地震波的反射極不規則。重力法的測定結果表明，隕石坑為重力負異常，而火山噴發為正異常。此外，一個巨大隕石的轟擊，有可能觸發或控制深部巖漿的侵入。

沖擊產物中的殘留物：常有隕石碎片或鐵－鎳珠球等殘留物存在于沖擊產物中。迄今為止，還從未在任何一個地表隕石坑中挖掘出隕石沖擊體本身，然而在質量較小的隕石所轟擊形成的坑內大都能找到它的殘留物。地表已找到隕石碎片的10多個沖擊坑的直徑都較小，一般只有幾十到上百米，最大的亞利桑那隕石坑直徑為1200米。質量大的隕石，由于它高速撞擊地表后容易爆散和蒸發，極難在坑中找到其殘片。

角礫巖和震裂錐的存在：大量的角礫巖，大都是雜亂無章地與不同的巖性碎屑混合在一起。這些角礫巖含有大量熔融的或部分熔融的玻璃質擊變巖。沖擊波通過某些巖石類型時，就產生震裂錐。單個錐體的大小從小于1厘米到15厘米或更大，頂端稍鈍，錐體項角一般為90°，表面有很多溝槽，呈馬尾構造，錐體的頂端都有指向該沖擊構造中心的趨勢。在石灰巖、白云巖、石英巖、片麻巖和頁巖等許多巖石類型中都觀察到有震裂錐。在地表沖擊位置上，包括薩德伯里構造、里斯和施泰因海姆盆地、弗林克里克等數十個沖擊構造中都發現了震裂錐。現已證明，震裂錐本身已能作為隕石轟擊的獨特標志（直徑4公里以上的隕石坑才有可能出現中央錐）。

礦物的沖擊效應標志：造巖礦物均顯示沖擊效應。與隕石坑有關的礦物沖擊效應包括：在非常高的應變率下，礦物發育有特征的微觀和亞微觀結構，如石英、長石、云母、輝石、角閃石、橄欖石的形變、微裂隙、微頁理和扭折條帶等構造，其中石英的多方向微頁理是沖擊成因的獨特標志；在固態下的相轉變，如石英轉變為柯石英和超石英，以及轉變為繼形硅氧玻璃，石墨轉變為金剛石等；礦物的熱分解、熔融以及出現流動構造，特別是在同一巖石中結晶體的玻璃體并存，如石英、長石已轉變為玻璃相，而深色礦物仍保留晶質相。在強沖擊情況下，玻璃體內的難熔礦物亦發生分解，如有的坑內鈦鐵礦、金剛石、鐵板鈦礦和斜鋯石等已熔成液滴狀。

為隕石轟擊成因假說提供依據：為地球、月球、水星、火星及其衛星表面圓形坑和環形山構造的隕石轟擊成因假說找到依據，從而確定隕石坑的存在時間和分布情況。同時，為研究巨大隕石的撞擊對地球和其他星球的形成、原始熱和自轉軸變遷的影響，以及為研究巖漿活動、突變事件和星球演化提供寶貴的資料。

豐富相關地質學內容：對礦物和巖石沖擊變質的研究，將進一步豐富巖石學、礦物學、結晶學和高溫高壓地質學的內容，并為了解地幔物質性狀和物理化學特點，即為地球深部的研究提供參考依據。也可以從沖擊效應特征推定巖石受轟擊時的溫度和壓力歷史，從而對于了解地面及地下核試驗和人工爆破的威力、破壞半徑，以及對工程防護和對金剛石等礦物的合成具有一定實用意義。

推動新成巖成礦理論研究：由于巨大隕石轟擊能引起地下巖漿上升、侵入和成礦，因而出現了把外來作用和地球深部作用聯系起來的新成巖成礦理論。

為宇宙飛船軟著陸提供依據：研究地表隕石坑的分布形態、錐度，特別是受轟擊后的變質作用，可直接推斷隕石下降時的方向、速度、質量以及燒蝕破裂情況，為宇宙飛船軟著陸提供依據。

岫巖隕石坑：2010年7月，國際權威學術期刊《地球與行星科學通訊》發表了陳鳴博士等人有關岫巖隕石坑中柯石英發現的論文，這意味著中國境內首個被嚴格科學證實的隕石坑獲得了國際科學界的肯定。岫巖隕石坑被證實的消息在中國科學界引起不小震動。該隕石坑距離岫巖縣城東北方向直線16公里，從坑外山脊上往下望，這里就好似一只大碗，坑直徑約為1800米、深約150米，隕石撞擊事件發生在約5萬年前。

海南隕石坑：位于白沙黎族自治縣城東面的白沙農場境內，距縣城6公里。此坑是我國發現的第一個隕石坑，距今70萬年前一顆小行星墜落此處爆炸形成，直徑3.7公里，坑唇墻形成完好，對研究古環境的變遷、古生物的演化都具有重要意義，是科學考察旅游的好地方。海南著名的白沙綠茶便產于此地，該茶色澤光潤，香濃味永，十分耐泡，營養成分高。

國外隕石坑實例

法國西南部的兩個隕石坑：西南部的兩個隕石坑的直徑都在200～300千米之間，彼此之間的距離只有140千米。這兩個隕石坑可能是2億年以前同一顆小行星撞擊的產物，這可能是迄今為止撞擊地球的最大的小行星。

美國亞利桑那隕石坑：美國內華達州亞利桑那隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米/秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。

墨西哥尤卡坦隕石坑：墨西哥尤卡坦半島契克蘇勒伯隕石坑直徑有198千米。肇事者是6500萬年前一顆直徑為10到13千米的小天體。隕石坑被埋藏在1100米厚的石灰巖底下，先被石油勘探工作者發現，隨即又被“奮進號”航天飛機通過遙感技術證實了它的存在。

俄羅斯通古拉斯隕石坑：俄羅斯西伯利亞通古斯地區有隕石痕跡。1908年6月30日，目擊者看見一個火球從南到北劃過天空，消失在地平線外，地平線上隨即升騰起火焰，響起巨大的爆炸聲。爆炸之后的幾天里，通古斯地區的天空被陰森的橘黃色籠罩，大片地區連續出現了白夜現象。調查者相信這是一顆隕石撞擊到西伯利亞所引起的爆炸。據推測，這顆直徑小于60米的小行星或者彗星碎塊闖入大氣層，在距地面8千米的上空發生了爆炸。1947年2月12日，俄羅斯遠東城市錫霍特發生與通古拉斯相似的大爆炸，發現了100多個隕石坑，收集到8000多塊鎳鐵隕石，總重量28噸多。

戈斯峭壁(Gosses Bluff)：澳大利亞探險家戈斯于一八七三年發現了戈斯峭壁。最早光顧這個隕石坑的是生活在澳大利亞荒漠中的土著，坑中的營地遺址留下了他們當年活動的痕跡。根據科學家對該坑形成的研究，證實它是在一億三千萬年前，遭受來自太空的撞擊形成的，撞擊物體速度極快，但密度相對較低，因而推測是彗星(由固體二氧化碳、冰塊和塵埃組成)而非小行星隕石。最初的隕石坑直徑大約二十千米，由戈斯峭壁圍合的坑徑只有4千米，是中心坑，外圍的在億年漫長的歲月里早已被侵蝕掉了。

隕石坑

南極隕石坑假說：有科學家提出，南極大陸極點附近的冰下有一個直徑240千米，深800米的隕石坑。六、七十萬年前，一顆小天體從這里擊中地球，地軸方向和地球自轉速度因此發生了改變。研究者已在南極冰蓋上發現和回收到2.3萬塊隕石樣品。

塔吉克斯坦Kara Kul隕石坑：這個臨近阿富汗邊界，在帕米爾高原上的隕石坑大約在1千萬年前形成，直徑45千米。

加拿大的Clearwater Lakes隕石坑：這是一對孿生隕石坑，形成在2億9千萬年以前，可能是由分裂成兩塊的小行星同時撞擊而成。隕石坑西面的那個直徑32千米，東面的那個直徑22千米。

加拿大的Manicouagan隕石坑：隕石坑有明顯的被冰面覆蓋的環狀湖。這個隕石坑有100千米直徑，形成在2億1千萬年前。

澳大利亞Walf Creek隕石坑：位于北部沙漠中心。直徑875米，形成于30萬年以前，是一個比較年輕的隕石坑?？舆吀叨任?5米，坑的中心深度為50米。隕石坑里至今還有鐵隕石氧化后的殘余物質，以及高溫下沙粒熔化形成的玻璃物。

蜘蛛隕坑：位于澳大利亞西部，這個隕坑中央位置發現的震裂錐在一定程度上限定了蜘蛛隕坑的年代，盡管這一數值還存在很大的不確定性。美國宇航局認為形成這一隕坑的撞擊事件大約發生在9億~6億年前的新元古代時期，當時地球正經歷一次嚴重的冰凍期，被地質學家們稱作“雪球地球”。

非洲乍得湖的Aorounga隕石坑：直徑17千米，形成于2億年前。

納米比亞的Roter Kamm隕石坑：直徑2.5千米，形成于500萬年以前。

德國的隕石坑ries：有1500萬年歷史，已是一片茂盛的農田。

南非的vredefort隕石坑：其直徑達到了3萬多米，其年代約為20億年。

1490年，我國就有隕石雨砸死上萬人的記載。北京以北約200千米冀蒙交界的內蒙多倫地區，有一個超大規模的坑狀地形，極有可能就是隕石坑。這個坑具有同心環狀的“波脊丘”，一個直徑為170千米的外環和一個直徑為70千米的內環，大約形成于一億三千萬年前。1976年3月8日，我國吉林省吉林市近郊發生了大規模的隕石雨，隕落區直徑70多千米，面積在400～500平方千米之間，共收集到隕石100多塊，總重2616千克，其中“吉林1號”隕石重1770千克，是世界上最大的石隕石。

對岫巖隕石坑的后續科學研究及開發前景，從專家到政府到民間，都有種種設想和建議。岫巖隕石坑保存完好，大小和形態具有觀賞性與震撼性，交通方便，不少意見認為，它具備開發成為天然隕石坑博物館（或隕石坑地質公園）的基本條件。

對此，相關專家持樂觀其成的態度。他們認為，隕石坑不僅僅具有旅游價值，它甚至可以作為一個地標，對提高全民科學素質發揮長期影響。隕石坑能把人類和太空的距離拉近，天體依然神秘，天體撞擊依然神秘，但它們就在我們身邊。