在俄克拉荷马州艾姆斯镇地下，延伸着数英里的陨石撞击构造。如今沉积物层覆盖了该陨石坑，但它在科学和经济上仍具有重要意义。艾姆斯撞击构造也是油气的主要产区。
长期与古陨石事件相关联的陨石坑
多年来，艾姆斯陨石坑被认为属于北美一系列可追溯至约4.675亿年前的主要陨石撞击群。该时期被称为奥陶纪陨石事件。
由于如此多的撞击构造似乎都可以追溯到大约同一时期，一些研究人员提出，在中奥陶世期间，地球可能曾经被类似土星的环状小行星碎片所包围。
德克萨斯大学（UT）研究人员的最新研究表明，艾姆斯撞击并不属于这一事件。
通过对受撞击改变的花岗岩中提取的锆石晶体进行定年，该团队确定陨石撞击发生在大约3.7亿年前的晚泥盆世。这使得该陨石坑比之前认为的要年轻近1亿年。
“无论我们使用什么技术，结果都指向这个较年轻的信号，”UT地球与行星科学系副教授、主要作者伊丽莎白·卡特洛斯（Elizabeth Catlos）说。
该研究于7月发表在《陨石学与行星科学》（Meteoritics & Planetary Science）上。
为什么早期的定年会误导人
在这项研究之前，艾姆斯撞击仅使用生物学证据进行过定年。研究人员在岩石中发现了保存下来的名为牙形石（conodont）的古代类似鳗鱼动物的牙齿。这些化石来自于生活在更早的奥陶纪时期的生物。
但卡特洛斯表示，在小行星撞击时，这些牙齿可能已经有数百万年的历史了。撞击可能翻搅了更古老的物质，并将这些化石混入岩石中，同时仍将其保存下来。
锆石定年提供了一个截然不同的时间线。它表明艾姆斯陨石坑不可能在奥陶纪陨石事件期间形成。
相反，其新测定的年龄使其接近于弗拉斯阶-法门阶大灭绝事件，该事件发生在大约3.72亿年前，消灭了地球上很大一部分海洋生物。
微小的锆石晶体保存了撞击记录
杰克逊地质科学学院院长、该研究的合著者丹尼·斯托克利（Danny Stockli）表示，锆石U-Pb定年法提供了确定地球遥远过去发生事件时间的最准确方法之一。
锆石晶体还能保存由撞击过程中产生的强烈压力所造成的微观结构。
“这些微小的晶体使我们能够回溯时光，了解地球古老地貌的重大变化，”斯托克利说。“如果能在大陆上更多的陨石撞击遗址进行这样的研究，从而为这些重大事件获得更准确的时间线，那就太好了。”
为了确认锆石确实受到了陨石撞击的影响，该团队与NASA合作，使用阴极发光和电子背散射衍射技术对晶体进行了成像。
当锆石经历撞击的极端条件时，它会以一种独特的方式重结晶。这些变化可以通过这些成像技术检测到，使研究人员能够验证晶体记录了碰撞本身。
大灭绝谜题的新拼图
据卡特洛斯称，为大灭绝和其他重大事件确定更精确的日期，对于理解地球随时间如何变化至关重要。
一个关键问题是，灭绝事件主要是由来自太空的力量（如陨石撞击）引发的，还是由地球内部的过程（包括大规模火山活动期）引发的。
“通过这项研究，我们基本上是从奥陶纪陨石事件中拿走了一个重要的棋子，把它扔进弗拉斯阶-法门阶事件中，并说，‘这就是这次撞击所属的位置，’”她说。
该项目由杰克逊地质科学学院前研究生安德鲁·帕里西（Andrew Parisi）发起，他于2018年毕业，此后已去世。帕里西前往俄克拉荷马州，从俄克拉荷马地质调查局获取了艾姆斯岩心，从材料中提取了锆石晶体，并帮助测定了它们的年龄。
该学院的附属研究员、合著者迈克尔·布鲁克菲尔德（Michael Brookfield）也在论文发表前去世。
杰克逊学院的研究教授肖恩·古利克（Sean Gulick）和荣休教授马克·克洛斯（Mark Cloos）也对这项研究做出了贡献。