雨痕还是风吹石击坑? -与苏德辰研究员商榷 下雨了 雨滴 今天科学网加精博文——《 西域记之“青稞地”的一天》中谈到“收获”一块“ 雨痕”标本 (图 1)。沉积岩主要是泥岩与粉砂岩中的“雨痕”是由雨点打在尚未固结的软泥或粉砂上留下的痕迹。 苏德辰研究员的“雨痕” (苏德辰博客照片) 这样砖红色粉砂岩形成于干旱、温差大、风大、雨水极少的环境中(苏德辰博客照片)。清楚可见的岩石表面的凹坑不是“古道”的驴马蹄窝,而是风蚀坑,即无数次强风吹出来的,具一定的非对称性,指示风流方向。 其 实,在苏德辰研究员所示的砖红色泥巴块体上由雨点打出雨痕的可能性很小,那样特征的沉积物或沉积岩石多形成于干旱、温差大、风大、雨水极少的环境中, 这样的环境类似于新疆的戈壁滩与沙漠。今天 9月份本人与学生们在新疆天山干沟里就见到类似于图1那样的构造,貌似月球表面的陨石坑, 只是尺度很小,它们是风将高处的不同大小的石(砂)砾吹落软泥之上砸出来的坑( Impact structure ), 其形成机理几乎完全类同于月球表面陨石坑的形成。在野外现场,我们仔细观察发现,“作案凶手”——石砾,还在坑底、坑边或石击坑的不远处(图3),取决于撞击角度与速度。同理,红色泥岩与粉砂岩层面(顶面)上中的坑不是雨痕,而是(风动)石击坑。沉积岩中过去被人以为是“雨痕”的许多构造其实就是石砾的撞击坑。我们做教授的,这些要给学生们讲清楚, 否则就误判了岩石形成的沉积环境。 Pebble-drop impressions are a geological feature characterized by small crater like pits with slightly raised edges that are the result of the impact of pebble or sand on soft sediment surfaces. 若是雨点,沉积物硬了不行,软了也不行,皆不能形成周边高起来的洼坑, 还要就下几滴,雨下多了,地面积水,不利“余痕”保存。若是冰雹砸地,尚有可能,之后冰融化了, 了无形迹。所以,“雨痕”之说, 不攻自破。 Arguments against a raindrop origin include: During shower activity raindrops cover the entire surface, whereas raindrop impressions are generally scattered and few in number. Because the rain is falling everywhere, raindrop impressions should occur equally on sand sized material as well as mud, yet in the geologic record these impressions are largely confined to fine-grained rock. Even when raindrop impressions form in mud during a shower, further rainfall eventually destroys them, leaving a surface which is not helpful to further preservation of impressions. Many examples cited as modern or fossil raindrop impressions can be explained by air bubbles rising through the mud. The characteristics of any impression depend on so many variables they can not be used convincingly to demonstrate those impressions formed specifically by raindrops. 新疆天山干沟, 很久没见过雨点了,干裂50-80 cm 深, 可是顶面上却有无数假雨痕, 坑坑凹凹, 大大小小, 不仔细的人是观察不到这个现象的。放大照片如下(照片上的女博士,个高170 cm): 新疆天山干沟中现代粉砂沉积顶面的( 风动)石击坑 下面是火星、地球、月球表面的陨石 撞击坑, 不是蹄窝,不是雨痕。 火星上的陨石坑 火星上的陨石坑 地球上的陨石坑 月球表面的陨石坑 月球表面的陨石坑 月球表面的陨石坑 冲击坑形成机制图: 如果石头投到含水量大的烂泥上,冲击坑的形状就与我在新疆干沟所照的不一样, 见前人的实验照片(下面2张图), 冲击坑的形状亦反映土层含水量与粘度的大小, 据此可以估计外星受冲击时是否含水。 Pebble-into-mud craters Stone-into-mud craters 教授与雨痕 雨痕