遥感教程第18-1页¶
十年来，作者（NMS）的主要科学职业是研究核爆炸陨石坑及其自然对应的陨石（小行星）撞击陨石坑。从50年前的“小好奇”状态来看，撞击坑现在已被提升为三个最重要的地质过程之一。地球上已知约150个弹坑（相比之下，月球上的数百万个弹坑存活下来是因为构造和河流侵蚀过程没有摧毁它们）。第二部分是关于遥感的科学应用，将深入探讨三个主题：1）如何形成一个陨石坑；2）如何发现和识别撞击陨石坑；3）遥感能帮助发现更多的陨石坑吗？在他从事遥感工作的那些年里，作者一直在寻找新的卫星，但最后却一无所获。然而，其他人在空间图像上发现了一些以前未知的陨石坑。对图像的特殊处理也可以揭示已知陨石坑的细微细节，这增加了我们对其大小和变形特征的了解。
基础科学研究II：撞击坑
许多组织使用遥感进行科学研究，这些研究涵盖了本教程中已经考虑过的大部分学科。气象学第14节是地球科学领域的一个有力例证，它具有强大的科学研究倾向和广泛的应用。一些应用程序是卫星计划的直接衍生产品，最初是概念工作的证明。如果更多深入的案例研究集中在植物学、土地利用、水文学、考古学等，在互联网上（有适当的插图），那么当然更多的例子会出现在教程的前面。不幸的是，网络上仍然缺乏令人满意的研究，通过个人接触来寻求贡献的呼吁没有取得任何成功。因此，由于作者（NMS）的专业地质背景，在本教程中似乎有过多的地质特征示例，但这部分是由于地质现象在遥感场景中往往占主导地位。
根据这一经验，基础科学II提出了另一个地质学科，也是我的主要专长-撞击坑。多年来，撞击形成的凹坑都是深奥的。现在，影响是热门话题，特别是因为它们被确定为恐龙灭绝的可能直接原因。更重要的是，科学家和公众现在认识到，影响对人类是真正的危险，能够造成比任何其他已知影响地球表面的自然过程更大的灾难。此外，它们几乎肯定会在未来文明的某个时候作为重大事件发生（正如它们已经发生的那样）。这个撞击的主题是相关的和有趣的，而且撞击坑通常可以被遥感探测到。
` <>` _（撞击坑形成的一个例外摘要，尤其是对目标岩石的这些事件的记录，是由一位同事Bevan M.French博士写的一篇120页的论文，题为 Traces of Catastrophe: A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures 由月球和行星研究所出版 [休斯敦，德克萨斯州] ；LPI出资号954，1998年。）
火山口的性质¶
太空计划的一个收获是，许多人意识到快速移动的小行星、彗星和大型陨石在形成期间与成长中或稳定的行星发生碰撞。此外，在这些机构的整个历史中，其影响仍在不断地修改。一些类地行星和它们的许多卫星的表面显示了完全布满表面的陨石坑：水星（顶部）和卡利斯托（木星外的第四颗卫星）就是主要的例子。
地球的月球上有明显的环形坑，通常呈圆形凹陷，大小从一英寸到1200公里（746英里）不等。许多较大的卫星在满月时可以通过双筒望远镜看到。最引人注目的月球撞击结构是位于月球南半球的第谷（图左下方）。我们可以很容易地看到，它是肉眼几乎可以看到的巨大条纹（射线）的来源，这些条纹（射线）是由抛过月球的喷射物沉积物造成的。
第谷火山口是大型撞击结构的典型例子，具有以下特征：圆形凸起的边缘；该边缘内坍塌壁的同心巢；中央（隆起）峰；粗糙、不规则的火山口底板（这里是碎片喷射和熔岩挤压的混合体）；以及悍马的外部喷射。KY存款。典型的远侧环形山是Goclenius（55公里，34英里宽）和几个较小的环形山（右），因为它们出现在阿波罗8号宇航员围绕我们的月球邻居。注意他们的扁平内部充满了大理石的熔岩。
在地球上，圆形结构是罕见的，但自从19世纪初开始绘制部分大陆的地图后，人们发现了这些特征，到20世纪中叶已经确定了一个数字。特别值得注意的是毛里塔尼亚（西非）的一系列同心脊，被称为里查特结构（约40公里的外径）。这个结构是第一次被发现的 从空间 由双子座4号宇航员麦克迪维特和怀特。这种结构是由于火成侵入岩对沉积岩的支配作用；侵蚀使石英岩脊成为弓形（倾斜地层相对较软岩石在圆圈之间凸起），勾勒出结构的“靶心”外观。以下是Richat结构的Aster传感器的观点（在R.S.Dietz访问之前，它被认为是撞击源，但发现了排除这种可能性的现场证据，并确认了纯粹的内部原因：
不到100年前，科学家们认为陨石坑（尤其是那些仍然是圆形的）的概念是由陨石和其他地外天体（“玻利德”）的撞击形成的，如彗星，不现实，极不可能。到那时，几位科学家认为这样的火山口覆盖了月球，但大多数人认为这是由于火山作用造成的。事实上，在陆地火山场上也有凹陷，有时与月球陨石坑非常相似。
有一种火山类型导致一些形成的火山口接近圆形，即下面的Elegante火山口（1.5 km）所示的Maar火山口。 [0.9英里] 直径）位于墨西哥西北部（亚利桑那州边界以下）的Pinacate玄武岩场。这种火山口的边缘通常较低。当熔岩接近地表水时形成，地表水闪现成蒸汽，导致岩石在上方爆炸性地被推出，留下一个凹陷，被火山碎片（以及后来被冲入的碎片）稍微回填。边缘外的气状凹陷是由水侵蚀引起的。
下一个例子是在加拉帕戈斯群岛的费尔南迪纳岛上升起的类似什叶派的玄武岩火山的山顶上的细长火山口。注意到它的形状不规则，还有大量的熔岩流从火山斜坡的侧面涌出。
` <>`__18-1: Until the space program in the 1960s, debate over the nature of lunar craters raged as a controversy for more than a century. But with close exploration of the Moon and then planets like Mercury and satellites like Callisto disclosed that most planetary surfaces were heavily cratered. The weight of opinion shifted drastically in favor of impact as the dominant process creating the myriads of circular depressions spread widely over these surfaces. Can you develop (deduce) some arguments that support this impact hypothesis? `ANSWER <Sect18_answers.html#18-1>`__
在19世纪初，欧洲地球科学家首次提出了月球和地球的撞击过程。关于亚利桑那州陨石坑具有撞击起源的建议，开启了撞击的可能性，使其成为其他类似圆形特征的原因。G.K.吉尔伯特构想了这个想法，然后在陨石坑周围发现了铁陨石。鲍德温和其他人的工作使撞击过程作为另一种选择得以继续，但绝大多数天文学家和地质学家对此持高度怀疑态度。1960年，随着尤金·M·舒梅克对陨石坑和几个核爆炸坑的经典研究，所有这一切都发生了变化。这项研究揭示了撞击的可能性，因为类似的圆形特征的原因，当时地球上已知有50多个环形特征。
20世纪60年代，在E.Chao、W.von Engelhardt、B.M.French等的关键研究中，对地面陨石坑中目标岩石撞击时产生的强压力（冲击）波的影响进行了研究，得出了关键性的证据。1960年，作者（NMS）开始了我对核和化学爆炸弹坑的研究，这是我在劳伦斯利弗莫尔实验室（Lawrence Livermore Laboratory）的犁地计划（核爆炸的工程应用）工作的一部分（详情见第18-4页）。我负责确定雷尼尔、哈达特、丹尼男孩和小轿车核爆炸地点诱发的岩石变化。特别是，Sald得出了非常有趣的结果，因为这一陨石坑事件是在含有花岗岩、砂岩和石灰石“漂浮”的冲积层中进行的（几英寸到一英尺大小的岩石块，由溪流携带），所有这些岩石在爆炸。当时的轿车是迄今为止最大的弹坑试验。这座直径372米（1230英尺）的陨石坑是由一个100千吨重的核装置制造的。下面显示的是爆炸后约10秒喷射出正在形成的火山口的物质（我位于雷尼尔梅萨山顶，离地面零点以东约4英里处） [那天最接近的人] ，忙着拍摄彩色照片，这些照片后来有助于确定顺风碎片的历史）。下面是火山口本身在事件发生一周后，当我被允许移动到边缘收集样本：
这些地下核爆炸产生的峰值冲击压力与撞击时产生的峰值冲击压力相同。因此，人们预计会在相关岩石中发现冲击效应，类似于在撞击地点发现的冲击效应。事实上，我发现这些岩石中的冲击变质特征与撞击物（来自天然陨石坑的岩石）中的相应特征相同。这种联系导致了一种争论，即只有撞击才能对地下核爆炸的秩序造成高压，因为所产生的特征从未在与火山作用有关的岩石中发现，甚至是被称为“爆炸”的类型。
逐渐地，冲击是作用于行星的基本形成过程之一的观点得到了广泛的认可。事实上，科学家们现在已经证明，行星是通过不断堆积的物质而成长的，当行星达到其最大尺寸时，陨石坑代表了最后的聚积阶段。撞击坑的性质很重要，但入门地质学教科书对这门学科的评价仍然很差。所以，这个总结来自作者在这个领域的经验。
如上文所述，严重的陨石坑状行星体与它们古老表面上出现的撞击痕迹相同，但没有完全被侵蚀、熔岩流出、沉积或毁灭山脉活动所破坏或掩盖。从行星生长的最后阶段开始，在太阳系早期（约46亿年前开始），到随后的约10亿年，撞击这些表面的物体的通量明显下降，在这之后，撞击这些表面的物体的通量急剧下降。相比之下，地球、金星和火星的某些部分一开始也有大量的弹坑，由于随后的破坏过程抹去或覆盖了原始表面上留下的大部分撞击痕迹，现在显示出的弹坑要少得多。
随着阿波罗11号第一批月球样品的返回，观测到了月球岩石中的冲击效应，支持了这样一个结论：大部分月球坑是撞击的结果。
地球上陨石坑的分布¶
今天的地球，尽管它对大陆和海洋地壳进行了大量的回收利用，但仍然保留着过去20亿年来施加的巨大影响的迹象，以及历史时期发生的较小影响。科学家们已经发现了大约160个幸存的陨石坑，它们有明确的或可能的撞击源。如果地球表面和地壳没有经历板块构造作用和大气驱动的侵蚀所造成的这种动态破坏，这将大大低于我们所预期的数万次。此外，受深海（地球表面70%以上）和沉积物掩埋的保护，进一步解释了预期数量上的这一不足。然而，仍有更多的陨石坑有待发现，卫星图像应是进行系统搜索的有效手段，正如我们将在本次调查结束时看到的那样。
有很多关于撞击坑的信息网站。从…开始 (Terrestrial Impact Cratering _由亚利桑那大学的月球和行星实验室组装而成。该网站有一个世界地图的弹坑和一个良好的审查过程中涉及的影响弹坑。卡尔文·汉密尔顿（Calvin Hamilton）准备了一种类似的处理方法，在选定的陆地和行星陨石坑图像的支持下， (Solar System Cratering ②）还有一个解释性的网站是 review of impact cratering 由Koberl和Sharpe撰写；这篇文章包含了一个几乎最新的已知陨石坑的地理分布图，由尺寸组绘制，复制如下。只需按下这三个站点中的任何一个（从2002年8月起生效），即可从互联网上调出一个简单的陨石坑列表，其中包括位置、大小和年龄： (1) ； (2) ；和 (3) .
访问此站点后，我们还可以按各个大陆显示地图。对于每一个大陆，陨石坑都有名字，你可以点击这些来描述，通常还有鸟瞰图，以及它们精确的地理坐标、大小和估计的形成时间。
` <>`__18-2: Inspection of the above distribution map shows large areas on Earth in which confirmed impact craters are absent or sparse. Offer several explanations for this scarcity. `ANSWER <Sect18_answers.html#18-2>`__
对于任何寻求火山口力学综合和技术处理的人，我们推荐H.J.Melosh，1989年出版的《撞击坑化：地质过程》，牛津大学出版社，牛津地质与地球物理专著第11期。