对太阳系的探测表明，陨石撞击是行星表面的形成及日后演变的一个重要进程。例如，月亮表面满是陨痕累累的高地及低洼的、布满熔岩的盆地。遍布陨石坑的高地表明，最初的月球外壳及盆地是38亿年以前、月球形成最后阶段中所发生的巨大碰撞的结果，这些盆地是由直径为10 ~ 50公里的物体撞击出来的，后来，陨石坑为大熔岩所填充，就成了现在大家所熟知的平坦的玄武岩平原，即月球海。

地球表面一定也曾发生过类似的碰撞。这些巨大的碰撞可能是地壳由早先的模样演变成现今海洋和大陆板块的混合结构的原因。这一不同平均密度板块的划分对于大陆漂浮起着决定性作雨，而大陆漂浮则是形成现今地球表面的最重要的进程之一。太空飞行也已揭示陨石碰撞是一个正在持续的地貌进程。当然，这一进程较之在太阳系早期历史中发生的要慢得多。

对于这一加于我们地球的额外撞击力的重要性的新认识，鼓励了天文学家去研究太阳系，寻找那些可能依然会和地球相撞的天体。最明显的危险是来自彗星核，这些冰状体直径约有10公里，以极高的速度从太空进入太阳系，从地球身边经过。彗星最近一次与地球非常接近是在1983年。当时，彗星IRAS-Araki-Alock仅仅只差5百万公里击中地球。在不久以前的地质史上，一定曾发生过更为接近，甚至偶尔的碰撞现象。令人惊奇的是，彗星也许并不对地球构成最大的威胁，大得多的危险来自鲜为人知的、被称作阿波罗的小行星群。这些小行星是太阳系中的异乎寻常的成员，它们常常有规律地飞速穿过里层的行星轨道。每当阿波罗小行星穿过地球的轨道，就存在着虽然极小，但却能预测的碰撞危险性。由于约有1300个阿波罗小行星在绕着太阳作轨道运行，因此它们与地球相遇及碰撞的情况是相当频繁的。幸运的是，绝大部分这样的小行星很小，只有数公里宽，但由于碰撞速度为每秒15 ~ 25公里，它们的潜在破坏力是相当大的。在类似的轨道上运行的更小的天体定期落到地球上，成为陨星。

当天文学家在仔细观察天空的时候，地质学家则在地球表面加紧寻找碰撞造成的陨石坑。迄今为止已找到了一百多个陨石坑，其规模从新近的、直径为数百公尺的陨石坑到有15亿年历史的、140公里宽的陨坑不等。根据陨石坑的数目及年代分布情况，地质学家已在设法计算出这些破坏性碰撞的发生频率。要作出这样的预算是相当困难的，但是地质学及天文学的证据表明，直径大于1公里的陨石坑每隔1 ~ 2万年在地球表面产生一次，而能够形成100公里宽的陨石坑的更大碰撞约平均每1亿年发生一次。

对这些地球陨石坑的鉴定始于本世纪初，当时，为一个位于美国亚利桑那沙漠的1.2公里宽、130公尺深的碗状凹地的成因，科学家们发生了一场持久而激烈的争论。这一被称作柯恩山的凹地，原先认为是火山爆发形成的。但是在凹地附近找到的不寻常的铁碎片，却使人想到了这样一种可能性，即这凹地是由一个坠落地面的巨大陨星所造成的。

陨石坑的碰撞起因最终是由美国费城的采矿工程师丹尼尔 · 巴林杰进一步加以证实的。他花了好多年寻找他认为埋在陨石坑下面的陨石，但没有成功。巴林杰希望陨星或许会含有一些有价值的矿物，但他的企图以一开始就注定失败了。我们现在知道，陨星在碰撞的瞬间一定已经汽化，没有含丰富金属矿物的岩心能在能量相当于1千万吨TNT当量的爆炸中幸存下来。为表彰这位先驱者及创业者的业绩，该陨石坑被命名为巴林杰陨石坑，他的名字还被用来命名月球上的陨石坑。

1921年，在美国得克萨斯的欧台萨发现了第二个、历史更为悠久的撞击陨石坑。后来，1931年，在澳大利亚中部的亨勃利附近又发现了13个小陨石坑，随着航空事业的迅速发展，越来越多的陨石坑被发现了，其中包括澳大利亚渥夫湾一个很小但保存完好的陨石坑。这陨石坑就是在用飞机勘查石油时发现的。到50年代初期，发现了数十个陨石坑，随着对未开发地区进行的航空勘查，这一数字在此后几年毋速上升。对加拿大的航空勘查收效尤大，因为加拿大地质大部分是由非常古老的岩石构成的，这些岩石保存了几百万年前发生的碰撞痕迹。

加拿大的许多陨石坑在形成后已被淹没，现在成了湖泊，如几乎圆形的、直径为3.2公里的新魁北克陨石坑。小的碗状陨石坑如巴林杰、渥夫湾、新魁北克坑，常常被认为是“简单的”陨石坑 · 较大的，那些直径大于5公里的陨石坑则较浅，中央常常隆起。它们被认为是“复杂的”陨石坑。复杂坑的中央隆起是由原先位于地下、在陨石坑形成时或形成后不久被带到地表的物质组成的。这一隆起以何种形式形成尚不清楚。一种可能性是由于下部岩石在碰撞过后返跳，另一种推测是这些地下岩石数千年来一直被上面的物质盖压着，当这些数百万吨的表面岩石突然移走后，地表下的岩石就进跳出来。

当然，寻找陨石坑并不仅仅只是仔细审查高空拍摄的照片，看上面有无环状特征。有许多环状物并不是陨石坑，而陨石坑也并不能长久保持其原有形状。陨石坑的形状在其形成后不久就会发生变化，因为陡峭的坑壁常常是不稳定的，会向里塌陷，使陨石坑变得宽而浅，例如巴林杰陨石坑从地面看是圆形的，但从天空俯瞰则其轮廓呈明显方形。这显然是由于陨石坑形成后已发生了变化。在稍长时期内，新鲜陨石坑高出的边缘会因侵蚀而消失，在更长的时期内，陨石坑的轮廓会发生断层而完全摧毁，只留下一依稀可见的小弓形。

陨石坑一旦被辨认出来，实地研究是进一步证实其起因的必不可少的手段。较新的陨石坑内可能仍然覆盖着碰撞时从陨石坑里猛烈喷抛出的熔岩，这些熔岩就分布在坑的边缘周围。这些喷抛物常常能被分辨出来，因为最高层的喷抛物内含有的物质来自被撞击岩石的最深层处。然而喷抛物会很快因风雨的侵蚀而风化。雨水常常将喷抛物重新冲到陨石坑里。更为可靠的线索可在周围的岩石中找到，例如，陨石坑可能会被破碎的锥形岩石包围，在这些锥形结构中，靠得很近的裂痕从锥形的顶点向下、向外扩散，这些锥形物的顶点常常指向陨石坑的中心。

在一个更小规模上进行详细分析，可以找到在碰撞时熔化的物质，这些物质内含地壳中很罕见、但在陨石中则普遍存在的元素，还可找到结构异常的地球矿物，如被称作为密质矽土类的石英。这种密质矽土仅仅只能在碰撞时产生的数秒钟的极高温及极高压下形成。这种极高温极高压同样能够影响被撞击物质的结构，使这些物质从结晶状变化成玻璃状。这些进程被称作“冲撞变质”，有时还能在陨石坑附近生成钻石。

美国宇航员从月球带回的样品，使地质学家能对月球陨石坑进行研究，并已建立了陨石坑形成过程的详细的电子计算机模式。模拟的结果能够与那些无疑因碰撞产生的陨石坑，如巴林杰陨石坑进行比较，或与由核爆炸或化学爆炸产生的坑进行比较。用此法进行研究的最大人工坑是美国内华达州的塞当坑，该坑宽400公尺，是由在地下200公尺进行的10万吨TNT当量的核爆炸生成的。

这样，真正的撞击坑能与其它貌似陨石坑的环状坑区别开来。塌陷的寒带地区的土丘及小火山口就属于后者这种地貌。寒带地区的土丘是外部覆盖着泥土的冰丘，如果中央的坚冰融化，则外部覆盖着的泥土层会沉下去，形成一个类似火山口的圆环。小火山口则是火山爆发造成的，通常为环状，较浅，边缘隆起。当上升的岩浆遇到水并发生爆炸时，就形成了火山口。由于火山口是由爆炸产生的，因此它们非常像小的陨石坑。

在最近几十年中鉴定的陨石坑是特别引人注目的。加拿大的克利艾瓦特湖是由两个环形湖组成的，直径分别为20及30公里，两湖几乎相交，虽然不十分明显。实地研究进一步证实该两陨石坑均已有2亿9千万年的历史，两次碰撞凑巧发生得如此接近，几乎让人难以置信，因此这两个陨石坑必须提及。很可能这陨石是一个五公里长的、活动非常有规律的阿波罗小行星，当该小行星接近地球时，由于地心的引力作用而断裂成两部分，碎片勉强来得及在击中地面以前分开，在地面上形成了两个陨石坑。

另一个不同寻常的陨石坑是澳大利亚哥塞的勃拉夫崖。该悬崖是一环状的山脊，约150公尺高，2公里宽，坐落在一个20公里宽的圆形平原上。这一结构在许多方面颇似一个复杂的陨石坑，但其形成方式尚是—个秘密。

最后，北美的安大略湖附近的索德伯立盆地是迄今发现的最大、最古老的撞击坑中的一个。它为探寻古代陨石坑的潜在价值提供了实例。虽然在它形成后的18亿5千万年中，该陨石坑发生了极大的变化，这个140公里宽的陨石坑仍能辨认出是小行星撞击地球的遗址。而现在，全世界的镍藏量有一半在这一地区。似乎这巨大的铜 - 镍资源间接或直接地是巨大碰撞的产物，而这巨大的碰撞发生在地球上生命还是由单细胞组成的远古时代。

现已发现在其它一些地方，别的一些古代大陨石坑受到破坏的边缘及中央隆起成了天然油库或天然气库。这些发现表明，探寻地球陨石坑的工作或许不仅仅只是一场科学实践。

[The Geographical Magazine，1987年5月]