1.对陨石坑的认识
目前，根据有关科学家的推算和估计，大约每一百万年地球上就会形成一至三个直径超过20千米的陨石坑。陨石坑是行星、卫星、小行星或其他天体等表面通过陨石撞击而形成的环形的凹坑（较大的陨石坑又称环形山）。
陨石坑的中心往往会有一座小山，在地球上陨石坑内常常会充水，形成撞击湖。湖心则会凸出一座小岛，这是由于自然降水或地下水等原因。
在具有风化过程的天体上或者具有地壳运动的天体上，老的陨石坑会逐渐被磨灭或消失，比如在地球上通过风化、风吹来的尘沙的堆积等作用，岩浆撞击坑会被掩盖或者磨灭。
在其他天体上，有可能有其他自然作用的效用来磨灭这些陨石坑。例如木卫四的表面是冰，随着时间的流逝冰会慢慢流动，使得这颗卫星表面的陨石坑消失。
目前，在地球上约有150个大的依然可以辨认出来的陨石坑，通过对这些陨石坑的研究，地质学家还发现了许多已经无法辨认出来的或完全消失的陨石坑。几乎所有具有固体表面的行星和卫星均带有陨石坑。在有些天体上陨石坑的密度可以被用来确定相应的表面地区的形成年代。
2.陨石坑的形成
陨石坑是陨石的最重要特征之一，它是鉴别陨石特征、渊源等的标志性线索。
那么，陨石坑是怎么形成的呢？
在地球上，陨石坑形成的条件是一个物体以每小时11.6千米的速度从外空与地球相撞。在这个过程中，这个物体的动能转换为热能，重的陨石释放出来的能量可以达到相当于上千吨原子弹爆炸所释放出来的能量，这个能量级相当于核爆炸所释放出来的能量。
假如陨石的质量超过一千吨的话，大气层基本上对它没有减速的作用，那么陨石表面的温度和压力就会非常高。陨石在这种状况下会在它们与地面撞击以前就被破坏，但是铁-镍金属陨石的结构足够强，可以与地面撞击并造成巨大爆炸。
当陨石与地面相撞时，它将当地周边的空气、水和岩石压缩为极热的等离子体。这个等离子体向外快速扩张，并迅速冷却。它与其他被投射的物件以轨道或近轨道速度被抛出，相当于离心运动，当离心力大于核心对它的引力时，它们便完全脱离地球，有些甚至可以在其它行星表面成为陨石坠落。没有空气的天体表面往往还可以看到从撞击坑向外辐射的外抛物留下的痕迹。
不过在此应该提到的是关于这些辐射线的产生原理还有其他非撞击的理论。
在等离子体内部，非常高能的化学反应会发生，比如在地球上盐水和空气可以合成非常强的酸。等离子体内气化的岩石会凝结成水滴形的似曜岩，这些似曜岩可以分布到撞击点周围很大的范围里。但是也有人认为似曜岩不仅仅是撞击产生的，比如世界上最大和最年轻的似曜岩区（位于澳大利亚周边，约70万年）就是一个撞击坑。假如这里的似曜岩的确是由于撞击所形成的，那么这么大的一个撞击坑肯定不会在过去一百万年中被磨灭。
海上撞击所造成的危害比陆上撞击的要大得多。大的陨石可以一直冲到海底，在海上造成巨大的海啸。据计算，尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石的撞击造成了50至100米高的海啸，在内陆数千米处形成了堆积。
不论是在陆上还是海上，陨石撞击的结果总是一个陨石坑。陨石坑有两种形式：“简单”的和“复杂”的。简单的陨石坑直径一般都小于4000米。巴林杰陨石坑就是一个典型的简单陨石坑，它就是地面上的一个其貌不扬的普通的坑。
复杂的陨石坑一般比较大，中央有一个中心山，周围环绕着沟，还有一个或多个边。中心山是由于撞击后地下的反射造成的，这样的陨石坑有点像地面上的滴入水池里的冻结的水滴。
不论是简单的还是复杂的陨石坑，其大小决定于陨石的大小以及撞击处的物质。较松软的物质所形成的陨石坑比较脆的物质所形成的陨石坑要小。陨石坑的大小和形状也随时间的变化而发生改变。刚刚形成的陨石坑由于散热而收缩。
在地球表面随时间的延续，风化以及其他地质过程会将陨石坑掩藏起来。巴林杰陨石坑是地球上保存最好的陨石坑之一，但是它只是在约5万年前形成的。而6500万年老的希克苏鲁伯撞击坑虽然是地球上最大的撞击坑之一，但是在地球表面上人们已经看不到它的痕迹了。
有些火山口看上去像陨石坑。爆炸性的火山口一般很容易与撞击坑区分，因为它们的形状不规则，而且还有岩浆流和其他火山物质。只有金星上的陨石坑也有融化的物质流淌。
陨石坑最不同的标志是岩石受到的冲击变态如碎裂屑锥、熔化的岩石和晶体变形。比较困难的是至少在简单的陨石坑里这些物质比较趋向于被深埋，但是在复杂的撞击坑里可以在中心上射的部分找到它们。
3.陨石坑的特征
通过对陨石坑的形成原因和过程的分析，陨石坑具有不同的特征，其共同特征如下。
其一，碎裂屑锥。这是岩石上V形的凹坑，尤其在细粒的岩石上容易产生这样的碎裂屑锥。不过一些学术论文报道说在火山喷射物中也发现有碎裂屑锥的存在。
其二，高温岩石，比如溶化过得和焊在一起的沙块、似曜岩以及溶化的岩石飞溅后形成的玻璃。不过有的学者怀疑似曜岩可以作为撞击坑的特征。在一些火山地带也有似曜岩被发现。此外，似曜岩一般比典型的撞击岩石要干许多。
撞击后溶化的岩石类似火山岩，但是它们包含有没有溶化的岩层的碎片，组成不寻常的、大面积的覆盖面，它们的化学成分也比从地球深处喷出来的火山岩要复杂。此外，它们往往含有在陨石中比较多的微量元素，如镍、铂、铱、钴等。
其三，矿物中的微压力变形。在陨石坑形成的过程中，各物质间存在相互作用力，其中矿物质因受各物质间的压力或挤力而发生变形。这包括石英和长石中晶体破裂，高压物质如金刚石的形成，冲击石英的变形如重矽石和斜矽石。
除火山外，地下核爆炸也会造成类似于陨石坑的坑。事实上，世界上坑最密集的地区是在美国的内华达测试基地。
4.陨石坑的鉴别
根据对陨石坑现场的实际调查和对主要造岩矿物冲击效应的研究，以及陨石坑自身的许多特征，结合核爆炸和人工冲击模拟试验研究的结果，鉴别陨石坑的主要标志有：
第一，陨石坑一般为圆形构造。目前，对地表数十个陨石坑探测的结果表明，它们多为圆形构造，较古老的坑由于受构造运动的影响也有呈现椭圆形或腰子形的。
第二，大多数陨石坑都保存有较好的坑唇，即环形山坑缘。它是由抛射物沿坑的边缘堆积而形成的。有一些陨石坑由于形成时间古老，坑唇多被侵蚀掉，有时冲击坑本身也被剥蚀，因而不易被识别，但残留的强形变和震裂岩石为一圆形区域这一特点仍可以被辨认出来。
第三，坑底结构较复杂。坑底的岩石在受到巨大陨石轰击后，由于应力释放而产生一定程度的回弹即作用力与反作用力，因此在一些大的陨石坑底部常出现中央隆起的状况。由于坑底岩石遭到破坏，因而使得人工地震波的反射极不规则，人们无法精确探测它的深度以及其他信息。重力法的测定结果表明，陨石坑为重力负异常，而火山喷发为正异常。
此外，一个巨大陨石的轰击有可能触发或控制深部岩浆的侵入，如加拿大著名的镍矿床所在地——萨德伯里构造已被证实为一个复合构造，其深部升上来的含矿岩浆重叠在大的陨石轰击构造之上。陨石轰击触发深部岩浆上升并溢出地表充填在坑内的现象，在月球表面较常见，在地球表面也有所见。
第四，常有陨石碎片或铁——镍珠球等残留物存在于冲击产物中。迄今为止，人们还从未在任何一个地表陨石坑中挖掘出陨石冲击体本身，然而在质量较小的陨石所轰击形成的坑内大都能找到它的残留物。
例如目前地表已找到陨石碎片的十多个冲击坑的直径都较小，一般只有几十到上百米，最大的亚利桑那陨石坑直径为1200米。质量大的陨石，由于它高速撞击地表后容易爆散和蒸发，极难在坑中找到其残片。
同时，人们在直径为24千米的里斯坑中至今仍未找到陨石的残留物。但不久前在坑底岩石的粒间裂隙内发现了铁——铬——镍（含少量硅和钙）的微细粒子及细脉，认为是由气化了的陨石冲击体经凝聚而形成的，这也是识别陨石坑的重要标志。
第五，角砾岩和震裂锥的存在。大量的角砾岩大都是杂乱无章地与不同的岩性碎屑混合在一起。这些角砾岩含有大量熔融的或部分熔融的玻璃质击变岩。冲击波通过某些岩石类型时，就产生了震裂锥。单个锥体的大小，从小于1厘米到15厘米或更大，顶端稍钝，锥体项角一般为90°。锥体表面有很多沟槽，呈马尾构造，锥体的顶端都有指向该冲击构造中心的趋势。在石灰岩、白云岩、石英岩、片麻岩和页岩等许多岩石类型中都观察到有震裂锥。
目前在地表冲击位置上，包括萨德伯里构造、里斯和施泰因海姆盆地、弗林克里克等数十个冲击构造中都发现了震裂锥。现已证明，震裂锥本身已能作为陨石轰击的独特标志。
第六，矿物的冲击效应标志。造岩矿物均显示冲击效应。
目前，与陨石坑有关的矿物冲击效应为：其一，在非常高的应变率下，矿物发育为有特征的微观和亚微观结构，如石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石的形变、微裂隙、微页理和扭折条带等构造。其二，在固态下的相转变，如石英转变为柯石英和超石英，以及转变为继形硅氧玻璃，石墨转变为金刚石等。其三，矿物的热分解、熔融以及出现流动构造，特别是在同一岩石中结晶体和玻璃体并存，如石英、长石已转变为玻璃相，而深色矿物仍保留晶质相。
玻璃是多种矿物经复杂的反应形成的混合物，没有固定的熔沸点。在强冲击情况下，玻璃体内的难熔矿物也发生了分解，如有的坑内钛铁矿、金刚石、铁板钛矿和斜锆石等已熔成液滴状。
5.世界陨石坑博览
在地球近46亿年的历史中，类似小行星撞击地球的事并不鲜见。尽管这些外来天体在地球表面留下的痕迹，可能会被各种地质活动等自然因素抹去，但人们依然能看到昔日天地大冲撞留下的一些陨石坑。
下面就带领大家去认识一下来自世界各地比较著名的陨石坑，使大家对陨石有更深刻的了解。
巴林杰陨石坑——科学家首次重大的发现
大约在5万年前，一颗重达30万吨的小行星以每秒12千米的高速冲进地球大气层，在如今的美国亚利桑那州留下方圆约1千米、深200多米的大坑。这就是著名的巴林杰陨石坑，被称为“全世界第一个被科学家确认的陨石坑”。
现在，全球有一百多个陨石坑，巴林杰虽然不是最大的，却是保存最完好的。
从人造卫星所拍摄的地球照片上，人们可以清楚地看到位于美国亚利桑那州的直径为1250米的巴林杰环形陨石巨坑。一直以来，有人推测这个坑穴是由一颗陨石碰撞的结果。
19世纪末，美国地质勘探局首席地质学家吉尔伯特曾断言这个巨坑是一个死火山口，但一位名叫巴林杰的工程师却从周边的碎屑中推测，这很可能是富含铁的陨石撞击的产物，并买下了这块土地的产权。20世纪初，巴林杰在坑周围进行了大量艰苦的勘探，钻探深度达400米，却始终未能找到推测中的那颗陨石的踪影。为了纪念他，美国陨石学会把这个坑命名为“巴林杰陨石坑”。
那么“巴林杰陨石坑”为什么没有陨石残留的痕迹呢？
众所周知，流星穿过大气层时可以完全燃尽。但大型陨石的主要成分是硅、铁类元素，一旦落地它就逐渐冷却，不会继续焚烧，很难想象一个已经砸出上千平方米巨坑的陨石会气化消失。按人们的逻辑分析，陨石的质量与陨石坑的陨石的的直径、深度应有一定的比例关系，真正由陨石撞击形成的坑中都能找到各种陨石，这一点已有大量事实验证。如1967年吉林陨石雨后，在一个直径仅6米的坑中人们就找到一块1770千克的石陨石。
探寻这种环形巨坑的来历要从地球的演变说起，地球内部由于热核反应而不断积聚能量，当地壳承受不住压力时，便会发生熔岩喷发活动。在岩浆冷却凝固时，由于混合在岩浆中的水和蒸汽的支撑作用，岩层中会形成空洞（就像烧制玻璃时残留的空气泡）。部分空洞因距离地表很浅，经过漫长年代，空洞中的水和蒸汽会沿着岩层缝隙流失散发掉，失去内部压力支撑的洞顶坍塌便形成凹陷环形坑。因为这种坑是由于熔洞塌陷而形成的，所以其内壁陡立，甚至呈口小底大的瓮形。像我国湖北省神农架地区七溪坪的巨坑，坑口直径约410米，而坑底直径约有530米，坑口上方还有熔洞塌陷时留下的两块条石悬空架在坑沿上。
至于“巴林杰陨石坑”四周略高的坑唇，是由于这类熔洞坍塌前是向地面鼓涌的圆丘，坑唇是圆丘塌陷后残留的边缘部分。现在美国西部还有许多这种地下是熔洞的地面圆丘。这种巨坑和熔洞是一种地质构造不同时期的两种形态，它的形成原因与天体内部地质演变有着密切的关系，在其他行星上这种状况同样存在。所以，巴林杰在此找不到陨石也在情理之中。
而这个陨石坑最终被科学家所确认，则得益于天文学家苏梅克的考察。由于这个陨石坑的构造与月球的环形山类似，美国宇航局在进行“阿波罗”登月计划时，还特地借用陨石坑进行过宇航员训练，迄今这里还保留着部分设施。
此外，古生物学家还从巴林杰陨石坑中的岩层中发掘出了三叶虫、沧龙等珍稀化石。这些足以见证这个陨石坑的悠久历史，也说明了巴林杰陨石坑是一个饱涵远古气息的巨坑。
希克苏鲁伯陨石坑
据推测，希克苏鲁伯陨石坑形成大约在6500成年前，与白垩纪第三纪灭绝事件的年代正好相吻合，是在墨西哥犹加敦半岛发现的陨石坑撞击遗迹。
据推测，这个陨石坑整体略呈椭圆形，平均直径约有180千米。而造成坑洞的陨石直径推测约有10千米，撞击后完全蒸发，释出高达5.0×1023焦耳的能量，相当于100兆吨黄色炸药。这些能量足以引发大海啸，并使大量灰尘进入大气层，完全遮盖阳光，甚至改变全球的气候。
物理学家与其子——地质学家认为此次灭绝事件的祸首就是天体撞击，证据就是全球年代与之对应的地层中都有层薄黏土层，陨石撞击造成的灰尘云在全球沉积，便形成铱含量极高的黏土地层。
墨西哥尤卡坦陨石坑
墨西哥尤卡坦半岛契克苏勒伯陨石坑，直径大约为198千米。陨石坑的肇事者是6500万年前一颗直径为10～13千米的小天体。
陨石坑被埋藏在1100米厚的石灰岩底下，首先被石油勘探工作者发现，随即又被“奋进号”航天飞机通过遥感技术证实了它的存在。
俄罗斯通古拉斯陨石坑
通古拉斯陨石坑是一个较年轻的坑，所经时间较短。1908年6月30日，目击者看见一个火球从南到北划过天空，消失在地平线外，地平线上随即升腾起火焰，响起巨大的爆炸声。爆炸之后的几天里，通古拉斯地区的天空被阴森的橘黄色所笼罩，大片地区连续出现了白夜现象。调查者相信这是由一颗陨石撞击到西伯利亚所引起的爆炸。据推测，这颗直径小于60米的小行星或者彗星碎块闯入大气层，在距地面8千米的上空发生了爆炸。
1947年2月12日，俄罗斯远东城市锡霍特发生与通古拉斯相似的大爆炸，人们后来发现了100多个陨石坑，收集到8000多块镍铁陨石，总重量23千克多。
澳大利亚戈斯峭壁
澳大利亚探险家戈斯于1873年发现了戈斯峭壁。但最早光顾这个陨石坑的是生活在澳大利亚荒漠中的土著，坑中的营地遗址留下了他们当年活动的痕迹。
像大多数类似的陨石坑一样，戈斯峭壁也有从中心向四周辐射的地质裂缝。根据科学家对该坑形成的研究，证实它是在一亿三千万年前，遭受来自太空的撞击形成的。撞击物体的速度极快，但密度相对较低，因而推测是彗星（由固体二氧化碳、冰块和尘埃组成）而非小行星陨石。
最初的陨石坑直径大约20千米，而现在由戈斯峭壁围合的坑径只有4000米，是中心坑，外围的在亿年漫长的岁月里早已被侵蚀掉了。坑的外边缘有两道坚硬的砂岩峭壁，高出平原地面有180米，它也是在那次彗星撞击中形成的。
地下探测表明，与之相同的岩层在地下2000米的深处，由此人们可以想象当年陨石造成的撞击有多么强烈！
奥隆加陨石坑
奥隆加陨石坑是在大约200万年前到3亿年前所形成的一个侵蚀陨石坑，它位于非洲乍得湖北部的萨哈拉沙漠地区。
这个陨石坑是由一颗直径为1.6千米的彗星或小行星与地球相撞而形成的，这种撞击大约每100万年才发生一次。这个陨石坑直径大约17千米，附近有两个环形结构，这两个环形结构是航天飞机用成像雷达对大约36千米的区域进行扫描时发现的。
罗斯通古拉斯陨石坑
博苏姆太湖位于加纳库马西的东南边大约30千米的西非大地盾的水晶矿床上，它是该国唯一的一个自然湖。
大约在130万年前，一颗陨星撞击这里，在地面上留下一个直径为10.5千米的大坑。之后，这个陨石坑逐渐注满了水，形成了现在人们所看到的湖。博苏姆太湖周围被浓密的雨林包围，非洲西部阿善堤地区的人认为这是个神明之地。他们认为这里是死者的灵魂向上帝告别的地方，是个充满神奇色彩的陨石坑。
加拿大清水湖
清水湖是加拿大魁北克省后盾上的两个环形湖（或陨石坑），它们是在大约2.9亿年前由一对小行星撞击哈得孙湾附近而形成的。两个陨石坑中较大的一个是直径为32千米的西清水湖，较小的东清水湖直径为22千米。
这两个湖之所以会成为非常受欢迎的旅游胜地，可能是因为这里的大量小岛点缀成了一系列美丽的小岛“链”。当然，这些湖出名的另一个原因是它们拥有清澈见底的湖水。这便是大自然塑造的陨石坑美景之一。
加拿大深水湾
加拿大深水湾位于加拿大萨斯喀彻温省驯鹿湖的西南端附近，是一个非常引人注目的环形浅水湖，颜色非常深，而且形状极不规则。
这个直径为13千米的陨石坑是由大约1亿年前一个较大的陨星撞击该地而形成的，它有着复杂的陨石坑结构，其中间有完全被淹没的矮矮的中心凸起。
