近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员邓阳凡在国家自然科学基金等项目的支持下，带领地球物理成像团队，与中外合作伙伴联合采用多种地震分析方法，研究揭示了依兰陨石坑的三维碰撞结构和碰撞过程。相关成果发表在《通信-地球与环境》中(Communications Earth & Environment)。

陨坑(又称撞击坑)作为太阳系中最具吸引力的地质特征之一，吸引了科学界和普通民众的广泛兴趣。到目前为止，全球已经验证了近200个撞击坑。它们为行星科学研究提供了宝贵的实验室，为地球深层超高压、高温环境下物质的构成和结构的研究提供了独特的窗口。这些深层岩石在其他前提下很难获得样本，而撞击事件的极端高压和高温条件可以形成类似地幕深层的岩石矿物。此外，撞击坑为研究撞击事件与古生物学和古环境的巨大变化提供了巨大的结果。

依兰陨石坑是中国东北地区新发现的碰撞结构，表面呈现月牙形环形山，但其碰撞形成过程及其地下结构特点尚未研究。研究小组在该地区布置了220个节点地震仪，联合中外合作伙伴采用了多种地震分析方法，研究了依兰陨石坑的地下结构。此前对地球撞击坑结构的研究主要依赖于主动源地震和重磁电检测方法，但首次采用基于密集地震台阵的被动源显像新方法。

研究表明，依兰陨石坑圆形区域中有明显的放大效应，由疏松沉积物和碰撞破裂岩石形成。通过分析环境噪声层成像和水平垂直谱比，进一步揭示了依兰陨石坑下的三维碗形碰撞结构。

基于地震获得的地下结构参数，研究团队选择了多参数网格搜索方法，系统讨论了依兰陨石坑可能形成的碰撞速度、碰撞体直径等关键参数。结果表明，依兰陨石坑的碰撞能量可达1。×1017焦耳量级，对应等效地震能量的震级约为5.5级。通过对比过去8万年形成的其他陨坑，推断这可能是这一时期最大的冲击事件之一。

根据古代生物学证据，猛犸象等大型哺乳动物在48000年前就已经栖息在该地区，钻井数据还发现了木碳碎渣，表征着植被茂盛的历史，说明当时的生态系统相对完善。研究得出结论，大约4.93百万年前，依兰陨石撞击可能对当时的生态环境产生了显著影响。

这项研究不仅为依兰陨石坑撞击事件及其对周围环境的潜在影响提供了地球物理依据，而且强调进一步开展多学科研究的重要性，同时也为其他碰撞结构的成因和结构检测提供了重要参考。