約6,600万年前に大きな小惑星が地球に衝突し、恐竜やその他のさまざまな動物種に終焉をもたらしました。しかし、この小惑星がどこから来たのか、どのような角度で衝突したのかについては、これまで議論の的となってきた。現在、3D シミュレーションは新たな洞察を提供しています。それは、小惑星が北東から 45 ～ 60 度の角度で衝突したに違いないことを示しているため、そのような衝突だけが今日観察可能な特徴を残したはずです。しかし同時に、研究者らが報告しているように、この衝突角は白亜紀の環境にとって最悪のシナリオでもあった。
それは地球史上最大の大災害の 1 つであり、地球上で 5 つの主要な大量絶滅の 1 つを引き起こしました。約 6,600 万年前、大きさ 10 キロメートルを超える小惑星が、現在のユカタンにある地球に衝突しました。この衝撃により、広島原爆1,000万発分のエネルギーが一瞬のうちに放出され、数十億トンの硫黄を含む岩石が蒸発しました。衝撃の熱と爆発的な衝突の衝撃波が組み合わさり、最初の数時間以内に広範囲のすべての生命が絶滅した可能性があります。成層圏のはるか彼方まで放出された大量の硫黄エアロゾルのせいで、急性期の後に何年も続いた衝撃の冬が始まりました。エアロゾルのベールが太陽光の一部を飲み込み、おそらく地球上の平均気温を下回った可能性さえあります。氷点。この地球規模の大惨事の結果、白亜紀のすべての動植物種の 75 パーセント以上が絶滅しました。
衝撃の3Dシミュレーション
ほぼ世界中の特徴的な堆積物と、衝突によって残されたクレーターが、今でもこの壊滅的な出来事の証人となっています。ユカタン半島にある約 150 キロメートルの大きなチクシュルーブ・クレーターは、もはや肉眼では見えませんが、その構造はまだ存在しています。フィールド測定と重力場の異常によって認識できます。このサイズのクレーターでは典型的なことですが、いくつかのリング状の城壁と中央の隆起が見られます。科学者たちは、これらの構造の位置と配置から、小惑星がどの方向からどの角度で衝突したかを推測しようと何度か試みてきたが、これまでのところ矛盾した結果が得られている。インペリアル・カレッジ・ロンドンのギャレス・コリンズ率いる研究者らが今回、クレーターからのドリルコア分析や地震測定の結果を含むすべての既存データを要約し、これを三次元モデルシミュレーションの基礎として使用したのはそのためだ。
彼らのシミュレーションでは、小惑星をさまざまな方向とさまざまな角度から地殻とマントルからなる2層の地下に衝突させた。研究者らは衝突角度を90度から60度、そして45度からわずか30度のやや浅い角度まで変化させた。小惑星の飛行速度は秒速12～20キロメートルだった。すべての衝撃で、放出されるエネルギーは同心円状に広がる衝撃波を生成します。 「衝突後の最初の1分で、放出された物質は、しばしば一時的なクレーターと呼ばれる、深いお椀型のくぼみを作り出します、とコリンズ氏と彼の同僚は説明します。」しかし、この遷移クレーターは不安定で、クレーター底の振動により短時間で崩壊してしまいます。そうして初めて、いくつかの環状の隆起に囲まれた中央の山を持つ最終的なクレーターが形成されます。
60 度の角度は最悪のシナリオでした
ここで重要な問題は、どの衝突シナリオが現在観察可能なクレーターの特徴に最も近いかということであった。 「我々のシミュレーションは、小惑星がおそらく60度の傾きで急角度で衝突し、北東から来たという証拠を提供したとコリンズ氏は報告している。これらの衝突パラメータは、チクシュルーブ・クレーターに存在するものと同様の、中央リングの非対称なシフトと地球のマントルの隆起をもたらした。「チシュルーブの地球物理学的観測は、中央リングとマントル隆起の中心が異なる、ほぼ反対方向にオフセットしていることを示している」クレーター中心から」と研究者は説明する。このパターンは、60 度の角度で秒速 12 キロメートルで衝突するシミュレーションで作成されました。 45度の角度で秒速20キロメートルで衝突した場合の結果も同様でした。コリンズ氏と彼のチームによると、いずれの場合も、この結果は小惑星が北東から来たに違いないことを示唆しているという。
研究者らが説明するように、この衝突は陸上生物にとって最も不利な角度で起きた。「恐竜にとって、これは最悪のシナリオだった」とコリンズ氏は言う。 「この衝突により、特に大量の物質とガスが上層大気中に放出され、あらゆる場所に拡散しました。それが衝突の冬につながりました。」具体的には、約60度の角度での衝突では、垂直衝突の2～3倍、非常に浅い衝突の約10倍の二酸化炭素と硫黄が放出されると研究者らは計算した。こうして、恐竜と多くの同時代人の運命は決定されました。
出典: Gareth Collins (Imperial College London) 他、Nature Communications、 doi: 10.1038/s41467-020-15269-x
