太陽系の過去に小惑星率が跳ね上がった

研究者たちは、地球と最も近い天体の隣人である月の衝突クレーターを調査しているときに、この傾向を発見しました。これらの記録では、多くの衝突クレーターが過去数億年にさかのぼります。古いものは少ないです。 「それは驚くべきことでした」と、今日の論文の主執筆者であるトロント大学のサラ・マズロウイは言いました。 「その足跡は見えますが、これを引き起こした本当の原因は何ですか?」

小惑星の上昇が確認された場合、太陽系の小惑星帯における古代の大変動が原因である可能性があります。時折、小惑星は互いに衝突し、同様の軌道を続ける岩石の破片の「家族」を生み出します。サウスウェスト研究所の惑星科学者であるビル・ボトケによる以前の研究では、そのような小惑星族の 1 つが恐竜殺しの発祥の地であると指摘し、おそらく 10 億年前に地球に影響を与えた別のフローラ族を非難しました。

時間が経つにつれて、太陽​​からの熱が小惑星群を新しい位置に移動させる可能性があると、新しい論文の共著者でもあるボトケ氏は述べています。これらの家族は、火星と木星の間の小惑星帯を脱出し、私たちが住む太陽系内惑星系に移動することがあります。気まぐれな家族が地球を襲うかもしれません

ただし、これらすべての点を結び付ける前に、チームは、小惑星の衝突のパタパタが実際に増加したことを仲間に納得させ続ける必要があります. 「確実に打率に変化があります。または、少なくとも、私はそれに多額のお金を賭けるでしょう」と宇宙科学研究所のジョシュア・バンドフィールドは言いました。問題は、「どれだけ正確に判断できるか」です。

月のタイムカプセル

科学者たちは、私たちの惑星の表面が過去数億年にわたって通常よりも激しく衝突したというヒントをすでに得ていました。地球の歴史は 45 億年に及びますが、ほとんどの大きな衝突クレーターは比較的最近に形成されたようです。それでも、地質学者は通常、これをデータの偏りのせいだと考えています。時間の経過とともに、風化や地殻活動によって、ほとんどの古いクレーターの痕跡が消し去られたと彼らは考えました。

しかし、2014 年、マズロウイの大学院の顧問であるレベッカ ゲントは、その偏見を回避する方法を考案しました。地球のクレーターはプレート テクトニクスと天候の影響を受けますが、月の傷跡は、宇宙飛行士の足跡のように不活性のままそこに留まっています。 「月はタイムカプセルです」とマズロウエイは言いました。

インパクタが月に激突し、クレーターを地表に突き刺すと、巨石が空中に打ち上げられます。その後、これらの岩がその地域に散らばります。おそらく10億年以上かけて、月に衝突する小さな微小隕石の霧雨が岩を溶かし、レゴリスと呼ばれるより細かい土壌にします。その過程で、特定のクレーター内の岩石とレゴリスの比率は、最初の衝突からの時間を追跡します。

日中は岩とレゴリスの両方が熱を吸収します。夜になると、岩はこの熱に耐え、熱放射で何時間もかすかに光ります。一方、レゴリスは日没後の砂浜のように急速に冷えます。夜間の輝きの量は、クレーターの相対的な岩の多さを示しているため、この方法ではその年代を推定しています。

Mazrouei と彼女の同僚は、少なくとも直径 10 キロメートルの 111 の月のクレーターを特定しました。次に、NASA のルナー リコネサンス オービターからの赤外線データを使用して、クレーター周辺の岩の状態を測定し、それぞれの年代を推定しました。彼らの統計分析によると、約 2 億 9000 万年前から現在にかけて、大きな衝突が月の表面を揺らした回数は、それ以前の 7 億 1000 万年よりも 2.6 倍多くなっています。この急増は、「大絶滅」として知られる地球最大の大量絶滅とほぼ同時期に発生し、全種の約 90% が絶滅しました。その絶滅の原因は議論中です.

チームはまた、地球上の 38 の大きなクレーターの調査を行い、2 つ目の独立した記録を作成しました。しかし、彼らは、地球の地殻に保存されている古い衝突の断片的な記録が信頼できることを証明するのが難しいことを知っていました. 「前提は常に『ああ、それは侵食だ』でした」とBottkeは言いました。 「それに対してどのように反論しますか?」

そのため、チームは数億年にわたる浸食を測定しようとしました。 Bottke は、英国のサウサンプトン大学の地質学者であり、キンバーライト パイプの専門家である Thomas Gernon を連れてきました。キンバーライト パイプとは、ダイヤモンドが豊富なニンジンの形をした火山構造で、同じ大陸の表面の多くに突き出ており、古いクレーターも保存されています。好都合なことに、キンバーライトは、経験した浸食を記録し、上から下へ摩耗させます。

地球の大陸地殻のほとんどの古いブロックでは、浸食によってキンバーライトから 1 キロメートル未満の岩石がすり減り、適度なこすり洗いが行われただけです。これは、これらの表面が古い大きな衝突の傷跡をまだ示していることを示唆している、と研究チームは主張した。最終的に、地球からのデータは月のデータと一致しました:数億年前のクレーターの原因となるクラッシュのジャンプに続く長い小康状態.

しかし、チームは地球と月の間に大きな違いがあることを発見しました。 6 億 5000 万年前より前には、地球のクレーターはほぼ消失していました。一方、月には同時期の衝突痕がたくさんあります。

最近の別のアイデアで、その理由を説明できます。 2018 年末、カリフォルニア大学バークレー校の地質学者 C. Brenhin Keller が率いるチームは、この頃、古代地球は大陸の分厚い部分をむさぼり食っていたと主張しました。 「雪だるま地球」仮説によれば、複数の氷河の波がかつて地球全体を氷に閉じ込めていました。これらの氷河が増減するにつれて、何キロにもわたる大陸の岩石が削られ、海に投棄され、地質学的記録の膨大な部分が消去されました。これにより、最大かつ最も深いクレーターを除くすべてのクレーターも一掃されたはずです。

今のところ、新しい影響国勢調査にはまだ懐疑的な人がいます。パデュー大学の惑星科学者であるデビッド・ミントンは、「おそらく衝突率に変化があり、おそらく小惑星帯での出来事に関連していたでしょう。しかし、彼はこのデータがそれを証明しているとは考えていません。ミントン氏は、月のクレーター法の基礎となる可能性のある欠陥の 1 つを強調しました。古いクレーターにある巨石は、一定の速度で摩耗することはおそらくない、と彼は言いました。おそらく、岩石が侵食される速度は時間とともに変化します。このような変動は、クレーター年代の推定を狂わせます。

同じくパデュー大学の Jay Melosh は、こ​​の研究では月と地球のクレーターの数が少ないため、別の不確実性の原因が生じると付け加えた。 「10,000 個の月のクレーターについて信頼できる日付があれば、これを証明することができます」と彼は言いました。 「しかし、彼らはそうではありません。月面に毎週サンプルを持ち帰る人がいない限り、そのような記録はありません。」

衝突率が時間とともにどのように変化するかを確認すると、太陽系全体に影響を与える可能性があります。科学者は、惑星や月の表面の年齢を推定するために、クレーターの数、サイズ、新しいクレーターが古いクレーターとどのように重なるかを使用します。 「この太陽系全体への影響の歴史は、惑星科学のかなり中心的なものです」と Bandfield 氏は述べています。

次に、生物的な影響があります。マズルーエイの研究で明らかになったパターンが当てはまる場合、過去数億年間の地球の進化は、危険設定が少しだけ高く設定された宇宙で発生したことを示唆しています。恐竜、顕花植物、初期の霊長類、現代の人間はすべて、地球外からの影響のリスクが高まる中で生活してきました。その間、地球は 3 回の大量絶滅と数回の小規模な絶滅も経験しています。恐竜の治世を終わらせた小惑星のように、小惑星に関連していると思われるものもあります。他の人はそうではありません。

影響の速度の変化は、この時期の人生の浮き沈みに何らかの形で関連している可能性がありますか? 「確かに考えたくなります」とボトケは言いました。 「この論文が出たら、宇宙生物学者がそれにどう反応するかを知りたいです。」