メイン小惑星帯での激しい衝突が、約8億年前に内太陽系全体に長期間にわたる衝撃波を引き起こした可能性があると、サウスウエスト研究所が主導する研究が発表した。

研究者らは、ユーラリア小惑星族を形成した親天体の崩壊が、大量の破片を地球、月、火星に向けて送り出したと提唱している。この関連性が正しければ、この出来事は複数の世界に地質学的変化をもたらし、地球の気候や生物圏にも影響を与えた可能性がある。

「衝突が太陽系における生命の起源と進化の形成に果たした役割は、ほとんど理解されていません」と、コロラド州ボルダーにあるSwRIの太陽系科学探査部門のエグゼクティブディレクターであり、NASAの太陽系探査研究バーチャルインスティテュートにおけるSwRIチームである月起源進化センター（CLOE）のディレクターも務めるウィリアム・ボトケ博士は述べた。彼はこの研究を説明する論文の主著者でもある。「月のクレーターだらけの表面は、地球の過去の大規模な衝突を思い出させますが、これまでに生命への特定の影響、すなわち恐竜の大量絶滅と強く関連づけられているのは、6600万年前のチクシュルーブ衝突イベントだけです。」

チクシュルーブはメキシコのユカタン半島の下に埋もれた巨大な衝突クレーターである。それを生み出した小惑星の衝突は、非鳥類型恐竜と多くの他の種を絶滅させた大量絶滅イベントと広く関連づけられている。

はるかに古い衝突は再構築がはるかに難しい。6億5000万年以上前の衝突からの地質学的証拠は乏しい。なぜなら地球の表面は常に変化し、リサイクルされているからだ。

火山は新しい岩石を作り、プレートテクトニクスは大陸と海底を再形成し、風化は露出した景観を徐々に分解する。これらのプロセスは一緒に、多くの古代の衝突クレーターを消去または埋没させる。

地球史のこれらの欠落した章を調査するために、科学者は小惑星シャワー、すなわち主要な衝突からの破片が内太陽系の惑星や衛星に繰り返し衝突する期間を研究することができる。

「メイン小惑星帯での大規模で適切に位置づけられた衝突によって引き起こされるこれらの稀なイベントは、内太陽系のすべての世界を砲撃します」とボトケは述べた。「したがって、月の静的な表面に保存された証拠は、古代の地球や火星で何が起こったかを推測するために使用できます。」

月は古代の衝突記録を保存する

地球とは異なり、月には活発なプレートテクトニクス、流れる水、または古いクレーターを急速に消去する実質的な大気がない。そのため、その表面は古代の衝突のはるかに完全なアーカイブとして機能する。

以前の研究は、月が約8億年前に大規模な衝突の大幅な増加を経験したことを示唆していた。その結論は、主要な月のクレーターの推定年齢とアポロ計画中に収集された衝突ガラスの年齢に基づいていた。

衝突ガラスは、衝突が岩石を溶かすのに十分な熱を発生させるときに形成される。溶けた物質はガラスに冷え、化学的および年代学的な手がかりを保存し、科学者はそれを使用して衝突がいつ発生したかを推定できる。

月の証拠は衝突の急増を指し示していたが、研究者はそれを生み出した可能性のある小惑星帯での現実的なイベントを特定する必要があった。

「私たちの宇宙法医学チームは、衝突および力学モデルを使用して、これらをユーラリア小惑星族の形成に結び付けました。原始的な炭素質コンドライトのような物体が別の物体と衝突したときです」とボトケは述べた。「親小惑星の位置が鍵でした。それは木星との重力3:1平均運動共鳴の瀬戸際で崩壊したのです。」

炭素質コンドライトは、太陽系で形成された最も古い物質の一部を含む原始的な炭素豊富な隕石である。それらはまた、含水鉱物や有機化合物を含むこともある。

ボトケが説明した軌道領域はJ3:1共鳴と呼ばれる。この配置では、小惑星は太陽の周りを3回公転する間に、木星が1回公転する。