テキサス大学オースティン校の研究者たちが、オクラホマ州の地質史における重要な部分を修正した。これは、科学者たちが地球上の生命の歴史における主要な出来事をどう解釈するかに影響を与える可能性がある。

オクラホマ州エイムズの町の地下には、何マイルにもわたって広がる隕石衝突構造がある。現在は堆積物の層がクレーターを覆っているが、科学的にも経済的にも重要な存在であり続けている。エイムズ衝突構造は、石油と天然ガスの主要な産出地でもある。

長年にわたり、エイムズ・クレーターは、およそ4億6750万年前にさかのぼる北米各地の主要な隕石衝突群に属すると考えられてきた。この時期はオルドビス紀隕石イベントとして知られている。あまりにも多くの衝突構造が同じ時期のものと思われるため、一部の研究者たちは、地球がかつて土星のような小惑星破片の環に囲まれていた可能性を提唱している。

テキサス大学の研究者による新たな研究は、エイムズ衝突がそのエピソードに属さないことを示している。衝突によって変成した花崗岩から採取したジルコン結晶を年代測定することで、研究チームは隕石が約3億7000万年前のデボン紀後期に衝突したと突き止めた。これにより、このクレーターは以前考えられていたよりも約1億年若いことになる。

「どんな手法を使っても、常にこのより若いシグナルに戻ってきました」と、筆頭著者でテキサス大学地球惑星科学科准教授のエリザベス・カトロスは述べた。この研究は7月に『Meteoritics & Planetary Science』誌に掲載された。

この研究以前、エイムズ衝突の年代は生物学的証拠によってのみ測定されていた。研究者たちは、コノドントと呼ばれる古代のウナギのような動物の歯が岩石中に保存されているのを発見していた。これらの化石は、より古いオルドビス紀に生息していた生物に由来するものだった。しかしカトロスによれば、小惑星が衝突した時点で、その歯はすでに何百万年も前のものだった可能性が高い。衝突はおそらく古い物質をかき混ぜ、化石を岩石に混入させながらも保存したのだ。

ジルコン年代測定は、まったく異なるタイムラインを示している。それは、エイムズ・クレーターがオルドビス紀隕石イベントの間に形成されたはずがないことを示している。代わりに、その新しい年代は、約3億7200万年前に起こり、地球上の海洋生物の大部分を絶滅させたフラスニアン・ファメニアン大量絶滅イベントに近い位置づけとなる。

ジャクソン地球科学大学院の学部長で、この研究の共著者であるダニー・ストックリは、ジルコンU-Pb年代測定が、地球の深い過去に起きた出来事の時期を決定する最も正確な方法の一つを提供すると述べた。ジルコン結晶はまた、衝突時に生じた極度の圧力によって作られた微細構造を保存することができる。

「これらの小さな結晶は、私たちが時間をさかのぼり、地球の古代景観への主要な変化について学ぶことを可能にします」とストックリは述べた。「大陸中のより多くの隕石衝突サイトでこれを行い、これらの主要な出来事のより正確なタイムラインを得ることができれば素晴らしいでしょう。」

ジルコンが実際に隕石衝突の影響を受けていることを確認するため、チームはNASAと協力し、カソードルミネッセンスと電子後方散乱回折を用いて結晶を画像化した。ジルコンが衝突の極限状態を経験すると、独特な方法で再結晶化する。これらの変化はこれらの画像化技術で検出でき、研究者たちは結晶が衝突そのものを記録したことを検証できる。

カトロスによれば、大量絶滅やその他の主要な出来事についてより正確な年代を確立することは、地球が時間とともにどのように変化してきたかを理解するために不可欠である。一つの重要な疑問は、絶滅イベントが主に隕石衝突のような宇宙からの力によって引き起こされたのか、それとも大規模な火山活動のエピソードを含む地球内部のプロセスによって引き起こされたのか、ということである。

「この研究で、私たちは基本的にオルドビス紀隕石イベントから主要なポーン（駒）を一つ取り除き、フラスニアン・ファメニアン・イベントに投げ込み、『この衝突はここに属する』と言っているのです」と彼女は述べた。

このプロジェクトは、元ジャクソン地球科学大学院の大学院生によって開始された。