약 8억 년 전, 소행성대에서 발생한 격렬한 충돌이 내태양계 전역에 걸쳐 장기간의 충격파를 일으켰을 수 있다는 연구 결과가 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute) 주도로 발표됐다.

연구진은 율리아(Eulalia) 소행성족을 형성한 모체의 분열로 인해 엄청난 양의 파편이 지구, 달, 화성으로 향했다고 제안한다. 이 연결이 맞다면, 그 사건은 여러 천체에 걸쳐 지질학적 변화를 일으켰을 뿐만 아니라 지구의 기후와 생물권에도 영향을 미쳤을 수 있다.

"충돌이 태양계 생명체의 기원과 진화를 형성하는 데 어떤 역할을 했는지는 제대로 이해되지 않고 있습니다"라고 콜로라도 볼더에 있는 SwRI 태양계 과학 및 탐사 부문 전무이사인 윌리엄 보트케 박사는 말했다. 그는 또한 NASA 태양계 탐사 연구 가상 연구소의 SwRI 팀인 달 기원 및 진화 센터(CLOE)를 이끌고 있으며, 이 연구를 설명하는 논문의 주저자이기도 하다. "달의 거친 표면은 지구 과거의 대규모 충돌을 상기시켜 주지만, 지금까지 생명체에 특정한 영향을 미친 것으로 강력하게 연결된 것은 6600만 년 전의 칙술루브 충돌 사건뿐입니다. 바로 공룡의 대멸종 말이죠."

칙술루브는 멕시코 유카탄 반도 아래에 묻힌 거대한 충돌 분화구다. 이 분화구를 만든 소행성 충돌은 모든 비조류 공룡과 많은 다른 종을 멸종시킨 대멸종 사건과 널리 연관되어 있다.

훨씬 더 오래된 충돌은 재구성하기가 훨씬 어렵다. 6억 5000만 년 이상 된 충돌의 지질학적 증거는 지구 표면이 끊임없이 변형되고 재활용되기 때문에 드물다.

화산은 새로운 암석을 만들고, 판 구조론은 대륙과 해저를 재형성하며, 풍화 작용은 노출된 지형을 점차 분해한다. 이러한 과정들이 함께 작용하여 많은 고대 충돌 분화구를 지우거나 묻어버린다.

지구 역사의 이 사라진 장들을 조사하기 위해 과학자들은 소행성 소나기, 즉 주요 충돌에서 나온 파편이 내태양계의 행성과 위성에 반복적으로 충돌하는 시기를 연구할 수 있다.

"소행성대에서 크고 적절한 위치의 충돌로 촉발된 이러한 드문 사건들은 내태양계의 모든 세계를 폭격합니다"라고 보트케는 말했다. "따라서 달의 정적인 표면에 보존된 증거를 사용하여 고대에 지구와 화성에서 무슨 일이 일어났는지 추론할 수 있습니다."

달은 고대 충돌 기록을 보존한다

지구와 달리, 달은 활동적인 판 구조론, 흐르는 물, 또는 실질적인 대기가 없어 오래된 분화구를 빠르게 지우지 않는다. 따라서 그 표면은 고대 충돌의 훨씬 더 완전한 기록 보관소 역할을 한다.

이전 연구에 따르면 달은 약 8억 년 전에 대규모 충돌이 크게 증가했음을 겪었다. 그 결론은 주요 달 분화구의 추정 연령과 아폴로 임무 중 수집된 충돌 유리의 연령에 기반을 두었다.

충돌 유리는 충돌이 암석을 녹일 만큼 충분한 열을 발생시킬 때 형성된다. 녹은 물질은 식어서 유리가 되며, 과학자들이 충돌이 발생한 시기를 추정하는 데 사용할 수 있는 화학적 및 연대기적 단서를 보존한다.

달 증거가 충돌 급증을 가리키고 있었지만, 연구자들은 여전히 그것을 생성할 수 있는 소행성대의 현실적인 사건을 식별해야 했다.

"우리의 우주 법의학 팀은 충돌 및 역학 모델을 사용하여 이를 율리아 소행성족의 형성과 연결했습니다. 원시 탄소질 콘드라이트 유사 물체가 다른 물체와 충돌한 사건이죠"라고 보트케는 말했다. "모체 소행성의 위치가 핵심이었습니다. 그것은 목성과의 중력적 3:1 평균 운동 공명의 경계에서 분열되었습니다."

탄소질 콘드라이트는 태양계에서 형성된 가장 오래된 물질 중 일부를 포함하는 원시적이고 탄소가 풍부한 운석이다. 또한 함수 광물과 유기 화합물을 포함할 수 있다.

보트케가 설명한 궤도 영역은 J3:1 공명이라고 불린다. 이 구성에서 소행성은 목성이 한 바퀴 도는 동안 태양 주위를 세 번 돈다.