Niemieccy naukowcy określili pochodzenie obiektu, który 66 milionów lat temu uderzył w Ziemię, kończąc panowanie dinozaurów. Jak wynika z nowych badań, ta kosmiczna skała powstała za orbitą Jowisza.
66 milionów lat temu w Ziemię uderzyła duża asteroida. Kolizja wywołała gigantyczną katastrofę, w wyniku której wymarło około 75 proc. gatunków roślin i zwierząt. Kosmiczna skała uderzyła w Ziemię z siłą 10 miliardów bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę. Wywołała ogromne pożary lasów oraz potężne tsunami, które dotarło w odległe rejony planety. Uderzenie wyrzuciło również w atmosferę gigantyczne ilości siarki, co zablokowało promienie słoneczne dochodzące do powierzchni planety i spowodowało globalne ochłodzenie. Kolizja sprzed 66 mln lat zostawiła po sobie krater uderzeniowy Chicxulub, który znajduje się na dnie Zatoki Meksykańskiej.
Analizując osady powstałe między kredą a paleogenem i mierząc śladowe ilości rutenu w warstwach geologicznych na całym świecie pochodzących z tego okresu naukowcy ustalili, że próbki mają tę samą mieszankę izotopów, jaką można znaleźć w meteorytach nazywanych chondrytami węglistymi.
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Science” (DOI: 10.1126/science.adk4868).
Izotopy rutenu
Obiekt, który uderzył w Ziemię i przypieczętował los nieptasich dinozaurów, był asteroidą, która pierwotnie powstała poza orbitą Jowisza – tak przynajmniej sugerują naukowcy z Uniwersytetu w Kolonii, którzy swoje wnioski oparli na dowodach geochemicznych z miejsca uderzenia oraz z innych części świata. Naukowcy od dawna podejrzewali, że obiekt, który wytworzył krater Chicxulub, był asteroidą z zewnętrznego Układu Słonecznego, a te badania potwierdzają tę tezę.
Według powszechnie akceptowanej teorii masowe wymieranie na granicy kredy i paleogenu zostało wywołane uderzeniem asteroidy o średnicy co najmniej 10 kilometrów. Po uderzeniu asteroida i duże ilości skał ziemskich wyparowały. Drobne cząsteczki pyłu rozprzestrzeniły się w stratosferze i zasłoniły Słońce. Doprowadziło to do drastycznych zmian warunków życia na planecie i zatrzymało aktywność fotosyntezy na kilka lat, powodując masowe wymieranie gatunków.
Z czasem pył uwolniony podczas uderzenia opadł i utworzyły warstwę osadów na całym globie. Osady te zawierają wysokie stężenia metali z grupy platynowców m.in. rutenu. Pierwiastek ten jest niezwykle rzadki w skałach tworzących skorupę ziemską, ale jest stosunkowo obfity w skałach kosmicznych. Koncentracja tych metali w osadach oznacza granicę między okresem kredowym i paleogenicznym.
Izotopy rutenu można wykorzystać do rozróżnienia dwóch głównych grup asteroid: asteroid typu C, czyli węglistych, które powstały w zewnętrznym Układzie Słonecznym, oraz asteroid krzemianowych typu S z wewnętrznego Układu Słonecznego. Analizując izotopy rutenu zdeponowane w osadach, badacze uznali, że asteroida, która wybiła nieptasie dinozaury, pierwotnie pochodziła z zewnętrznego Układu Słonecznego. Skład próbek z różnych miejsc na Ziemi, a konkretnie zawartość siedmiu stabilnych izotopów rutenu w próbkach, był taki sam, co wskazuje, że pochodziły one z tego samego obiektu.
– Skład asteroidy jest zgodny ze składem chondrytów węglistych, które powstały poza orbitą Jowisza podczas formowania się Układu Słonecznego — powiedział dr Mario Fischer-Gödde, pierwszy autor badania.
Chondryty węgliste
Dla porównania określono również zawartość izotopów rutenu dla innych dla innych kraterów i struktur uderzeniowych o różnym wieku z Kanady, Rosji czy RPA. Dane te pokazują, że w ciągu ostatnich 500 milionów lat w Ziemię uderzały prawie wyłącznie fragmenty asteroid typu S.
– Odkryliśmy, że uderzenie asteroidy takiej jak ta w Chicxulub jest bardzo rzadkim i wyjątkowym wydarzeniem w czasie geologicznym. Los dinozaurów i wielu innych gatunków został przypieczętowany przez ten pocisk z zewnętrznych krańców Układu Słonecznego – powiedział dr Carsten Münker, współautor badania.
Chondryty węgliste to pozostałości z najwcześniejszych dni Układu Słonecznego. Są bogate w wodę, węgiel i inne lotne cząsteczki, które mogą łatwo odparować. To wskazuje, że skały te narodziły się daleko od Słońca, które zwyczajnie spowodowałoby odparowanie takich związków. Chondryty węgliste powszechnie uderzały w Ziemię w ciągu pierwszego miliarda lat i uważa się, że dostarczyły wodę i cząsteczki organiczne, które mogły pomóc w rozwoju życia. Jednak obecnie stanowią one mniej niż 5 proc. meteorytów, które spadają na Ziemię.
Z drugiej strony, uderzenie, które zostawiło po sobie krater Chicxulub, nastąpiło stosunkowo niedawno w historii geologicznej Ziemi. Jak to wyjaśnić? Badacze wskazują, że chondryty węgliste znajdują się obecnie w zewnętrznej części pasa planetoid między Marsem a Jowiszem. Znalazły się tam w wyniku oddziaływań grawitacyjnych gazowych olbrzymów, które również zbliżyły się do Słońca. Oddziaływania te sprawiają, że od czasu do czasu jakaś kosmiczna skała może dostać „grawitacyjnego kopniaka” i udać się w podróż w kierunku wewnętrznego Układu Słonecznego. We wcześniejszych badaniach naukowcy ustalili, że asteroidy wielkości tej, która wybiła dinozaury, mogą być wyrzucane z pasa planetoid co kilkaset milionów lat.
Określenie natury obiektu, który zmienił historię Ziemi, może pomóc lepiej zrozumieć, w jaki sposób kosmiczne skały przemieszczają się po Układzie Słonecznym i jak ten proces wyglądał w przeszłości. Z kolei fakt, że asteroida ta była bogata w węgiel sugeruje również, że stworzyła smugę, która była szczególnie dobra w blokowaniu światła słonecznego, co tylko pogorszyło kataklizm.
Przyszłe prace mogą powiązać obiekt z jednym z podtypów chondrytów węglistych, które pochodzą z różnych regionów zewnętrznego Układu Słonecznego. Obecne badania wskazują, że obiekt, który uderzył w Ziemię, prawdopodobnie nie był kometą, wbrew wcześniejszym sugestiom. Komety, które pochodzą spoza orbity Neptuna, przypominają chondryty węgliste, ale posiadają też lód wodny.
Źródło: Science, Nature, Live Science, fot.
