根据墨西哥希克苏鲁伯撞击地点的地球化学证据,6600万年前撞击地球并引发灭绝事件并导致几乎所有恐龙灭绝的物体是一颗最初在木星轨道之外形成的小行星。
8月15日在科学 1已发表的研究结果表明,大规模灭绝是太阳系诞生时开始的一系列事件的结果。科学家们长期以来一直怀疑希克苏鲁伯撞击器是一颗来自外太阳系的小行星,这些观测结果支持了这一说法。
白垩纪-古近纪(K/Pg)灭绝事件是过去约 5.4 亿年(动物在地球上扩散的时期)发生的一系列大规模灭绝中的第五次。该事件消灭了超过 60% 的物种,包括所有非鸟类恐龙。
自 1980 年以来,越来越多的证据表明这次灭绝是由一个城市大小的物体撞击地球引起的。这样的影响将会有 大量的硫磺、灰尘和烟灰被抛入空气中 ,部分遮挡了阳光,导致气温下降。灭绝事件开始时,一层稀有的铱金属沉积在世界各地,这种金属在地球上很罕见,但在小行星上更常见。在 20 世纪 90 年代,科学家描述 2撞击地点是墨西哥尤卡坦半岛希克苏鲁伯附近的一个巨大的隐藏陨石坑。
德国科隆大学同位素地球化学家 Mario Fischer-Gödde 表示:“我们想要确定这个撞击物的起源。”为了查明它是什么以及它来自哪里,他和他的同事从三个地点收集了 K/Pg 岩石样本,并将它们与过去 35 亿年来来自其他八个撞击地点的岩石进行了比较。
钌签名
该团队专注于钌金属的同位素。费舍尔-戈德说,钌在地球岩石中极其罕见,因此从撞击地点采集的钌样本提供了撞击者的“纯粹特征”。钌有七种稳定同位素,天体具有它们的特征混合物。
特别是,观察钌同位素可以帮助研究人员区分在外太阳系(木星轨道之外)形成的小行星和起源于内太阳系的小行星。大约 45 亿年前,当太阳系由分子云形成时,内部区域的温度太高,水等挥发性化学物质无法凝结。因此,在那里形成的小行星的挥发性较低,并且富含硅酸盐矿物。更远形成的小行星变得“富含煤炭”,含有大量碳和挥发性化学物质。钌同位素在整个云中分布不均匀,这种异质性在小行星中也得到了保留。
费舍尔-戈德的团队发现希克苏鲁伯撞击器中的钌同位素与来自外太阳系的富含碳的小行星非常匹配,但与来自内太阳系的富含硅酸盐的小行星不匹配。
德克萨斯大学奥斯汀分校的地球物理学家肖恩·古利克说,之前的研究还表明撞击者是一颗富含碳的小行星。但最新的工作“是一种非常优雅的方式,可以得到其中一些答案,并用一种方法得到几个相同的答案,”他补充道。
不是彗星
钌同位素还提供了反对另一个假设的证据:希克苏鲁伯撞击器是一颗彗星而不是小行星。 “它是一颗彗星的想法可以追溯到文献中,”科罗拉多州博尔德市西南研究所的行星科学家威廉·博特克说。该假设在 2021 年一项有争议的研究中得到了检验 3复活了,他认为撞击者是一颗长周期彗星的一部分,该彗星在太阳引力的影响下破裂了。
但费舍尔-戈德表示,钌同位素数据与彗星不匹配。古利克同意。他补充说,希克苏鲁伯撞击地点的地球化学证据从来都与彗星不一致,而最新的研究“确实有助于澄清这一点”。
博特克补充说,在考虑太阳系的动力学时,彗星假说也“遇到了困难”。 “相当大的富含碳的小行星比彗星更有可能撞击地球,”他说。在 2021 年的一项研究中,他和同事认为撞击物可能来自火星和木星之间的主要小行星带。
根据钌同位素,费舍尔-戈德团队研究的大多数其他撞击器似乎都起源于内太阳系。唯一的例外是最古老的,距今 32 亿至 35 亿年前,它看起来更像希克苏鲁伯撞击器。博特克说,这可能是“当时小行星带正在发生一些有趣的事情,比如一颗大型小行星在一个将物体带到地球的好地方破裂”。
