Het object dat 66 miljoen jaar geleden tegen de aarde botste en de uitsterving veroorzaakte die bijna alle dinosauriërs uitroeide, was een asteroïde die zich oorspronkelijk buiten de baan van Jupiter vormde, volgens geochemisch bewijsmateriaal van de inslaglocatie in Chicxulub, Mexico.

De 15 augustus inWetenschap 1Gepubliceerde bevindingen suggereren dat de massale uitsterving het gevolg was van een reeks gebeurtenissen die begonnen bij de geboorte van het zonnestelsel. Wetenschappers vermoedden al lang dat het Chicxulub-botslichaam, zoals het bekend staat, een asteroïde uit de buitenste delen van het zonnestelsel was, en deze waarnemingen ondersteunen deze zaak.

Het uitsterven van het Krijt-Paleogeen (K/Pg) was de vijfde in een reeks van massale uitstervingen die zich de afgelopen ongeveer 540 miljoen jaar hebben voorgedaan: de periode waarin dieren zich over de aarde verspreidden. The event wiped out more than 60% of species, including all non-avian dinosaurs.

Sinds 1980 zijn er steeds meer aanwijzingen dat het uitsterven werd veroorzaakt door een object ter grootte van een stad dat de aarde raakte. Een dergelijke impact zou hebben Enorme hoeveelheden zwavel, stof en roet werden de lucht in geslingerd, wat de zon gedeeltelijk blokkeerde en tot een temperatuurdaling leidde. Aan het begin van het uitsterven werd een laag zeldzaam iridiummetaal, zeldzaam op aarde maar vaker voorkomend bij asteroïden, over de hele wereld afgezet. In de jaren negentig beschreven wetenschappers 2de inslaglocatie, een enorme verborgen krater nabij Chicxulub op het Mexicaanse schiereiland Yucatán.

“We wilden de oorsprong van dit impactor identificeren”, zegt Mario Fischer-Gödde, een isotopengeochemicus aan de Universiteit van Keulen in Duitsland. Om erachter te komen wat het was en waar het vandaan kwam, verzamelden hij en zijn collega's monsters van K/Pg-gesteenten op drie locaties en vergeleken deze met rotsen van acht andere inslaglocaties van de afgelopen 3,5 miljard jaar.

Ruthenium-signatuur

Het team concentreerde zich op isotopen van het rutheniummetaal. Ruthenium is uiterst zeldzaam in aardgesteenten, zegt Fischer-Gödde, dus monsters ervan op een inslaglocatie vormen ‘de pure signatuur’ van het botslichaam. Er zijn zeven stabiele isotopen van ruthenium, en hemellichamen hebben karakteristieke mengsels daarvan.

Vooral het kijken naar rutheniumisotopen kan onderzoekers helpen onderscheid te maken tussen asteroïden die zich in het buitenste zonnestelsel hebben gevormd (buiten de baan van Jupiter) en asteroïden die hun oorsprong in het binnenste zonnestelsel hebben. Toen het zonnestelsel ongeveer 4,5 miljard jaar geleden uit een moleculaire wolk ontstond, waren de temperaturen in het binnenste gebied te hoog om vluchtige chemicaliën zoals water te laten condenseren. Als gevolg hiervan hadden de asteroïden die zich daar vormden een lage vluchtigheid en werden ze rijk aan silicaatmineralen. Asteroïden die zich verderop vormden, werden ‘rijk aan steenkool’ en bevatten veel koolstof en vluchtige chemicaliën. De rutheniumisotopen waren ongelijk verdeeld over de wolk, en deze heterogeniteit blijft behouden bij asteroïden.

Het team van Fischer-Gödde ontdekte dat de rutheniumisotopen in het Chicxulub-botslichaam goed overeenkwamen met een koolstofrijke asteroïde uit het buitenste zonnestelsel en niet met silicaatrijke asteroïden uit het binnenste zonnestelsel.

Eerdere studies hebben ook gesuggereerd dat de impactor een koolstofrijke asteroïde was, zegt Sean Gulick, een geofysicus aan de Universiteit van Texas in Austin. Maar het nieuwste werk “is een heel elegante manier om tot een aantal van die antwoorden te komen en meerdere van dezelfde antwoorden te krijgen met één methodologie”, voegt hij eraan toe.

Geen komeet

De rutheniumisotopen leveren ook bewijs tegen een andere hypothese: dat de Chicxulub-impactor een komeet was en geen asteroïde. ‘Het idee dat het een komeet was gaat ver terug in de literatuur’, zegt William Bottke, planetair wetenschapper aan het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. De hypothese werd getest in een controversieel onderzoek uit 2021 3nieuw leven ingeblazen, die betoogde dat de impactor deel uitmaakte van een komeet met een lange periode die was uiteengevallen onder de zwaartekrachtsinvloed van de zon.

Maar Fischer-Gödde zegt dat de rutheniumisotoopgegevens niet overeenkomen met een komeet. Gulik is het daarmee eens. Hij voegt eraan toe dat geochemisch bewijsmateriaal van de inslaglocatie van Chicxulub nooit consistent is geweest met een komeet, en de nieuwste studie "helpt daar echt bij om dat te verduidelijken."

Bottke voegt eraan toe dat de komeethypothese ook ‘op moeilijkheden stuit’ als het gaat om de dynamiek van het zonnestelsel. “Het is waarschijnlijker dat grote, koolstofrijke asteroïden de aarde treffen dan kometen”, zegt hij. In een onderzoek uit 2021 voerden hij en zijn collega's aan dat de impactor waarschijnlijk afkomstig was van de belangrijkste asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter.

Volgens hun rutheniumisotopen lijken de meeste andere impactoren die het team van Fischer-Gödde bestudeerde, afkomstig te zijn uit het binnenste zonnestelsel. De enige uitzonderingen waren de oudste, van tussen 3,2 miljard en 3,5 miljard jaar geleden, die meer op het Chicxulub-botslichaam leek. Het kan zijn dat "er op dat moment iets interessants gebeurde in de asteroïdengordel, zoals een grote asteroïde die op een goede plek uiteenviel om objecten naar de aarde te brengen", zegt Bottke.