Jak wynika z dowodów geochemicznych z miejsca uderzenia w Chicxulub w Meksyku, obiektem, który uderzył w Ziemię 66 milionów lat temu i zapoczątkował wyginięcie, w wyniku którego wyginęły prawie wszystkie dinozaury, była asteroida, która pierwotnie uformowała się poza orbitą Jowisza.

15 sierpnia wNauka 1Opublikowane ustalenia sugerują, że masowe wymieranie było wynikiem szeregu wydarzeń, które rozpoczęły się wraz z narodzinami Układu Słonecznego. Naukowcy od dawna podejrzewali, że impaktor Chicxulub, jak wiadomo, był asteroidą z zewnętrznego Układu Słonecznego, a obserwacje te potwierdzają tę tezę.

Wymieranie kredowo-paleogenowe (K/Pg) było piątym z serii masowych wymierań, które miały miejsce w ciągu ostatnich około 540 milionów lat: okresu, w którym zwierzęta rozprzestrzeniały się po Ziemi. W wyniku tego zdarzenia zginęło ponad 60% gatunków, w tym wszystkie nieptasie dinozaury.

Od 1980 roku gromadzone są dowody na to, że wyginięcie było spowodowane uderzeniem w Ziemię obiektu wielkości miasta. Taki wpływ miałby W powietrze wyrzucono ogromne ilości siarki, pyłu i sadzy, co częściowo zasłoniło słońce i doprowadziło do spadku temperatury. Na początku wymierania na całym świecie osadziła się warstwa rzadkiego irydu, rzadkiego na Ziemi, ale częściej występującego w asteroidach. Naukowcy opisali to w latach 90 2miejsce uderzenia, ogromny ukryty krater w pobliżu Chicxulub na półwyspie Jukatan w Meksyku.

„Chcieliśmy zidentyfikować pochodzenie tego impaktora” – mówi Mario Fischer-Gödde, geochemik izotopowy na Uniwersytecie w Kolonii w Niemczech. Aby dowiedzieć się, co to było i skąd pochodzi, on i jego koledzy pobrali próbki skał K/Pg z trzech lokalizacji i porównali je ze skałami z ośmiu innych miejsc uderzenia z ostatnich 3,5 miliarda lat.

Sygnatura rutenowa

Zespół skupił się na izotopach metalicznego rutenu. Ruten występuje niezwykle rzadko w skałach ziemskich, mówi Fischer-Gödde, więc jego próbki z miejsca uderzenia stanowią „czystą sygnaturę” impaktora. Istnieje siedem stabilnych izotopów rutenu, a ciała niebieskie mają ich charakterystyczne mieszaniny.

W szczególności obserwacja izotopów rutenu może pomóc badaczom rozróżnić asteroidy, które powstały w zewnętrznym Układzie Słonecznym – poza orbitą Jowisza – od tych, które powstały w wewnętrznym Układzie Słonecznym. Kiedy Układ Słoneczny uformował się z obłoku molekularnego około 4,5 miliarda lat temu, temperatury w jego wnętrzu były zbyt wysokie, aby lotne substancje chemiczne, takie jak woda, mogły się skondensować. W rezultacie powstałe tam asteroidy charakteryzowały się niskim poziomem lotności i stały się bogate w minerały krzemianowe. Asteroidy, które utworzyły się dalej, stały się „bogate w węgiel”, zawierające dużo węgla i lotnych substancji chemicznych. Izotopy rutenu były nierównomiernie rozmieszczone w obłoku i ta niejednorodność jest zachowana w asteroidach.

Zespół Fischera-Gödde odkrył, że izotopy rutenu w impaktorze Chicxulub dobrze pasują do bogatej w węgiel asteroidy z zewnętrznego Układu Słonecznego, a nie do bogatych w krzemiany asteroid z wewnętrznego Układu Słonecznego.

Poprzednie badania również sugerowały, że impaktorem była asteroida bogata w węgiel, mówi Sean Gulick, geofizyk z Uniwersytetu Teksasu w Austin. Jednak najnowsza praca „to naprawdę elegancki sposób na uzyskanie niektórych z tych odpowiedzi i uzyskanie kilku takich samych odpowiedzi za pomocą jednej metodologii” – dodaje.

Nie kometa

Izotopy rutenu dostarczają również dowodów przeciwko innej hipotezie: że impaktor Chicxulub był kometą, a nie asteroidą. „Pomysł, że była to kometa, ma swoje korzenie w literaturze” – mówi William Bottke, planetolog z Southwest Research Institute w Boulder w Kolorado. Hipotezę sprawdzono w kontrowersyjnym badaniu przeprowadzonym w 2021 roku 3wskrzesił, który argumentował, że impaktor był częścią długookresowej komety, która rozpadła się pod wpływem grawitacji Słońca.

Jednak Fischer-Gödde twierdzi, że dane dotyczące izotopu rutenu nie odpowiadają komecie. Gulik zgadza się. Dodaje, że dowody geochemiczne z miejsca uderzenia w Chicxulub nigdy nie były zgodne z kometą, a najnowsze badania „naprawdę pomagają to wyjaśnić”.

Bottke dodaje, że hipoteza komety „natrafia na trudności” również przy rozważaniu dynamiki Układu Słonecznego. „Duże, bogate w węgiel asteroidy częściej uderzają w Ziemię niż komety” – mówi. W badaniu przeprowadzonym w 2021 roku on i jego współpracownicy argumentowali, że impaktor prawdopodobnie pochodził z głównego pasa asteroid pomiędzy Marsem a Jowiszem.

Według izotopów rutenu większość pozostałych impaktorów badanych przez zespół Fischera-Gödde wydaje się pochodzić z wewnętrznego układu słonecznego. Jedynymi wyjątkami były najstarsze, sprzed 3,2 miliarda do 3,5 miliarda lat, które bardziej przypominały impaktor Chicxulub. Możliwe, że „w tym czasie wydarzyło się coś interesującego w pasie asteroid, na przykład duża asteroida rozpadła się w dobrym miejscu, aby sprowadzić obiekty na Ziemię” – mówi Bottke.