6600万年前撞击地球,引发恐龙灭绝的物体是一颗小行星?

极光欣色 2024-08-16 17:40:51

6600万年前,希克苏鲁伯小行星的撞击造成了一次大灭绝

根据来自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的物体是一颗最初形成于木星轨道之外的小行星,它导致了几乎所有恐龙的灭绝。

8月15日发表在《科学》杂志上的研究结果表明,大灭绝是始于太阳系诞生期间的一系列事件的结果。长期以来,科学家们一直怀疑希克苏鲁伯撞击物是一颗来自太阳系外的小行星,这些观测结果支持了这一观点。

白垩纪/古近纪(K/Pg)灭绝是过去5.4亿年左右发生的一系列大灭绝中的第五次:动物在地球上传播的时期。这一事件导致超过60%的物种灭绝,包括所有非鸟类恐龙。

自1980年以来,越来越多的证据表明,大灭绝是由一个城市大小的物体撞击地球造成的。这样的撞击会将大量的硫、灰尘和烟灰抛到空气中,部分阻挡了太阳,导致气温骤降。一层铱金属,在地球上很少见,但在小行星上更常见,在大灭绝开始时沉积在地球上的各个地方。在20世纪90年代,科学家描述了撞击地点,墨西哥Yucatán半岛希克苏鲁伯附近的一个巨大的地下陨石坑。

德国科隆大学的同位素地球化学家马里奥Fischer-Gödde说:“我们想要确定这个撞击物的起源。”为了找出这个物体是什么以及它来自哪里,他和他的同事们从三个地点获得了K/Pg岩石样本,并将它们与过去35亿年间其他八个撞击地点的岩石进行了比较。

钌标记

该团队专注于钌金属的同位素。Fischer-Gödde表示,钌在地球岩石中极为罕见,因此从撞击地点采集的样本提供了撞击者的“纯粹特征”。钌有七种稳定的同位素,天体有它们的混合特征。

特别是,观察钌同位素可以帮助研究人员区分形成于太阳系外(木星轨道之外)的小行星和起源于太阳系内的小行星。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,在那里产生的小行星挥发物含量很低,并且富含硅酸盐矿物。在更远的地方形成的小行星变成了“碳质”的,含有大量的碳和挥发性化学物质。钌同位素在云中分布不均匀,这种不均匀性在小行星中得到了保留。

Fischer-Gödde的研究小组发现,希克苏鲁伯撞击物中的钌同位素与来自外太阳系的碳质小行星非常匹配,而与来自内太阳系的硅质小行星不匹配。

德克萨斯大学奥斯汀分校的地球物理学家肖恩·古力克(Sean Gulick)说,之前的研究也表明,撞击物是一颗碳质小行星。但他补充道,最新的研究“以一种非常优雅的方式得到了一些相同的答案,并使用一种方法得到了几个相同的答案”。

不是彗星

钌同位素也为另一个假设提供了证据:希克苏鲁伯撞击物是一颗彗星而不是小行星。科罗拉多州博尔德市西南研究所的行星科学家William Bottke说:“关于它是彗星的观点可以追溯到很久以前的文献中。”这一假设在2021年的一项有争议的研究中重新出现,该研究认为,撞击物是一颗在太阳引力作用下解体的长周期彗星的一部分。

但Fischer-Gödde表示,钌同位素数据与彗星不符。Gulick表示同意。他补充说,来自希克苏鲁伯撞击地点的地球化学证据从未与彗星相一致,而最新的研究“在某种程度上确实很好地确定了这一点”。

博克补充说,当你考虑到太阳系的动力学时,彗星假说也“遇到了困难”。“大型碳质小行星撞击地球的可能性比彗星大得多,”他说。在2021年的一项研究中,他和他的同事认为,撞击物可能来自火星和木星之间的主要小行星带。

根据它们的钌同位素,Fischer-Gödde团队研究的大多数其他撞击物似乎都是在太阳系内部形成的。唯一的例外是最古老的,在32亿到35亿年前,它们看起来更像希克苏鲁伯撞击物。Bottke说,可能是“当时小行星带发生了一些有趣的事情,比如一颗大型小行星在一个向地球运送物体的好地方解体”。

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