恐竜を殺したのは小惑星よりも壊滅的だった

40年近くの間、古生物学者は恐竜を本当に殺したものについて議論してきました。それは大規模な小惑星の衝突でしたか、それとも一連の火山噴火でしたか?あるいは、強力な衝撃が火山に火をつけ、致命的な1〜2のパンチで地球の生物圏を破壊した場合はどうなるでしょうか?

その二重の厄介なシナリオはしばらく前からありましたが、それを裏付ける新しい証拠は、白亜紀-第三紀(KT)の大量絶滅に関する長年の議論を解決するのに役立つかもしれません。今週のサイエンスに掲載された研究では、カリフォルニア大学バークレー校主導の研究チームが、メキシコのチクシュルーブクレーターでの衝撃が大規模な火山噴火の期間を引き起こし、地球の大気を次の50万年のほこりっぽい有害な混乱に変えたという説得力のある事例を示しています年。

「私たちは簡単な答えが好きです。恐竜は衝撃で亡くなりました」とシカゴ大学の古生物学者ポール・セレノは電話でギズモードに語った。「しかし、これらのことを掘り下げ始めると、常により多くのレイヤーがあります。」

小惑星と火山の議論は、1980年にメキシコのユカタン半島沖でチクシュルーブクレーターが発見されたことにまでさかのぼります。影響が6,550万年前、つまりKT境界とまったく同じ年齢であったとき、喫煙として賞賛されました。小惑星が恐竜を運命づけた大量絶滅を引き起こしたという銃の証拠。しかし、ほぼ同時に、他の研究者は、デカントラップと呼ばれるインドの一連の大規模な溶岩流もKT境界と一致することを発見していました。したがって、古生物学コミュニティは、地球の歴史の中で最も劇的な絶滅イベントの1つを引き起こしたものについて二極化しました。

インドのムンバイの東にあるデカントラップを層状の溶岩が流れています。画像クレジット:Mark Richards / UC Berkeley

しかし、これら2つの自然災害がほぼ同時に地球を襲うのは非常に偶然のようです。それらは関連しているでしょうか?今年の初め、カリフォルニア大学バークレー校のポール・レニーとマーク・リチャーズを含む地質学者のチームがまさにそれを提案しました。おそらく、マグニチュード11の地震と比較された、チクシュルーブの衝撃の途方もないエネルギーが世界中の火山を揺さぶり、より大きく、より致命的な噴火の期間を引き起こしました。

「例えとして、湿った砂のボウルを取り、それを振り始めると、それは流動化します」とリチャーズは言いました。「実際に水を注ぎ口に排出し始めることができます。同様に、歴史的記録から、火山は地震によって引き起こされることがあることがわかっています。」

確かに、火山の噴火と大規模な遠方の地震との関連は、以前から知られていました。リチャーズは、記録された歴史の中で最大の地震、つまり1960年にチリを襲ったマグニチュード9.5の地震が、アンデスの火山噴火を引き起こしたと指摘しています。

チクシュルーブでの衝撃とその後のクレーター形成を示すアニメーション。画像クレジット:アリゾナ大学、宇宙画像センター。

KTの衝撃が火山をハイギアに蹴った可能性があるという仮説をテストするために、Renne、Richardsとその同僚は、デカントラップを再訪し、KT境界を囲むムンバイの東の溶岩流からサンプルを収集しました。研究者たちは、地質年代学で表される火山噴火の正確な年代とサイズを決定するために、アルゴン同位体年代測定技術を使用しました。

チクシュルーブクレーターでの衝突から5万年以内に、チームはマグマの噴火率が2倍になり、小さな頻繁な噴火がはるかに大量の爆発に取って代わったことを発見しました。衝撃から50万年後、デカントラップは、カリフォルニア州を1マイルの深さまで埋めるのに十分な溶岩を放出しました。

「噴火の速度と溶岩流の大きさは、KT境界に続いて劇的に変化しました」とRenneはGizmodoに語った。「これらのイベント間の関連性の証拠は以前から知られていましたが、このように結び付けられたことはありません。」

レンネによれば、KT境界の後に変化したのは、インドの火山噴火の大きさだけではありませんでした。マグマ自体の化学的性質も変化しました。

熱いマグマが地球のマントルから地表に向かって泡立つとき、それは途中で地殻の岩を溶かします。噴火が起こるまでに、溶岩にはマントルと地殻に由来するミネラルの混合物が含まれています。

「この変化の直前まで、溶岩は上昇の過程で地球の地殻に汚染されたという非常に強力な化学的証拠を示しています」とレンネは言いました。「彼らは特に移行直前の地殻に汚染されています。そして、バム![KT]の境界を越えて、はるかに純粋なマントル由来のマグマ、つまり地殻物質を大量に消費していないマグマに遭遇します。」

ハワイの溶岩流。画像クレジット:ウィキメディア

地質学者にとって、この性質の化学的遷移は、火山の配管システム内で主要な構造変化が起こっていることを意味します。具体的には、マントルが豊富なマグマは、地表に向かう途中で地殻との接触が少なかったと考えられています。

「最も論理的な説明は、いくつかの小さなマグマ溜りから1つまたは2つの比較的大きなマグマ溜りに移行することです」とRenne氏は述べています。「つまり、これらの別々のチャンバー間で突然通信が必要になるということです。大きな衝撃は透過性の増加を引き起こす可能性があるため、マグマは貯蔵されている岩石をより簡単に流れることができます。」

レンネとリチャーズは、KT境界周辺のデカントラップ火山内で起こった物理的変化の正確な性質を解明しようとしています。しかし、このように地球の地殻をガタガタと鳴らす単一の小惑星の衝突を想像することは魅力的です(そして少し恐ろしいです)。

他の地質学者は、このメカニズムはもっともらしいと考えていますが、別の小惑星、または一連の影響でさえも原因である可能性があると考えています。「白亜紀末の絶滅時間に起因するデカンプルームとチクシュルーブクレーターの位置は、地球の反対側で反対でした」と、テキサス工科大学の古生物学者SankarChatterjeeは電子メールでGizmodoに語った。「影響がデカン火山活動サイトに近接していれば、より説得力があります。」彼自身の研究で、Chatterjeeは、デカントラップ火山と西インド沖のシバクレーターとの間のリンクを提案しました。これは、KT境界の周りで地球を襲った別の大きな物体の残骸です。

小惑星の衝突と火山の噴火は両方とも地球の生物圏に多くの影響を及ぼします。どちらもほこりと二酸化炭素のプルームを空中に蹴り出し、太陽を遮り、時には生命を窒息させます。火山の噴火はまた、硫酸塩エアロゾルを吐き出します。硫酸塩エアロゾルは、硫酸として地球に戻る前に、数百年から数千年の間上層大気を循環します。どちらがより多くの被害を与えたかにかかわらず、これらの2つの暴力的なエージェントの組み合わせは、白亜紀後の地球を長い間かなり地獄のような場所にしたようです。

画像:Shutterstock

レンネは、彼の側では、どの要因が実際に恐竜の情けの一撃であったかについて、いくぶん不可知論者です。

「ある時点で、最大の貢献者であるものをばらばらにすることが本当に難しくなります」とレンネは言いました。「ある意味では、それはほとんど意味のない質問だと思います。それは、津波で何万人もの人々が殺された場合、それが地震なのか津波のせいなのかという質問に似ています。」

セレノは同意します。彼の考えでは、このような連成された大変動の出来事が世界を変えるものです。彼自身の研究は、地球外の影響が三畳紀後期に火山活動を引き起こし、他の優勢な爬虫類の広範囲にわたる絶滅につながったかもしれないことを示しています。

「恐竜が休憩したとき、私たちは非常に似たようなものを持っていました。突然の火山活動の影響で、恐竜が引き継ぐことができました」とセレノは言いました。「私たちは、彼らに世界を与え、それを奪った大変動のイベントのこの素晴らしいサンドイッチを持っています。」

リチャーズが指摘するように、地球の遠い過去を研究するとき、常に謎の要素があります。KTの絶滅はずっと前に起こっただけでなく、それを引き起こした出来事は私たちの自然災害のパラダイムにほとんど適合しませんでした。

「マグニチュード11の地震、またはソルトレイクシティからサンフランシスコまでの距離である600キロメートルを移動する単一の溶岩流を経験したことはありません」と彼は言いました。「これらのイベントはすべて、私たちの通常の経験からはほど遠いものであるため、何が起こったのかについて非常にオープンマインドである必要があります。」

ですから、絶滅の年代学のより細かい点は世界中の骨のホールで議論され続けていますが、私は十分に聞いたことがある人のためにこの要約を提供します:昔々、巨大なスペースロックまたは3つが砕けて地球、溶岩がいたるところに噴き出し、空気は有毒になり、大きなもののほとんどが死にました。

幸いなことに、人間はまだ進化していませんでした。

[ Scienceで完全な科学論文を読む]

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上:フリッカー/ NASA /ゴダードを介して、小惑星や彗星に砲撃されている地球のアーティストの概念

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