「ルテニウムのサイン」が証明：6600万年前の大破壊は太陽系外から来たのか？

地球上の恐竜の突然の消滅は長い間謎であった。科学界では、主に気候変動と小惑星の衝突についてさまざまな憶測が飛び交っています。 1980年になって初めて、ノーベル物理学賞受賞者のルイス・アルバレスとその息子ウォルター、そしてフランク・アサロやヘレン・ミッチェルを含む科学者チームが、世界中の白亜紀と古第三紀の境界にある地層のイリジウム含有量が基準を超えていることを発見し、衝突説の決定的な証拠を提供した。白亜紀の恐竜の絶滅は小惑星の衝突によって引き起こされたというのが、科学界における主流の見解となっていった。

では、恐竜や地球上のほとんどの生物の絶滅を引き起こし、生物の構成を一変させ、地球上の生物進化の歴史を変えたこの小惑星はどこから来たのでしょうか?これもまた謎です。以前、科学界は、この小惑星は火星と木星の軌道の間にある小惑星帯である主小惑星帯から来たものだと信じていました。 2007 年 9 月、サウスウェスト研究所のウィリアム・ポテック率いる科学チームは、コンピューター モデルを使用して、衝突事件の主な「犯人」はバプティスティナ (番号 298) という名の小惑星であると計算しました。

この小惑星は直径160キロメートルで、1億6000万年前に直径約55キロメートルの小惑星と衝突して破片になった。直径約10キロメートルの破片の一つが地球に飛来し、メキシコのユカタン半島チクシュルーブに直径180キロメートルの衝突クレーターを形成した。これが恐竜が絶滅した理由であり、コンピューター分析ではその確率は90％以上であることが示されています。

しかし、8月15日にサイエンス誌に掲載された研究はこの結論を覆した。研究チームは衝突現場から採取した岩石サンプルを分析することで「ルテニウムの特徴」を発見した。いわゆる「ルテニウムシグネチャー」とは、サンプル中に見つかったルテニウムの同位体特性のことです。これらの特性は、太陽系内の異なる場所にある天体によって異なります。研究により、6600万年前に地球に衝突し白亜紀の大量絶滅を引き起こした「犯人」は、主小惑星帯からではなく、太陽系の外縁部から来たことが判明した。

いわゆる外太陽系とは、太陽系の外側の領域を指すのではなく、木星の軌道の外側の太陽系の領域を指します。科学界では、木星の軌道の外側の領域を外太陽系、軌道の内側の領域を内太陽系と呼んでいます。 「ルテニウムの特徴」は、太陽系の天体の分析と識別に重要な「純粋な特徴」です。ルテニウムには 7 つの安定同位体があり、これらの同位体は太陽系のさまざまな領域の天体でさまざまな役割を果たします。したがって、科学者はさまざまなサンプルから、それらのサンプルが太陽系のどこから来たのかを判断することができます。

太陽系では、小惑星はあらゆる場所に分布しており、近いものもあれば遠いものもあります。現在、人類が発見した小惑星の98.5%は、太陽から約2.17～3.64天文単位（1天文単位は約1億5000万キロメートル）の、火星と木星の軌道の間に位置する宇宙領域である主小惑星帯にあります。これらの小惑星は太陽系内の小惑星に属します。この地域には50万個以上の小惑星があり、そのうち120,437個に番号が付けられています。

しかし、太陽系にはこの数よりもはるかに多くの小惑星が存在し、ほぼ無数にあります。現在、人類によって確認されている小惑星は100万個以上あります。したがって、これまでに発見された小惑星はすべて主小惑星帯内にあるものの、さらに多くの小惑星はより遠く、つまり木星の軌道の外側に位置している。

太陽から最も遠い惑星は海王星です。海王星の軌道の向こう側にはカイパーベルトがあり、そこも小惑星が密集している場所です。そこにはさらに極寒の氷の天体があります。冥王星などのいくつかの準惑星の軌道もその領域に広がっています。太陽系のさらに遠い端にはオールトの雲帯があり、そこには太陽系全体を囲むように、さまざまな大きさの無数の彗星（その数は数兆個と推定される）が存在します。

なぜ「ルテニウムの特徴」は小惑星がどこから来たのかを特定する証拠として使えるのでしょうか?

これは、あらゆる星が分子雲、つまり星間塵の収縮から形成され、太陽も例外ではないためです。 45億年前の太陽系形成初期には、内部領域の温度が高すぎたため、揮発性物質が凝縮できず、強い太陽風によって遠くまで吹き飛ばされてしまいました。このようにして、内部領域で形成された小惑星は揮発性物質の含有量が少なく、ケイ酸塩鉱物が豊富な小天体になります。より遠くで形成された小惑星には大量の炭素と揮発性化学物質が含まれており、「炭素質」小惑星を形成します。

ルテニウムの同位体シグネチャーは、分子雲内での不均一な分布のため、より遠方の小惑星ではより高くなります。研究チームが3つの異なる場所から採取した白亜紀/古第三紀の岩石サンプルはまさにこの特徴を示しており、それは太陽系内部の小惑星の特徴とは一致しなかったが、太陽系外部の小惑星の特徴と一致した。この研究結果は、メキシコのユカタン半島にあるチクシュルーブ衝突クレーターを作ったのは太陽系外から来た小惑星だったという主張を裏付けるものである。

小惑星の衝突は、人類を含む地球上の生命の絶滅に対する最大の脅威の一つです。科学界はこの問題にますます注目しており、小惑星の脅威に対処するための世界的な早期警戒および予防メカニズムを構築しています。この研究結果の重要な意味の一つは、比較的地球に近い主小惑星帯や小惑星からの脅威だけでなく、太陽系の外縁部の遠く離れた場所からの脅威にも特に注意を払うよう人々に思い出させることだ。この種の脅威は突然発生することが多く、防御が難しく、人々が備えていないと壊滅的な打撃を引き起こします。 6600万年前から得られた教訓は私たちにとっても教訓となります。

これは誇張であり、科学者はただ謎めいているだけであると考える人もいるかもしれない。たとえば、6600万年前にメキシコに衝突した小惑星は、ユカタン半島に直径180キロメートルの衝突クレーターを残しただけだと考える人もいます。地球は周囲が4万キロメートルもあり、とても大きいのに、どうして生物のほとんどが破壊されてしまうのでしょうか?これは別の科学的な問題ですが、今日は詳しくは説明せず、次のセクションで説明します。

これはSpace-Time Communicationからのオリジナル記事です。著者の著作権を尊重してください。読んでいただきありがとうございます。