導致恐龍滅絕的大型小行星碰撞頻率比預期高10倍

8月3日消息,目前,科學家稱,大約6600萬年前導致地球上恐龍等生物滅絕的天體碰撞事件的「罪魁禍首」,可能來自火星與木星之間小行星帶的外半部,然而此前人們認為該區域很少產生這樣的「黑暗原始小行星」。

美國西南研究院的科學家研究表明,源自該區域朝向地球運行的大型小行星碰撞地球的機率是此前預期的10倍,這些天體成分與我們所知導致恐龍滅絕的碰撞隕石成分相吻合。

該西南研究院研究小組成員包括:戴維·內斯沃爾尼、威廉·波特克、西蒙尼·馬爾基,他們將小行星演化的計算機模型與已知小行星的觀測結合在一起,來分析希克蘇魯伯碰撞事件的發生頻率,據悉,大約6600多萬年前,一顆直徑約10千米的天體撞擊現今墨西哥尤卡坦半島,形成了直徑超過150千米的希克蘇魯伯隕坑。此次小行星碰撞事件引發了大規模物種滅絕,終結了恐龍統治時代,在過去的幾十年里,人們對希克蘇魯伯碰撞事件了解很多,但每次進展都帶來了新的問題。

導致恐龍滅絕的大型小行星碰撞頻率比預期高10倍

波特克說:「有兩個關鍵問題仍然沒有答案:撞擊物的來源?以及遠古時期地球上發生此類天體碰撞事件的頻率?」

為了探測碰撞事件對希克蘇魯伯隕坑形成的影響,此前地質學家已檢查了6600萬年前的陸地岩石樣本和鑽探岩芯樣本,結果表明,碰撞天體類似於碳質球粒狀隕石,這是太陽系最原始的物質。令人感到奇怪的是,雖然碳質球粒狀隕石在許多接近地球的天體中很常見,但迄今仍未發現大小接近希克蘇魯伯碰撞事件的隕石的合理可能性。

內斯沃爾尼說:「我們決定尋找希克蘇魯伯隕坑潛在碰撞天體的具體來源,為了解釋該證據缺失性,幾支研究小組先後模擬了太陽系內部的大型小行星和彗星分裂過程,觀察了它們對地球的碰撞沖擊,結果顯示其中最大的一次碰撞事件產生了希克蘇魯伯隕坑。」

波特克指出,雖然這些計算機模型產生非常吸引人的特性,但沒有一個能與我們所知的小行星和彗星相匹配,我們似乎還缺少一些重要的證據。

為了解決這些問題,研究小組使用計算機模型來追蹤宇宙物體是如何逃離小行星帶(位於火星和木星軌道之間),隨著時間的推移,熱力作用使這些宇宙物體漂移至動態「逃逸艙口」,在那里行星的引力作用將它們推入鄰近地球的軌道。利用美國宇航局「昴星團」(Pleaides)超級計算機,該研究小組研究分析了13萬顆小行星模型,這些小行星以緩慢而穩定的方式演化了數億年。他們開始關注小行星帶外半部的小行星,也就是距離太陽最遠的位置,令他們感到驚訝的是,該區域10千米直徑小行星碰撞地球的頻率至少是之前預期的10倍。

研究報告合著作者馬爾基說:「這項研究結果非常有趣,不僅因為小行星帶外半部分存在大量碳質球粒隕石,而且該研究團隊的模擬可以首次重現接近地球的大型小行星的軌道特徵,目前我們對希克蘇魯伯隕坑天體來源的解釋,與我們已知的小行星演化情況完美吻合。」

研究小組稱,總體而言,直徑達到10千米的小行星平均每2.5億年碰撞地球一次,在這個時間尺度上,希克蘇魯伯隕坑在6600萬年前形成是合理的。此外,近50%的天體碰撞是由碳質球粒隕石形成的,這與已知的希克蘇魯伯隕坑碰撞物非常接近。

內斯沃爾尼說:「這項工作將有助於我們更好地了解希克蘇魯伯隕坑是如何形成的,同時揭曉地球巨大隕坑的碰撞物的具體來源。」

來源:cnBeta