同位素分析显示,一种被称为碳质球粒陨石的罕见小行星是导致恐龙灭绝的罪魁祸首。这一发现背后的研究人员还研究了地球地质历史上的其他影响,发现这些影响与更常见的小行星和陨石一致。
通常情况下,地壳中铂、钯和钌等贵重金属的含量很低,因为这些金属在地球形成不同的地层时大多分散到地核中。然而,小行星和陨石中这些物质的含量要丰富得多。这意味着在特定年代的地壳中发现的这些元素数量的激增表明撞击发生的时间。钌的峰值尤其能提供信息,因为这种元素有七种稳定的同位素。不同的地外天体有不同的同位素比例,所以同位素比例形成了识别特定类型物体的指纹。
导致6600万年前白垩纪末期大灭绝的希克苏鲁伯撞击发生在墨西哥海岸附近,并将尘埃撒向世界各地。科隆大学(University of Cologne)的马里奥Fischer-G?dde领导的研究人员及其同事分析了在丹麦、意大利和西班牙采集的钻芯样品的铷同位素组成。
他们发现样品中的同位素特征彼此无法区分,并且与碳质球粒陨石的特征相匹配。这是一种罕见的富含碳的岩石,特别令人感兴趣,因为许多宇宙化学家认为它们显示了早期太阳系的构成。虽然绝大多数撞击地球的陨石都来自目前位于火星和木星轨道之间的小行星带,但碳质球粒陨石形成于太阳系更遥远的地方。Fischer-G?dde说:“我无法回答的问题是,为什么6600万年前会有一个小行星大小的物体撞击地球。”
研究人员还研究了35亿年前其他撞击事件的钌同位素数据。这些与更常见的陨石撞击相一致。先前对铬同位素的研究表明,结果与这些一致,但铬在地壳中的天然含量高于铷,因此结果具有更高的不确定性。
该团队现在打算分析月球样本,因为地球上没有岩石的年龄超过35亿年。Fischer-G?dde解释说:“如果我们能识别出40多亿年前撞击月球的碳质撞击物质,那就意味着同样的物质也在撞击地球。”“如果碳质物质在月球形成和40亿年前的某个时候撞击了地球,那么这可能会带来大量的水和对生命很重要的挥发性元素……我已经有了一些美国宇航局的月球样本,这是我们下个月想做的事情。”
美国马里兰大学的同位素地球化学家理查德·沃克说:“从我的角度来看,这篇论文是一个扣人券。”“他们在各种不同的(来自那个时期的)材料中发现了核合成异常,它具有统一的成分,这就是碳质球粒陨石储层的成分。根据沃克的说法,Fischer-G?dde在钌同位素分析方面“可能是世界领先者”。他指出:“其他人也纷纷涌向《马里奥》,在他们最喜欢的影响上做类似的工作。”