Predmet koji je udario u Zemlju i pokrenuo izumiranje koje je izbrisalo gotovo sve dinosaure prije 66 miliona godina bio je asteroid koji se izvorno formirao izvan orbite Jupitera, prema geokemijskim dokazima s mjesta udara u Chicxulubu u Meksiku.
Nalazi, objavljeni 15. avgusta u Science1, sugeriraju da je masovno izumiranje bilo rezultat niza događaja koji su započeli tijekom rađanja Sunčevog sustava. Naučnici su dugo sumnjali da je Chicxulub Impactor, kao što je poznato, asteroid iz vanjskog Sunčevog sustava, a ova opažanja podupiru slučaj.
Izumiranje u razdoblju krede/paleogena (K/Pg) bilo je peto u nizu masovnih izumiranja koja su se dogodila tokom zadnjih 540 miliona godina ili tako nešto: razdoblje u kojem su se životinje raširile po Zemlji. Događaj je izbrisao više od 60% vrsta, uključujući sve neptičje dinosaure, piše Nature.
Od 1980. gomilaju se dokazi da je izumiranje uzrokovano objektom veličine grada koji je udario u Zemlju. Takav udar izbacio bi ogromne količine sumpora, prašine i čađe u zrak, djelomično blokirajući Sunce i uzrokujući pad temperatura. Sloj metala iridija, koji je rijedak na Zemlji, ali češći na asteroidima, taložio se po cijelom planetu otprilike u vrijeme kada je izumiranje počelo. A 1990-ih, naučnici su opisali2 mjesto udara, golemi zakopani krater u blizini Chicxuluba na meksičkom poluotoku Yucatán.
"Željeli smo identificirati podrijetlo ovog udarnog elementa", kaže Mario Fischer-Gödde, geokemičar za izotope sa Sveučilišta u Kölnu u Njemačkoj. Kako bi saznali što je predmet i odakle je došao, on i njegovi kolege uzeli su uzorke K/Pg stijena s tri lokacije i usporedili ih sa stijenama s osam drugih mjesta udara iz proteklih 3,5 milijardi godina.
Rutenijski potpis
Tim se usredotočio na izotope metalnog rutenija. Rutenij je iznimno rijedak u Zemljinim stijenama, kaže Fischer-Gödde, pa njegovi uzorci s mjesta udara nude "čisti potpis" udarne glave. Postoji sedam stabilnih izotopa rutenija, a nebeska tijela imaju njihove karakteristične mješavine.
Konkretno, promatranje izotopa rutenija može pomoći istraživačima da razlikuju asteroide koji su nastali u vanjskom Sunčevom sustavu - izvan orbite Jupitera - i one koji potječu iz unutarnjeg Sunčevog sustava.
Kada se Sunčev sustav formirao iz molekularnog oblaka prije otprilike 4,5 milijardi godina, temperature u unutarnjem području bile su previsoke da bi se hlapljive kemikalije poput vode kondenzirale.
Kao rezultat toga, tamo proizvedeni asteroidi imali su niske razine hlapljivih tvari i postali su bogati silikatnim mineralima. Asteroidi koji su se formirali dalje postali su "ugljični", sadržavajući mnogo ugljika i hlapljivih kemikalija. Izotopi rutenija bili su neravnomjerno raspoređeni u oblaku, a ta je heterogenost sačuvana u asteroidima.
Fischer-Göddeov tim otkrio je da su izotopi rutenija u Chicxulub udarnom elementu dobro odgovarali asteroidu koji sadrži ugljik iz vanjskog Sunčevog sustava, a ne odgovaraju silikatnim asteroidima iz unutrašnjeg Sunčevog sustava.
Prethodne studije su također pokazale da je udarni element bio asteroid koji sadrži ugljik, kaže Sean Gulick, geofizičar sa Sveučilišta Texas u Austinu. Ali najnoviji rad "stvarno je elegantan način da se dođe do nekih od tih istih odgovora i dobije nekoliko istih odgovora koristeći jednu metodologiju", dodaje.
Nije komet
Izotopi rutenija također pružaju dokaz protiv druge hipoteze: da je Chicxulub udar bio komet, a ne asteroid. "Ideja da je to bio komet seže daleko u literaturu", kaže William Bottke, planetarni znanstvenik na Southwest Research Institute u Boulderu, Colorado. Hipoteza je ponovno oživljena u kontroverznoj studiji iz 2021.3, koja je tvrdila da je udarni element bio dio kometa dugog perioda koji se raspao pod djelovanjem Sunčeve gravitacije.
Ali Fischer-Gödde kaže da podaci izotopa rutenija ne odgovaraju kometu. Gulick se slaže. Dodaje da geokemijski dokazi s mjesta sudara Chicxuluba nikada nisu bili u skladu s kometom, a najnovija studija "doista dobro pribija to mjesto".
Bottke dodaje da hipoteza o kometu također "nailazi na poteškoće" kada uzmete u obzir dinamiku Sunčevog sustava. "Puno je vjerojatnije da će veliki asteroidi koji sadrže ugljik pogoditi Zemlju nego kometi", kaže on. U studiji iz 2021. godine, on i njegovi kolege tvrdili su da je udarna glava vjerojatno došla iz glavnog asteroidnog pojasa, između Marsa i Jupitera.
Čini se da je većina drugih impaktora koje je proučavao Fischer-Göddeov tim nastala u unutrašnjosti Sunčevog sustava, prema njihovim izotopima rutenija. Jedina iznimka bili su oni najstariji, stari između 3,2 milijarde i 3,5 milijardi godina, koji više nalikuju Chicxulub udarcu. Moglo bi biti da se "nešto zanimljivo događalo u asteroidnom pojasu u to vrijeme, poput velikog raspada asteroida na dobrom mjestu za isporuku objekata na Zemlju", kaže Bottke.
