オーストラリアのアウトバックにある幅70キロメートル（43マイル）の衝突構造は、22億年前のものと推定され、地球上で知られている中で最も古い小惑星クレーターとなっています。興味深いことに、この小惑星は巨大な氷床に衝突し、地球規模の温暖化を引き起こしたと考えられます。
本日Nature Communications誌に掲載された新たな研究により、オーストラリア西部のヤラブバ・クレーターが地球最古の衝突クレーターであることが確認されました。推定22億2900万年前のヤラブバ・クレーターは、南アフリカにある幅200キロメートル（120マイル）のフレデフォート・ドームよりも約2億1000万年、カナダのオンタリオ州にある幅180キロメートル（112マイル）のサドベリー衝突構造よりも3億8000万年古いことになります。
新たな研究の筆頭著者であるNASAジョンソン宇宙センターとオーストラリアのカーティン大学のティモンズ・エリクソン氏は同僚らとともに、ヤラババ・クレーターを形成した幅7キロメートルの小惑星が巨大な氷床に衝突し、膨大な量の水蒸気を大気中に放出して地球全体の気候を温暖化させた可能性があることを示唆する証拠も提示した。
ヤラババ・クレーターは以前から科学者に知られていましたが、その年代は、その極端な古さ、地質学的物質の着実な堆積、そして西オーストラリアの遠隔地という立地条件など、いくつかの要因により、確実な年代測定がされていませんでした。これまでの年代測定は11億年から26億年と幅広く、その範囲は広範でした。2003年、この構造が古代の衝突クレーターであると初めて特定した研究チームは、22億3000万年前という可能性を示しましたが、これは異常な数字だと考えていました。しかし、今回の研究によると、この推定はほぼ正確だったことが判明しました。
構造の年代を決定するために、エリクソン氏とその同僚たちは、激しく侵食されたクレーターの底から採取された衝撃鉱物を分析した。具体的には、衝突の衝撃によって再結晶化したジルコンとモナザイトに注目し、「衝撃鉱物」と名付けた。
「ジルコンとモナザイトは、ウラン鉛地質時計として最もよく使われる2つの元素です」とエリクソン氏はギズモードへのメールで述べた。「これらの元素の結晶構造は、結晶化する際にウランを取り込むことはできますが、鉛は取り込めません。また、ウランは既知の速度で鉛に崩壊するため、ウランと鉛の同位体の比率を用いて年代を判定できるのです。」
研究チームは独自の手法を用いて、小惑星の衝突によって再結晶化された鉱物の部分を慎重に特定した。
「地球を横切る小惑星の平均速度は秒速15キロメートル（秒速9.3マイル）以上で、衝突時には極端な温度と圧力が発生します」とエリクソン氏は述べた。「こうした条件によってジルコンとモナザイトが再結晶化し、結晶格子中の鉛が弾き出され、時計がゼロにリセットされます。再結晶化した特定の領域をターゲットにすることで、衝突の年代を特定することができました。」
この方法により、誤差の範囲がプラスマイナス500万年で、22億2900万年という数字が算出されました。
興味深いことに、この日付はスノーボールアース期として知られる地球規模の氷河期の終わりと一致しています。
「約24億年前、生命は地球の大気の組成を変えるほどの光合成を始め、二酸化炭素とメタンの量が減り、酸素の量が増えました」とエリクソン氏は述べた。「この変化と風化の進行が相まって、24億年前から22億年前にかけての氷河堆積物が示すように、地球表面の寒冷化が進みました。」
ヤラババ衝突はこれらの氷河堆積物の中で最も新しい時期に発生したため、研究者たちは、大陸氷床に幅70キロメートルの亀裂を引き起こす小惑星衝突の影響をシミュレーションし、衝突の結果としてどれだけの水蒸気が放出されるかをモデル化することにしました。その結果、衝突によって87兆キログラムから5,000兆キログラムの水蒸気が大気中に放出されたことが示されました。言うまでもなく、これは気候に影響を与えたはずです。
「ヤラババ級の衝突が氷床に起こった場合、相当量の水蒸気が放出されたと我々は考えています。水蒸気は二酸化炭素よりもさらに効率的な温室効果ガスです」とエリクソン氏はギズモードに語った。「地球の大気圏における水の滞留時間が十分に長ければ、地球の大気の大幅な温暖化を引き起こす可能性があります。しかし、これが地球表面を温める有効なメカニズムであるかどうかを証明するには、更なる気候モデルが必要です」と彼は付け加えた。
確かに、この衝突はスノーボールアース期の終焉に貢献したかもしれないが、地球規模の温暖化傾向とその長期的影響を生み出す上でのその役割を完全に解明するには、さらなる研究が必要となるだろう。
https://gizmodo.com/the-frequent-of-asteroid-impacts-increased-just-before-1831839017
この研究の心強い点は、科学者たちがいかにしてこれほど古代の複雑な衝突構造の年代を特定できたかということです。したがって、地質学者たちはさらに古い小惑星クレーターの探索を続けるべきであり、それによって地球の歴史についてさらに多くのことが明らかになることを期待しています。
