南オーストラリアで見つかった小さな自然のガラス片は、古代の小惑星衝突の痕跡を持っています。
それらは小さく、頑丈で一見すると目立たない存在ですが、約1100万年前に地球の一部を再形成した暴力的な出来事を示しています。
研究者たちは、これらのガラスが類似の材料の既知の堆積物の一部ではなく、地表の岩石が溶けて空中で冷却された結果として形成され、約900キロメートルの幅にわたって降り注いだことを指摘しています。
今回の研究は、衝突によって形成されたガラスの一種である「テクタイト」に焦点を当てています。
テクタイトは、衝突地点から遠くに散らばる特異な種類のガラスで、特殊な化学組成、極めて低い水分含量、ほぼ純粋なシリカの微小粒子が含まれています。
「これらのテクタイトは、特殊な化学組成と約1100万年前という年齢がユニークです」と、エクス＝マルセイユ大学（amU）の大学院生であるアンナ・ムソリーノは述べ、カーティン大学やフランスの複数の研究所の共同研究者とともに活動しています。
そのチームは約1076万年前という正確な年齢を報告し、このガラスが、よりよく知られたオーストラリア・アジアの堆積物とは異なる衝突を示していると主張しています。
最近発表された論文では、この新しいグループを定義する年齢、テクスチャー、組成に関する詳細が記載されています。
テクタイトについて、衝突爆風は地表の堆積物や岩石を溶かし、高速で溶融滴を空中に投げ飛ばします。
それらの滴は、空中を弧を描くように冷却され、クレーターから遠く離れた場所に着地して、大きな散布場を形成します。
テクタイトは、通常気泡が少なく、結晶がほとんどないクリーンなガラスです。
多くのテクタイトには、非常に高温で石英が溶けたときに形成される純粋なシリカガラスであるレシャチエライトの痕跡が含まれています。
新たなオーストラリアのガラスはそのパターンに一致していますが、その化学は異なります。
組成は安山岩からダキサイト岩に傾いており、これは典型的な大陸地殻ではなく、火山弧のターゲットを示唆しています。
新しい宇宙ガラスの年齢を調べるために、チームは40Ar/39Ar年代測定法を使用しました。
この方法では、サンプルを段階的に加熱し、アルゴン同位体を測定して、平坦な年齢を構築します。
40Ar/39Ar法は、部分的なリセットや汚染を検出できるため、火山岩や衝突ガラスの年代決定に広く使用されています。
彼らが報告した年齢は約1076万年前に密集し、分析エラーもわずかです。
その時期は、地域の最も若い大型テクタイト堆積物よりもかなり前のものであり、重要です。
カーティン大学の地球惑星科学学校のフレッド・ジョーダン教授は、「大きな小惑星が地球にいつ、どのくらいの頻度で衝突したかを理解することは、未来の衝突リスクを評価するのに役立ち、惑星防衛が重要です」と述べています。
発見されたテクタイトの背景には、どのようなクレーターが存在するのかは未だ不明です。
この散布場の広さ、化学、同位体が示すのは、岩石の火山弧ターゲットが、岩塊の小惑星によって衝突したことです。
このようなガラス中のニッケル、コバルト、クロムの増加は、コンドライトの衝突物からの汚染を示すことがよくあります。
新しいサンプルはそのパターンを強く示しており、溶融した地表岩と混ざる石質の小惑星の存在と一致します。
著者たちは、オーストラリア北部の複数の火山弧からの物質と一致するストロンチウムおよびネオジムの同位体値を指摘し、ルソン、スラウェシ、ビスマルク地域などが、長い飛行経路と広い着地範囲に適合する、考えられるソースとして注目されています。
地球の歴史における宇宙のガラスについてですが、科学者は地上での大きなテクタイトフィールドをわずか数カ所しか認識していません。
2021年の研究では、ベリーズの特異なガラスをニカラグアのパンタスマクレーターに関連付け、中央アメリカをこの短いリストに正式に加えました。
オーストラリアに近い場所では、最大かつ最新のフィールドはオーストラリア・アジアの堆積物であり、788,000年前に形成されたと高精度に推定されています。
これにより、南オーストラリアのガラスとの関連性を排除することができ、大きな遠くに飛ぶ衝突が最近の地質時代に何度も発生しており、それぞれが独自の地球化学的フィンガープリントを持っていることが明らかになっています。
新しい宇宙ガラスの特徴は、非常に低い水分含量とごく少数の気泡を持ち、急速な溶融と激しい噴出の兆候を示しています。
それらの微量元素は、火山弧でよく見られるパターンを持っており、特定の元素が抑制され、他がやや増加します。
これらの特徴は、花崗岩が豊かな大陸地殻ではなく、安山岩のターゲット岩を支持しています。
著者たちは、フィールドの幅に沿った微妙な違いさえ観察しており、西端からのサンプルはより多くの気泡や微小なシリカの内包物を含んでいる一方で、東部の標本はより密度が高くクリーンであり、飛行中の温度差を反映している可能性があります。
宇宙のガラスと小惑星の脅威について、テクタイトは、クレーターだけでは判断できない衝突条件を記録しています。
それぞれのガラスサンプルは、温度、化学、そして投射体とターゲット間の混合比の小さなアーカイブです。
オーストラリアに新たな宇宙ガラスのフィールドを見つけることは、地球の後期中新世の衝突記録に新たなエピソードを追加します。
これは、大規模な宇宙衝突が必ずしも明確に保たれたクレーターを残さず、特に活発な地域や遠隔地で起こることを示しています。
「これらのガラスはオーストラリア特有で、私たちが知らなかった古代の衝突イベントを記録しています」とジョーダンは述べています。
これにより、研究者たちは、さらに多くのサンプルを探し、そして可能ならばすべての始まりとなった隠れた傷跡を見つけるために地面に戻ることになります。
この研究は、地球と惑星科学の報告誌に掲載されています。
画像の出所：earth