Астероид, предположительно вызвавший вымирание динозавров, прилетел из-за орбиты Юпитера

Астероид, столкнувшийся с Землей 66 миллионов лет назад в районе Мексиканского залива, оставил после себя повсеместно распространенный прослой — так называемую границу K-Pg. Ученые изучили содержание в ней изотопов рутения и сравнили с другими образцами. Это помогло установить состав и происхождение космического тела.

Чикшулуб

Удар астероида о Землю в представлении художника. Считается, что такое событие вызвало массовое вымирание 66 миллионов лет назад и оставило кратер Чикшулуб / © Mark Garlick

На Земле несколько раз происходили массовые вымирания флоры и фауны. Последнее — 66 миллионов лет. Тогда погибло больше половины видов, включая нептичьих динозавров. По времени это событие совпало с окончанием мелового периода и началом палеогенового.

Многое указывает на то, что виновником смены геологических периодов и массового вымирания послужил 10-километровый астероид, столкнувшийся с Землей. След от него хорошо заметен на поверхности — это кратер Чикшулуб в Мексиканском заливе и на полуострове Юкатан. Удар разбросал обломки по всей планете, что заметно в стратиграфии горных пород. Почти на всех континентах находят тонкий прослой того времени, обогащенный металлами платиновой группы, достаточно редкими на Земле. Геологи называют это границей K-Pg, или мел-палеогеновой границей.

Согласно альтернативной гипотезе, граница K-Pg сформировалась под действием мощной вулканической активности, самый яркий пример которой — Деканские траппы в Индии. Однако соотношение элементов платиновой группы больше соответствует метеоритному происхождению, чем вулканическому. На внеземной материал в границе K-Pg указывают также изотопы хрома и находки фрагментов метеорита в образцах из Тихого океана.

Граница K-Pg
Граница K-Pg в южном Колорадо, США / © Kirk Johnson, Denver Museum of Nature and Science

Международная группа ученых во главе с Марио Фишер-Гедде из Кельнского университета (Германия) решила выяснить, какого типа астероид это мог быть. Для этого они проанализировали в образцах границы K-Pg изотопы рутения. Их содержание меняется в метеоритах разного типа и отличается от того, что встречается на Земле. Таким образом можно идентифицировать внеземной источник. Результаты опубликованы в Science.

Самое интересное, что содержание изотопов рутения в метеоритах связано с тем, на каком расстоянии от Солнца сформировался родительский астероид. Метеориты по составу делят на два больших класса — углистые хондриты и неуглистые (включая железные). Среди последних — самые распространенные каменные метеориты на Земли. Их родительские тела — это астероиды S-класса, образованные во внутренней части Солнечной системы, вместе с каменными планетами. Состав изотопов рутения у них не сильно отличается от земного. Углистые хондриты выделяются сильнее, но внутри этого класса большое разнообразие. Их источником считают астероиды C-класса, рожденные на большем удалении от Солнца, за орбитой Юпитера.

Данные исследованных образцов в сравнении с разными метеоритами / © Mario Fischer-Gödde et al., Science, 2024
Данные исследованных образцов в сравнении с разными метеоритами / © Mario Fischer-Gödde et al., Science, 2024

Для сравнения авторы исследовали изотопный состав образцов из импактных (то есть ударного происхождения) пород фанерозойского возраста (не старше 540 миллионов лет), архейского (3,5–3,2 миллиарда лет), а также фрагментов двух углистых хондритов.
Выяснилось, что состав изотопов рутения в границе K-Pg однороден и похож на тот, что встречается в углистых хондритах. Это значит, что их источник — каменный астероид класса C, родившийся во внешней части Солнечной системы и столкнувшийся с Землей в конце мелового периода. Это результат опроверг гипотезу о кометном происхождении кратера Чикшулуб.

Изотопный состав пяти других образцов фанерозойского возраста показал большее сходство с астероидами S-класса, которые происходят из внешней части Солнечной системы, расположенной в пределах орбиты Юпитера. А вот архейские образцы содержали внеземное вещество из астероидов класса C, бомбардировавших планету на стадии аккреции.


Источник