地球最大のクレーターを作った小惑星は、私たちが考えていたよりもはるかに大きかったかもしれない

今週は小惑星にとって重要な週だ。NASA の DART ミッションが宇宙船を意図的に小惑星に衝突させたからというだけではない。太古の宇宙の岩石もまた、再び脚光を浴びるチャンスを得ている。

直径約62マイル（100キロメートル）のフレデフォートクレーターは、南アフリカの現在のヨハネスブルグ市の近くに位置し、地球上で最大かつ最古の衝突クレーターとして知られています。約20億年前、衝突体（おそらく小惑星）が地球に向かって猛スピードで衝突し、衝突直後に地面に巨大な穴をあけました。この穴の幅は推定111～186マイル（180～300キロメートル）でした。今週、 Journal of Geophysical Researchに掲載された研究によると、衝突体はこれまでの推定よりも大きかった可能性があることがわかりました。もしそうなら、この飛来した岩石は地球全体に壊滅的な影響を及ぼしたはずです。

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この新しい研究により、科学者は地球や他の惑星への衝突イベントをより正確にシミュレートできるようになります。「地球上の最大の衝突構造を理解することは非常に重要です」と、論文の筆頭著者でジョンズ・ホプキンス大学の博士課程の学生であるナタリー・アレンはプレスリリースで述べています。「フレデフォートクレーターのような構造から得られる情報にアクセスできることは、私たちのモデルと地質学的証拠の理解をテストする絶好の機会であり、地球やそれ以外の場所への影響をよりよく理解できるようになります。」

フレデフォートクレーターは過去20億年にわたって浸食されてきたため、衝突時のクレーターの大きさや、クレーターを形成した衝突体の大きさや速度を科学者が正確に推定することは困難である。研究チームは、最新のクレーターの大きさに一致するようにシミュレーションを行った。その結果、衝突体ははるかに大きく、直径約12～15マイル（20～25キロメートル）、時速約33,500～44,000マイル（秒速15～20キロメートル）の速度で移動する必要があることがわかった。

この新たな発見は、この小惑星が6600万年前に衝突し、恐竜のほとんどの種を絶滅させ、メキシコのチクシュルーブ・クレーターを形成した小惑星よりも大きかった可能性があることを示している。この大量絶滅に加え、衝突後、地球は広範囲にわたる森林火災、酸性雨、オゾン層の破壊など、大きな影響に悩まされた。

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フレデフォート・クレーターがチクシュルーブ・クレーターを形成した衝突物よりもさらに大きく、より速く移動する衝突物によって形成されたとすれば、フレデフォートの衝突はさらに大きな地球規模の壊滅的な結果を引き起こした可能性がある。

「チクシュルーブ衝突とは異なり、20億年前には単細胞生物しかおらず、樹木も存在しなかったため、フレデフォート衝突では大量絶滅や森林火災の記録は残っていない」とロチェスター大学の地球環境科学助教授、中島美紀氏はプレスリリースで述べた。「しかし、この衝突はチクシュルーブ衝突よりも広範囲に地球の気候に影響を与えた可能性がある」

中島氏は、フレデフォート衝突による塵や微粒子が地球全体に広がり、太陽光を遮り、地球表面を冷却した可能性があると付け加えた。「これは光合成生物に壊滅的な影響を与えた可能性があります」と同氏は述べた。「塵やエアロゾルが沈んだ後（数時間から10年かかる可能性があります）、衝突によって放出された二酸化炭素などの温室効果ガスにより、長期間にわたって地球の気温が数度上昇した可能性があります。」

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この出来事に関するこれまでの研究では、衝突物体の物質が現在のロシアのカレリア地方まで噴出したことが判明している。研究チームは新しいモデルを使用して、カレリアを含む陸地と南アフリカのクレーターの距離はわずか約1,200～1,500マイル（2,000～2,500キロメートル）だったと判定した。これは、現在この2つの地域を隔てる約6,176マイル（9.940キロメートル）よりもずっと近い。

「はるか昔の陸地の位置を特定するのは、信じられないほど難しい」とアレン氏は言う。「現在最も優れたシミュレーションでは、約10億年前までさかのぼって地図が描かれており、過去に遡るほど不確実性は大きくなります。この噴出物（小惑星から放出された物質）の層マッピングなどの証拠を明らかにすることで、研究者はモデルをテストし、過去の全体像を解明するのに役立つかもしれません。」