月の微細なガラスビーズは地球に衝突した小惑星の物語を物語っている

月の土壌は小さなガラスの球で満たされている。水曜にサイエンス・アドバンス誌に掲載された新しい研究によると、ビーズと呼ばれるこれらのガラス片は、何百万年も前に小惑星が月の表面に衝突したときに形成されたという。

しかし、数十マイクロメートルから数ミリメートルの大きさのこれらの微小な月のガラスは、月の歴史を語るだけではない。地球への隕​​石の衝突についても垣間見ることができる。研究チームは、月の衝突が、地球に起きた最も悪名高い衝突の多くとほぼ同時期に起きたことを発見した。科学者らが恐竜絶滅の原因だと主張する衝突もその一つだ（鳥類は除く）。

「月は、太陽系の私たちの近隣地域での大規模な衝突の歴史が実際にどのようなものであったかを示す証人のようなものだ」と、アリゾナ州立大学ブセック隕石研究センターのロンダ・ストラウド所長は言う。同所長は今回の研究には関わっていない。太陽系の私たちの地域の衝突の歴史を理解することは、地球に向かって急速に接近する小惑星の頻度を予測する科学者のモデルを改善するのに役立つ可能性があるとストラウド所長は付け加える。

この新しい研究の中心にある小さなガラスの球体は、月から来たものです。これらは中国の嫦娥5号月探査ミッションによって地球に持ち込まれ、2020年12月にサンプルが科学者たちの手と研究室に持ち帰られました。これらの新鮮な月の岩石は世界中の共同研究で共有され、 Science Advancesの新しい論文の背後にある国際チームはすぐに月のサンプル内の球体の分析を開始しました。

[関連: 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]

研究チームは、これらのガラスが20億年前からわずか数百万年前に形成されたと判定したと、カーティン大学地球惑星科学部の准教授で、この新しい論文の著者でもあるカタリナ・ミリコビッチ氏は言う。

小惑星などの衝突体が地球の表面に激突すると、衝突のエネルギーによって物質が放出されると彼女は説明する。運動エネルギーの一部は、その物質が飛行中に熱せられる。十分に熱せられると、一部は溶ける。溶けてから再び冷えるとき、その物質は飛行中なので、溶けた物質は球形に固まり、ガラスビーズとなって地面に落ちるとミリコビッチは言う。

研究者らは嫦娥5号が持ち帰ったガラスビーズを分析し、その年代、大きさ、その他の特徴を突き止めた。また、月面のクレーターのリモートセンシングデータを調べ、研究対象となった特定の月のガラスをどのような衝突が吹き飛ばしたのかを突き止めた。

研究チームはビーズとそれに関連するクレーターの年代をかなり幅広く調べたが、ビーズの含有量が多い時期もあった。「実際に、年代のピーク、つまり特定の年代にビーズが密集していたのです」とミリコビッチ氏は言う。

ミリコビッチ氏によると、これらのピークはおそらく重要な出来事を示している。おそらく、より多くの小惑星がその地域を通過して一度に月に衝突したか、あるいは大きな小惑星が近くで分裂して月に一連の衝突を降らせたのかもしれない、と彼女は言う。

研究チームはまた、ピークの時期が地球上の重大な衝突イベントと一致することが多いことにも気づいた。例えば、あるピークは地球上で発見された大量の隕石の年代と一致しているようだとミリコビッチ氏は言う。

「月は地球の衛星であり、天文学的に言えば、月と地球は近い。太陽系内では、月と地球はほぼ同じ空間を占めている」とミリコビッチ氏は言う。したがって、宇宙の岩石の群れが地球に向かって飛んできたら、両方の天体がほぼ同時に衝突するのは当然だ。

しかし、地球には衝突の明確な記録が残っていないという問題があります。それは、月と違って、地球は侵食、風化、惑星の作用によってクレーター、衝突ガラス、その他の証拠が埋もれてしまうからです、とストラウドは言います。「地球は海や木々、土、都市で覆われています」と彼らは付け加えます。「多くのクレーターはまだ隠れています。クレーターを認識するには長い時間がかかり、痕跡の一部は消えてしまっています。」

一方、月には、衝突の証拠がクレーターやガラスビーズの形で表面に散らばっています。そのため、月の表面は、地球の歴史を解明する研究者にとって役立つツールとなっています。

地球上で最も有名な衝突地点の一つは、メキシコのユカタン半島にあるチシュカルブ・クレーターです。この幅6マイルのクレーターは、約6600万年前に小惑星が地球に衝突し、非鳥類型恐竜を絶滅させた大量絶滅を引き起こした場所だと考えられています。

結局、新しい研究における月衝突データのピークの 1 つがその時期と一致していることが判明しました。「年代が一致していることを示しているだけです」とミリコビッチ氏は言います。しかし、恐竜を絶滅させた宇宙の岩石が地球-月系に遭遇したとき、伴流小惑星が一緒に飛んでいて、そのいくつかが月面にも衝突した可能性はあります。

当時月で起こったことは、約6600万年前に地球の近隣で複数の小惑星が衝突を起こした唯一の証拠ではない。8月には、別の研究チームがScience Advances 誌の別の論文で、西アフリカ沖で同時期に形成された地球上の別の衝突クレーターと思われるものについて説明している。これが確認されれば、このクレーターは白亜紀末に大きな小惑星が砕け散り、その破片が地球と月の両方に衝突したという考えを裏付けることになるかもしれない。

[関連:恐竜が絶滅した時に、2つ目の小惑星が地球に衝突した可能性がある]

月のクレーターと地球の衝突地点を結びつけるのは、難しい作業だとストラウド氏は警告する。「興味深く、期待できる」と彼らは言うが、「地球のクレーターとの関連はまだ推測の域を出ない」。ストラウド氏によると、「決定的な証拠」は、両世界からの衝突物質の組成と年代を一致させることだという。しかし、研究著者らは月のクレーターを地球のクレーターと直接結び付けることはできないが、この研究は「サンプルの地質学的背景を提供する、計画的にサンプルを回収することの威力を示している」。

「もしかしたら、何かが見えてきたのかもしれない」とミリコビッチ氏は言う。「証拠を見て、何かが起こる可能性を推測することしかできないが、もし本当なら、それは本当にすごい話だ」