小惑星衝突「恐竜絶滅の日」に何が起きたのか

1000km先でも即死、時速965kmの風が大木をなぎ倒し、巨大地震も発生

2016.06.15
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6600万年前、メキシコ東部に小惑星が衝突し、恐竜を絶滅させた。新たな研究により、当時の詳細な状況が明らかになってきた。(Photograph by TIm Peake, ESA, NASA)
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 6600万年前、中生代最後の日の太陽が昇る朝を想像してみてほしい。

 光の束が現在のメキシコ・ユカタン半島の海岸沿いに広がる沼地や針葉樹の森に降り注ぎ、温かいメキシコ湾の水は生命で溢れている。

 いまでは「失われた世界」の住民である恐竜や巨大昆虫が、鳴き声や羽音を響かせて生命を謳歌しているさなか、山ほどもある小惑星が、時速およそ6万4000キロの速さで地球に向かっていた。

 ほんの束の間、太陽よりもはるかに大きくてまぶしい火の玉が空を横切る。一瞬の後、小惑星は推定でTNT火薬100兆トン分を超える規模の爆発を起こして地球に激突した。

 衝突の衝撃は地下数キロに達し、直径185キロ以上のクレーターを作り出し、大量の岩を蒸発させる。この衝突により、連鎖的に地球規模の大災害が引き起こされ、生物のおよそ80パーセントが消滅し、恐竜もそのほとんどが姿を消した。(参考記事:「驚きの恐竜展を開催、「鳥は生ける恐竜」示す」

 こうした黙示録的な描写は、1980年に小惑星衝突説が提唱されて以来、数限りない本や雑誌に登場してきた。1990年代には、ユカタン半島沖のメキシコ湾にあるチクシュルーブ・クレーターが、その小惑星衝突の痕跡であることが確認された。

 一方で、小惑星の衝突が具体的にはどのようにして地球上の生物を壊滅させたのかについては、長い間謎のまま残されてきた。

チクシュルーブ・クレーターを生み出した小惑星の一部。(Photograph by Faith Tucker, NASA)
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 先月、メキシコ湾の掘削基地で活動している英国の研究者チームが、史上初めてチクシュルーブ・クレーターの「ピークリング」からコアサンプル(柱状採取した試料)を採取した。ピークリングとは、クレーターの縁の内側にできるもうひとつの輪で、衝突の衝撃から数秒以内に起こる反動により形成される。この調査によって、研究者らは、あの日放たれた驚異的な力の謎を解明することを目指している。(参考記事:「地球の大規模クレーター10選」

少なくともマグニチュード10.1

 米パデュー大学、英インペリアル・カレッジ・ロンドンの地球物理学者チームが開発したウェブツール「インパクト・カリキュレータ(衝撃計算機)」では、小惑星の大きさやスピードなどのデータを入力することによって、衝突が起こったときの様子を詳細に知ることができる。(参考記事:「標的は地球?小天体接近」

 チクシュルーブ掘削プロジェクトに参加している主要研究者のひとり、ジョアンナ・モーガン氏は言う。「隕石の衝突地点からの距離をいくつか入力してみれば、衝撃の影響が距離によってどのように変化するかがわかります。たとえば、もしあなたが衝突地点から比較的“近い”1000キロ以内にいた場合は、即死するか、数秒以内に火球によって死んでしまうでしょう」

チクシュルーブ・クレーターの調査には削岩機が使われている。(Photograph by Dave Smith, International Ocean Discovery Program)
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 小惑星の衝突を目撃できる場所にいたなら、やはり死は免れなかっただろうと語るのは、インペリアル・カレッジの惑星科学講師で、ツール開発に協力したガレス・コリンズ氏だ。

 衝突の9秒後、それを観察できる距離にいた者は、熱放射によってあっという間に焼かれただろう。木や草は自然発火し、周辺にいるすべての生物は一瞬にして全身にひどいやけどを負う。

 火の後には洪水がやって来る。衝突の衝撃は、地形によっては最大305メートルの巨大な津波を引き起こす。続いて起こった、リヒタースケールで少なくともマグニチュード10.1の地震は、人類がかつて経験したことのないほど強大なものだったはずだ。

「これほどの規模の地震は、たとえて言うなら、過去160年間に世界で起きたすべての地震が同時に発生するようなものです」と米コロラド州立大学の地震学者で、元アメリカ地震学会会長のリック・アスター氏は言う。

 衝撃から8分が過ぎると、地殻から噴出物が流れ出し、焼けた大地を熱い砂と灰で覆い尽くしていく。衝突点に近い場所では、地面は厚さ数百〜千メートルを超える岩屑の下に埋まっただろう。

 およそ45分後、一陣の風がおよそ時速965キロで一帯を吹き抜け、岩屑を撒き散らし、立っているものをすべてなぎ倒す。同時に、低空飛行のジェット機が放つ轟音のような、105デシベルの爆発音がやってくる。

チクシュルーブ・クレーターから採取された岩石(コアサンプル)。(Photograph by Dave Smith, International Ocean Discovery Program)
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 爆発の直接的な影響が及ばない遠い場所では、空は暗さを増し、衝突によって巻き上げられた岩屑が流星のように地球に降り注ぎ、この世の終わりのような光景が繰り広げられた。

「このとき降り注いだ岩屑は、通常の流星や隕石と同じようには見えなかったでしょう」とコリンズ氏は言う。「通常の隕石は速い速度で落下しながら燃え上がり、非常に熱くなります。一方、岩屑は低高度から大気圏に再突入し、ゆっくりとした速度で、赤外線を放射しながら落ちてきます。どういう見え方をするのか定かではありませんが、おそらくは赤っぽく光るのではないでしょうか」

 赤い光が消えた後には、地球をめぐる灰と岩屑が日の光を遮り、空は暗くなる。

「最初の数時間は、真っ暗闇に近い状態だったかもしれません。しかしその後すぐに空は明るくなっていきました。それから数週間、数カ月、あるいは数年の間は、夕暮れ時か、どんよりとした曇りの日のような状態だったのではないでしょうか」とコリンズ氏は言う。

ドイツ・ベルリンの博物館で、ティラノサウルス・レックスの「トリスタン」を見る人々。トリスタンは米モンタナ州で発見されたもので、大型恐竜の骨格としては過去に発見された中でも特に状態がよい。(Photograph by Axel Schmidt, Getty Images)
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「核の冬」ののち急激な温暖化

 一般的には、小惑星の衝突後数分から数日の間に見られた破壊的な現象に注目が集まりがちだが、最終的に恐竜を含む地球上の生命の大半を消し去ったのは、より長期的な環境への影響だ。(参考記事:「恐竜の絶滅、カギは小惑星の衝突時期」

 砂塵の雲によって空が薄暗くなったということは、植物の光合成が劇的に減少したことを意味する。煤や灰が大気中から洗い流されるまでには何カ月という時がかかり、酸性の泥のような雨が地球に降り注いだ。大規模な火事は大量の毒素を生み出し、地球の生態系を保護するオゾン層を一時的に破壊した。(参考記事:「恐竜絶滅の「衝突の冬」、仮説を立証か」

 さらには、衝撃それ自体による「カーボンフットプリント(炭素排出量)」の影響もある。米月惑星研究所の地質学者、デヴィッド・クリング氏によると、小惑星の衝突により、およそ10兆トンの二酸化炭素、1000億トンの一酸化炭素、さらには1000億トンのメタンが一気に放出されたという。

 その結果、小惑星の衝突直後、地球は核の冬に続く激しい温暖化という、強烈なワンツーパンチに見舞われたと考えられる。そしてチクシュルーブ・クレーターから採取されたばかりのコアサンプルは、この恐怖の物語における、いまだ明らかにされていない部分を埋めるのに役立てられることだろう。

 モーガン氏は言う。「今回の調査は、これらすべてのことが衝突後の気候にどのような影響を与えたのか――どれだけの物質が成層圏に放出されたのか、そしてそれはどんな物質だったのかといったことを解明するための一助となるでしょう」

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文=Roff Smith/訳=北村京子

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