راز شهاب سنگی کمیابی که پایان دایناسورها را رقم زد

لایه‌ای از رس به نازکی نجوا که در سراسر جهان حفظ شده، سرانجام راز خود را آشکار می‌کند. درون این لایه، قطعات میکروسکوپی‌ای وجود دارد که رد آن‌ها به سرنوشت‌سازترین برخورد در تاریخ زمین‌شناسی اخیر زمین می‌رسد. دهه‌ها بود که پژوهشگران درباره ماهیت جرمی که ۶۶ میلیون سال پیش به زمین برخورد کرد و نزدیک به سه‌چهارم گونه‌ها، از جمله همه دایناسورهای غیرپرنده را از میان برد، بحث می‌کردند. اکنون گروه‌هایی از دانشگاه بریتیش کلمبیا و مؤسساتی در پاریس، بروکسل و وین به تطابقی نزدیک رسیده‌اند: یک شهاب‌سنگ بسیار کمیاب و غنی از کربن که با نام کندریت کربنی سی‌او شناخته می‌شود.

کالبدشکافی شیمیایی که معمایی ۶۶ میلیون ساله را حل کرد

دانشمندان اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق ایزوتوپ‌های نیکل را روی لایه رسی ظریفی به کار گرفتند که مرز کرتاسه-پالئوژن را مشخص می‌کند. این لایه ذراتی فوق‌العاده ریز از رویداد برخورد را در خود دارد، زیرا جرم ورودی هنگام تماس با زمین تا حد زیادی تبخیر شد. ایزوتوپ‌های نیکل مانند اثر انگشت جنایی عمل می‌کنند. الگوی این ایزوتوپ‌ها به موادی اشاره دارد که با کندریت‌های کربنی از رده سی‌او سازگار است؛ خانواده‌ای ابتدایی از شهاب‌سنگ‌ها که گمان می‌رود مواد اولیه منظومه شمسی آغازین را در خود حفظ کرده باشند.

کندریت‌های کربنی در میان شهاب‌سنگ‌هایی که روی زمین پیدا می‌شوند، نادر هستند. تنها حدود ۵ درصد از آن‌ها به این گروه تعلق دارند. زیرگروه سی‌او حتی کمیاب‌تر است. آزمایش‌های آزمایشگاهی روی رس مرزی همچنین فراوانی غیرمعمول و پایین عناصر فرار را نسبت به بسیاری از شهاب‌سنگ‌های شناخته‌شده نشان داد. عناصری مانند کربن، روی، کانی‌های آب‌دار و به‌ویژه گوگرد، کمتر از مقدار مورد انتظار حضور داشتند.

به بیان ساده، سنگی که دهانه چیکسولوب را ایجاد کرد، سرشار از مواد نخستین و به‌خوبی حفظ‌شده بود، اما از ترکیبات فراری که به‌راحتی تبخیر می‌شوند، مقدار نسبتاً کمی داشت. همین نکته به روشن‌تر شدن چگونگی وقوع فاجعه جهانی کمک می‌کند. این یافته فرضیه برخورد شهاب‌سنگ را رد نمی‌کند. در عوض، تأکید را از این تصور دور می‌کند که سیارک به‌تنهایی حجم عظیمی از آئروسل‌های گوگردی را وارد جو کرد و برای سال‌ها زمین را تاریک و سرد ساخت.

پس نور خورشید چگونه کم شد و اکوسیستم‌ها فروپاشیدند؟ شواهد تازه از ایده‌ای قدیمی‌تر و از نظر فیزیکی بسیار خشن پشتیبانی می‌کند: منبع اصلی مه پایدار جوی، مواد فرار خود سیارک نبود، بلکه حجم عظیمی از سنگ‌های خرد و پودر شده زمین بود که به جو پرتاب شد. این برخورد، جرمی با پهنای تقریبی ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر را با سرعتی سهمگین کاوید و دهانه چیکسولوب را زیر جایی که امروز شبه‌جزیره یوکاتان است، شکل داد. برآوردها سرعت برخورد را نزدیک به ۶۴ هزار کیلومتر در ساعت می‌دانند. انفجار، برخوردکننده را تبخیر کرد و همچنین حجم عظیمی از سنگ‌ها و رسوبات محل برخورد را تبخیر، ذوب و به ارتفاعات جو پرتاب کرد. این آوار دوباره بر زمین بارید و ریزترین ذرات آن آن‌قدر در جو باقی ماندند که نور خورشید را کاهش دهند و سامانه‌های اقلیمی را برهم بزنند.

چنین کندریت کربنی سی‌او از کجا آمده بود؟ پژوهشگران منشأ آن را در نواحی دوردست و سردتر منظومه شمسی یا در بخش‌های بیرونی کمربند سیارک‌ها محتمل می‌دانند؛ جایی که شاید بر اثر برهم‌کنش‌های گرانشی با مشتری، به مسیری فرستاده شده باشد که مدار زمین را قطع می‌کرد. این شناسایی، فهرست مخازن منشأ احتمالی را محدودتر می‌کند و برای دانشمندان سیاره‌شناس، هدف روشن‌تری در مدل‌سازی دینامیک منظومه شمسی و ارزیابی خطر برخوردهای فضایی فراهم می‌آورد.

این مطالعه که در مجله ساینس ادونسز منتشر شده، به مجموعه‌ای از پژوهش‌ها می‌پیوندد که زمین‌شناسی میدانی، ژئوشیمی ایزوتوپی آزمایشگاهی و دینامیک سیاره‌ای را با هم ترکیب می‌کنند. این روش‌ها در کنار یکدیگر، تصویر دقیق‌تری از جرمی می‌سازند که به عصر دایناسورها به‌طور ناگهانی پایان داد و مسیر حیات روی زمین را دگرگون کرد.