De aarde. Afbeelding tegoed: NASA Klik om te vergroten
In een nieuwe studie die een nieuwe manier biedt om naar het verleden van ons zonnestelsel te kijken, kondigt een groep planetaire wetenschappers en geochemisten aan dat ze op aarde bewijs hebben gevonden van een asteroïde-breuk of botsing die 8,2 miljoen jaar geleden plaatsvond.
Rapporterend in het nummer van 19 januari van het tijdschrift Nature, wetenschappers van het California Institute of Technology, het Southwest Research Institute (SwRI) en Charles University in de Tsjechische Republiek tonen aan dat kernmonsters van oceanisch sediment consistent zijn met computersimulaties van het uiteenvallen van een 160 kilometer breed lichaam in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. De grotere fragmenten van deze asteroïde draaien nog steeds rond de asteroïdengordel en hun hypothetische bron staat al jaren bekend als de asteroïde 'Veritas'.
Ken Farley van Caltech ontdekte een piek in een zeldzame isotoop die bekend staat als helium 3 en die 8,2 miljoen jaar geleden begon en in de komende 1,5 miljoen jaar geleidelijk afnam. Deze informatie suggereert dat de aarde moet zijn bestrooid met een buitenaardse bron.
"De helium 3-piek die in deze sedimenten wordt aangetroffen, is het rokende pistool dat 8,2 miljoen jaar geleden iets heel dramatisch is gebeurd met de interplanetaire stofpopulatie", zegt Farley, de Keck Foundation Professor of Geochemistry bij Caltech en voorzitter van de afdeling Geologische en Planetaire Wetenschappen . "Het is een van de grootste stofgebeurtenissen van de afgelopen 80 miljoen jaar."
Interplanetair stof bestaat uit stukjes steen met een diameter van enkele tot enkele honderden microns die worden geproduceerd door botsingen met asteroïden of worden uitgeworpen door kometen. Interplanetair stof migreert naar de zon en onderweg wordt een deel van dit stof opgevangen door het zwaartekrachtveld van de aarde en op het oppervlak afgezet.
Momenteel hoopt zich jaarlijks meer dan 20.000 ton van dit materiaal op aarde op, maar het aanwaspercentage zou moeten fluctueren met het niveau van asteroïde-botsingen en veranderingen in het aantal actieve kometen. Door te kijken naar oude sedimenten die zowel interplanetair stof als gewone terrestrische sedimenten bevatten, hebben de onderzoekers voor het eerst grote stofproducerende gebeurtenissen in het zonnestelsel uit het verleden kunnen detecteren.
Omdat interplanetaire stofdeeltjes zo klein en zeldzaam zijn in sediment - aanzienlijk minder dan een deel per miljoen - zijn ze moeilijk te detecteren met directe metingen. Deze deeltjes zijn echter extreem rijk aan helium 3, in vergelijking met terrestrische materialen. Ken Farley heeft de afgelopen tien jaar helium 3-concentraties gemeten in sedimenten die de afgelopen 80 miljoen jaar zijn gevormd om een record van de interplanetaire stofstroom te creëren.
Om er zeker van te zijn dat de piek geen toevalstreffer was op slechts één locatie op de zeebodem, bestudeerde Farley twee verschillende plaatsen: één in de Indische Oceaan en één in de Atlantische Oceaan. Het evenement is duidelijk vastgelegd op beide locaties.
Om de bron van deze deeltjes te vinden, bestudeerden William F. Bottke en David Nesvorny van de afdeling SwRI Space Studies in Boulder, Colorado, samen met David Vokrouhlicky van Charles University, clusters van asteroïde banen die waarschijnlijk het gevolg zijn van oude asteroïde botsingen.
"Terwijl asteroïden constant tegen elkaar botsen in de hoofd-asteroïdengordel", zegt Bottke, "verbrijzelt slechts één keer in de zoveel tijd een extreem grote."
De wetenschappers identificeerden een cluster van asteroïde fragmenten waarvan de grootte, leeftijd en opmerkelijk vergelijkbare banen het een waarschijnlijke kandidaat maakten voor de gebeurtenis van het afstoffen van de aarde. Ze volgden de banen van het cluster terug in de tijd met behulp van computermodellen en ontdekten dat 8,2 miljoen jaar geleden al zijn fragmenten dezelfde orbitale oriëntatie in de ruimte deelden. Deze gebeurtenis definieert wanneer de 100 mijl brede asteroïde genaamd Veritas uit elkaar werd geblazen door impact en samenvalt met de piek in de interplanetaire zeebodemsedimenten die Farley had gevonden.
'De verstoring door Veritas was buitengewoon', zegt Nesvorny. "Het was de grootste asteroïde-botsing die de afgelopen 100 miljoen jaar heeft plaatsgevonden."
Als laatste controle gebruikte het SwRI-Tsjechische team computersimulaties om de evolutie van stofdeeltjes te volgen die werden geproduceerd door het 100 mijl brede Veritas-breakup-evenement. Hun werk laat zien dat het Veritas-evenement 8,2 miljoen jaar geleden de piek in buitenaards stof dat op aarde kan regenen kan veroorzaken, evenals een geleidelijke afname van de stofstroom.
"De match tussen onze modelresultaten en de helium 3-afzettingen is zeer overtuigend", zegt Vokrouhlicky. "Het doet ons afvragen of andere helium 3-pieken in oceanische kernen ook kunnen worden herleid tot asteroïde-breuken."
Dit onderzoek werd gefinancierd door NASA's Planetary Geology and Geophysics-programma en ontving aanvullende financiële steun van het Tsjechische subsidiebureau en het COBASE-programma van de National Science Foundation. Het Nature-artikel heeft als titel 'Een late Mioceen-stofdouche door het uiteenvallen van een asteroïde in de hoofdgordel'.
Oorspronkelijke bron: caltech News Release
