アルバレス仮説

アルバレス仮説は、白亜紀から古第三紀にかけての絶滅イベント中に非鳥類恐竜と他の多くの生物が大量絶滅したのは、地球に巨大な小惑星が衝突したためだとするものである。2013年以前は、この出来事は6500万年前に起こったとよく言われていたが、レネとその同僚（2013）は6600万年前に更新した値を示した。^[1]証拠によると、小惑星はメキシコのユカタン半島のチクシュルーブに落下した。この仮説は、1980年に最初に提唱したルイス・アルバレスとウォルター・アルバレスという父と息子の科学者チームにちなんで名付けられた。その後まもなく、オランダの古生物学者ヤン・スミットによっても独立して同じ仮説が提唱された。^[2]

2010年3月、国際的な科学者パネルは、小惑星の衝突説、特にチクシュルーブ衝突が絶滅の原因であると承認した。41人の科学者のチームが20年分の科学文献を再検討し、その際に大規模な火山活動などの他の理論も排除した。彼らは、直径10～15 km（6～9マイル）の宇宙岩がチクシュルーブで地球に衝突したと判定した。比較のために言うと、火星の衛星フォボスの直径は22 km（14マイル）、エベレストは9 km（5.6マイル）弱である。この衝突で放出されたエネルギーは、TNT火薬1億トン（4.2 × 10 ^{23 J）に相当し、}広島と長崎 に投下された原子爆弾のエネルギーの10億倍以上である。^[3]

2016年にクレーターの頂上リングを掘削するプロジェクトが行われ、この仮説が強く支持され、それまで不明だったさまざまな事実が確認された。その中には、頂上リングが典型的な海底岩ではなく花崗岩（地球深部で見つかる岩）で構成されており、衝撃を受けて溶け、数分で地表に噴出したという事実や、直後に砂の堆積物から大量の海水が移動した証拠などがある。重要なことに、コアには硫酸塩を含む岩石である石膏がほとんど含まれていなかったことも示された。石膏は蒸発してエアロゾルとして大気中に拡散したはずであり、衝突と地球規模の気候や食物連鎖への長期的な影響との間におそらく関連があることが裏付けられた。

1980年、ノーベル賞を受賞した物理学者ルイス・アルバレス、その息子で地質学者のウォルター・アルバレス、化学者のフランク・アサロとヘレン・ヴォーン・ミシェルが率いる研究チームは、世界中の白亜紀-古第三紀境界（K-Pg境界、以前は白亜紀-第三紀またはK-T境界と呼ばれていた）の堆積層に、通常の数百倍のイリジウム濃度が含まれていることを発見しました。 ^[4]

以前、1953年の出版物で、地質学者アラン・O・ケリーとフランク・ダヒルは、1つ以上の巨大な小惑星が地球に衝突し、地球の軸の角度の変化、世界的な洪水、火災、大気の閉塞、恐竜の絶滅を引き起こしたことを示唆する地球規模の地質学的証拠を分析しました。^{[5] [6]}衝突イベントの可能性については以前にも推測されていましたが、強力な証拠はありませんでした。^[7]

アルバレスチームが仮説を立てた時点では衝突の場所は不明だったが、後に科学者らはユカタン半島のチクシュルーブ・クレーターを発見し、現在では衝突地点の可能性が高いと考えられている。^[4]

バークレー地質年代学センターのポール・レンヌは、Ar-Ar年代測定に基づいて、小惑星衝突の日付は66,038,000年前、プラスマイナス11,000年前であると報告した。彼はさらに、この日付から33,000年以内に恐竜の大量絶滅が起こったと主張している。^[8]

2019年4月、ノースダコタ州の化石遺跡から発見された証拠について記述した論文がPNASに掲載された。著者らによると、この証拠は「噴出物の集積や動物の大量死を含む」小惑星衝突後の出来事の「衝突後のスナップショット」を提供しているという。^[9]研究チームは、その地域に点在していたテクタイトが、その場所で見つかった琥珀の中に存在し、化石魚の約50％のえらにも埋め込まれていることを発見した。彼らはまた、イリジウムの痕跡も見つけることができた。ウォルター・アルバレスを含む著者らは、衝突の衝撃はマグニチュード10または11の地震に相当し、衝突後数分または数時間以内にノースダコタ州の遺跡に到達したであろうセイシュ（湖、湾、湾の水の振動運動）を引き起こした可能性があると仮定している。これにより、生物は堆積物の厚い層の下に急速に埋もれたであろう。カンザス大学の共著者デイビッド・バーナムは「魚は押しつぶされたわけではなく、まるで液体のように崩れ、その後コンクリートのように固まる雪崩のようなものだ。水の激しさによって魚は突然死んだ。木にぶつかって真っ二つになった魚も1匹いる」と語ったと伝えられている。^[10]

2022年に発表された高解像度の魚の骨の化石の研究によると、大量絶滅を引き起こした白亜紀-古第三紀の小惑星は北半球の春に衝突した。^{[11] [12] [13]}

2010年にサイエンス誌に掲載された、恐竜の絶滅はチクシュルーブ火山が原因であるとする論文は41人の科学者が共著者であったが、数十人の科学者がその論文の方法と結論の両方に異議を唱えた。アルバレス仮説の有力な批判者はゲルタ・ケラーで、彼女はデカン・トラップの火山活動が緩やかな絶滅の原因である可能性に注目している。^[14]アルバレス仮説は科学界から圧倒的な支持を得ているにもかかわらず、^[15]ケラーは代替理論の研究を主張し続けている。^[14]

デカン・トラップ理論は1978年に地質学者デューイ・マクリーンによって初めて提唱されたが、すぐに支持を失った。^{[14] [16]}デカン・トラップは、チクシュルーブ衝突が発生したのと同じ時期に大規模な火山活動によって形成された、西インドの約130万平方キロメートルに広がる火山性洪水玄武岩の地域である。 ^[17]ケラーの研究以前は、デカン・トラップの噴火の時期については誤差の範囲がかなり大きく、K-Pg絶滅との関連について確固たる結論を導き出すことは困難だった。^{[17] [16]} 2014年の報告書で、ケラーと彼女の同僚はウラン鉛ジルコン地質年代学を使用して、噴火が100万年以内かつK-Pg境界の約25万年前に発生したことをより正確に特定した。^[17]ケラーはさらに、デカン高原の噴火の最も重要な時期に海水温が7～9度上昇したと結論付けた。^[18]海洋の酸性化、オゾン層の減少、酸性雨、有害ガスの放出とともに、これらの条件が大量絶滅を引き起こすのに十分であったと彼女は主張している。 ^{[14] [17]}

ケラーはアルバレス仮説を明確に否定し、2009年にチクシュルーブ・クレーターで収集した証拠を挙げ、衝突と絶滅の間には20インチの堆積物があるという証拠を挙げている。この発見は、衝突がK-Pg絶滅の20万～30万年前に起こったことを示唆しており、この2つを相関させるには期間が大きすぎる。^{[14] [15]}しかしこれは、 2015年にポール・レンが判定した3万3000年という範囲や^{[19] [20]}、衝突によって発生した津波が異常な堆積層を作り出したという最近の主張とは対照的である。ケラーはさらに、衝突は広く信じられているほど大きな生態学的被害を引き起こさなかったと主張しており^{[15] 、多くの}有孔虫種は衝突が起こるかなり前から減少し始めていたと判定した。 ^[14]彼女の2009年のプロジェクトでは、衝突前の堆積物で発見された52種が衝突後の堆積物にも存在していたことが明らかになり、衝突による絶滅は最小限であったことが示唆されました。^{[15] [18]}

デカン高原の火山活動と衝突仮説を組み合わせた最近の理論は、ポール・レンヌとマーク・リチャーズが率いるカリフォルニア大学バークレー校のチームによって開発された。この理論では、衝突自体がデカン高原の噴火の最も激しい時期を引き起こし、その両方が壊滅的な影響を及ぼしてK-Pg絶滅につながったと提唱している。^{[14] [21] [20]}レンヌとリチャーズは、チクシュカルブ衝突が火山噴火を引き起こすのに十分な強さの地震活動を引き起こす可能性があると計算した。 ^{[19] [21] [20]}彼らは、デカン高原の火山噴火の最大期、つまりワイ亜群がチクシュカルブ衝突の5万年から10万年後に発生したと判定した。これは、噴火が発生するまでの期間をモデル化した理論的予測と一致している。^{[20] [19]}また、研究グループは、絶滅とその後の生物の回復までの期間がデカン高原の火山活動の期間と一致していることを確認し、噴火によって衝突で破壊された海洋生態系の回復が一時停止したと提唱した。^[21]

K-Pg 絶滅の原因に関する議論は研究者の間で非常に物議を醸しており、その激しさの回復力から「恐竜戦争」というあだ名が付けられています。批判は異常に厳しく、研究結果だけでなく、科学者自身の信頼性と誠実さも標的にしています。ゲルタ・ケラーやルイス・アルバレスなど多くの著名な研究者が口頭で非難を浴び、市民の議論を妨げ、場合によってはキャリアを脅かしています。^[14]ウォルター・アルバレスは、デカン火山活動とチクシュルーブ衝突の関係を研究しているカリフォルニア大学バークレー校チームの積極的なメンバーです。^{[19] [20]}

2016年、科学的掘削プロジェクトにより、チクシュルーブ・クレーターの山頂リングの奥深くまで掘削され、衝突そのものから岩石コアサンプルが採取された。この発見は、クレーター衝突とその影響の両方に関する現在の理論を裏付けるものとして広く見なされた。山頂リングを構成する岩石は莫大な圧力と力にさらされ、莫大な熱で溶け、莫大な圧力の衝撃を受けて、わずか数分で通常の状態から現在の形になったことが確認された。山頂リングが花崗岩でできていたという事実も重要で、花崗岩は海底堆積物で見つかる岩石ではなく、地球のはるかに深いところで発生し、衝突の莫大な圧力によって地表に噴き出されたものである。この地域の浅い海底に通常存在する硫酸塩を含む岩石である石膏はほぼ完全に除去され、したがってほぼ完全に蒸発して大気中に放出されたに違いなく、この出来事の直後に巨大なメガ津波（海水の大規模な動き）が発生し、ピークリングの真上に粒径で区切られた最大の砂の層を形成するのに十分であった。

これらは、衝突体が120マイルのピークリングを作り、地球深部の地殻中層から基盤花崗岩を溶かして衝撃を与え噴出させ、巨大な水の動きを生み出し、大量の蒸発した岩石と硫酸塩を大気中に放出し、長期間そこに留まったという仮説を強く支持している。この塵と硫酸塩の地球規模の拡散は、世界中の気候に突然の壊滅的な影響を及ぼし、気温の大幅な低下を招き、食物連鎖を壊滅させたであろう。^{[22] [23]}