約1万2000年前、チリのアタカマ砂漠の広大な範囲が、砂質の土壌をシリケートガラスの巨大な板へと変えてしまうほどの猛烈な熱に焼かれた。この謎めいたガラスの分布と組成を調べてきた研究チームが、ついにその「地獄のような出来事」の原因について結論に達した。
地球外起源の鉱物が残す決定的な手がかり
学術誌『Geology』に発表された研究によると、砂漠で見つかるガラス構造の中には、通常は地球外由来の岩石にしか含まれない鉱物を含む微細な破片が確認されたという。これらの鉱物は、NASAの探査機「スターダスト」が彗星「ヴィルト2」から採取した粒子の組成ときわめてよく一致していた。
研究チームは、これらの鉱物の集合体こそが、宇宙から飛来した物体――おそらくヴィルト2に似た組成を持つ彗星――の名残であり、爆発によって砂の表面が溶融した後に降り注いだものだと結論づけた。
地表直上での爆発を裏付ける初めての明確な証拠
「地表のすぐ上空で炸裂した火球が放つ熱放射と暴風によって、地球でガラスが生成されたという明確な証拠が得られたのは、今回が初めてです」と語るのは、ブラウン大学地球・環境・惑星科学部の名誉教授ピート・シュルツ氏だ。「これほど広い範囲にこれほど劇的な影響を及ぼしたということは、途方もなく巨大な爆発だったことを意味します。夜空を走る流れ星を見たことはあるかもしれませんが、それはこの爆発とは比べものにならない小さな閃光でした」
ガラスの分布と長年続いた起源の謎
ガラスは、東にアンデス山脈、西にチリ海岸山脈を抱えるチリ北部の高原「パンパ・デル・タマルガル」の東側一帯に斑状に点在している。濃緑色から黒色のガラス原野は、全長約75キロメートルにわたる回廊状の地帯に集中しており、その姿はまるで異世界の風景のようだ。
ところが、このガラスが火山活動によって生まれた証拠は一切なく、その起源は長きにわたって謎に包まれていた。
古代の草原火災説とその矛盾
これまで一部の研究者は、この地域が昔から砂漠だったわけではないことから、「古代の草原火災」を起源とする説を提唱していた。更新世のこの場所には、東側の山々から流れ下る河川が潤す、樹木や草地の湿原からなるオアシスが存在していた。大規模な山火事が発生すれば、砂質土壌を溶かして巨大なガラス板を作るほどの高温に達した可能性がある、というわけだ。
しかし最新の研究によれば、ガラスの総量やいくつかの重要な物理的特徴から見て、単純な火災では formation のメカニズムとして成立しえないという。ガラスには、溶融状態のままねじれ、折り曲げられ、丸められ、さらには投げ飛ばされたような痕跡が刻まれている。これは大型隕石の飛来と、竜巻級の暴風を伴う空中爆発(エアバースト)の特徴と完全に一致する。
「ガラスの鉱物学的特徴は、火災説に対して重大な疑問を投げかけます」とシュルツ氏は指摘する。同氏は、米ジョージア州のファーンバンク科学センター、チリのサントトマス大学、そしてチリ地質鉱業サービス(SERNAGEOMIN)の研究者たちとともに、地域全体のガラス堆積物から採取した数十個のサンプルについて詳細な化学分析を実施した。
華氏3000度超を記録した猛暑の痕跡
分析の結果、ジルコンが熱分解して「バデレイアイト」という鉱物へと変化していることが明らかになった。この鉱物転移は通常、華氏3000度(摂氏約1650度)以上という極めて高い温度でのみ起こるものであり、野火が到達しうる温度をはるかに超えているとシュルツ氏は説明する。
さらに分析では、隕石など地球外の岩石にのみ存在する特異な鉱物集合体も検出された。キューバナイト、トロライト、そしてカルシウムとアルミニウムに富んだ包有物といった特定の鉱物が、NASAのスターダスト計画で回収された彗星サンプルの鉱物的シグネチャーと一致したのである。
「この天体は彗星の特徴をすべて備えている」
「これらの鉱物は、この天体が彗星としてのすべての特徴を備えていることを教えてくれます」と、ファーンバンク科学センターの惑星地質学者で研究共著者のスコット・ハリス氏は述べる。「スターダストのサンプルで確認されたのと同じ鉱物学的特徴がこのガラスの中に組み込まれていたという事実は、目の前の現象が彗星の空中爆発の産物であることを示す、極めて強力な証拠です」
巨大動物の絶滅との不思議な時間的重なり
ガラスの正確な年代を確定させ、出来事の発生時期を特定するには、さらなる調査が必要だとシュルツ氏は言う。ただし暫定的な年代測定によれば、この衝突イベントは、大型哺乳類がこの地域から姿を消した時期とほぼ正確に重なるという。
「因果関係があると断定するのはまだ早いですが、巨大動物の絶滅が起きたと考えられる時期と同じ頃にこのイベントが発生したという事実は、実に興味深い」とシュルツ氏は語る。「さらに、この地域にたどり着いたばかりの最初の住人たちが、この爆発を目撃した可能性もあります。さぞ壮観な光景だったことでしょう」
今後の研究への期待
シュルツ氏と研究チームは、今後の研究によって発生時期の絞り込みと彗星のサイズの解明が進むことに期待を寄せている。当面の目標は、この研究成果が世界各地で同様の爆発跡を特定し、こうした天体イベントがもたらす潜在的リスクを評価する一助となることだ。
「世の中にはまだ数多くの爆発痕が埋もれているかもしれませんが、それらが実際に空中爆発に関連すると確信できるだけの証拠は、これまで十分にはありませんでした」とシュルツ氏は締めくくる。「今回の現場は衝突モデルを洗練させるためのテンプレートとなり、他の地域で類似のサイトを発見する手がかりになると確信しています」