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THE NEMESIS AFFAIR
Cat: SCI
Pub:1987
#9706b

David M. Raup
97430u/18220r

Title

THE NEMESIS AFFAIR

ネメシス事件
Sub Title

A Story of the Death of Dinosaurs and the Way of Science

恐竜の死と科学の方法の物語
Index
  1. Nemesis story:
  2. Cuvier vs. Lyell:
  3. Death of species:
  4. Iridium Anomaly, etc.:
  5. Two Opinion Polls:
  6. Periodic Extinction:
  7. 7Nemesis is born:
  1. ネメシス物語:
  2. キュヴィエ対ライエル:
  3. 種の絶滅:
  4. イリジウム異常など:
  5. 二つの世論調査:
  6. 周期的な絶滅:
  7. ネメシス理論の登場:
tag ; After 13my; Catastrophism; Chicxulub; Companion star; Extinction process; Irigium anomaly;; Mass extinction; Microtektite; ; Mythology; Oort cloud; Osmium; Period 26my; Periodic extinction 26m; Stishovite; Tunguska; ; Uniformitarianism;
 
  • >Top A Mythology:
    "The Sun has a Dark Sister. Long ago, before even great grandmother's time, the two suns danced together in the sky. But the Dark One was jealous that her sister was so much brighter, and in her rage she cursed us for not loving her, and loosed comets upon the world. A terrible winter came, and darkness fell and bitter cold, and almost every living thing perished. After many seasons, the Bright Sister returned to her children, and it was warm and light once more, and life was renewed. But the Dark Sister is not dead. She is only hiding. One day she will return."
  • ある神話：
    "太陽には暗く光る妹がいた。ずっと昔、曾祖母の時代よりもっと昔、２人の太陽の姉妹は一緒に大空で踊っていた。しかし暗い方の妹は、姉があまりにも明るく輝いていたことに嫉妬をした。彼女は我々に愛されないことに怒り、我々を呪ってこの世に多くの彗星を放った。その結果、恐ろしい冬と闇と厳寒が訪れた。生き物のほとんどは死滅した。その後、幾度も季節が流れ、明るく輝く姉の太陽が子供たちの惑星の所に戻ってきた。暖かさと光とが再び訪れ、生命が芽吹いた。だが暗い方の妹は死んではいない。彼女は隠れただけなのだ。いつか彼女はまた戻ってくるかも知れない。"
Why
this
book?
  • >Top One view holds that the Sun has a companion star (the red dot) on a highly eccentric orbit that enters the Oort Cloudoort_cloud around its perihelion, and therefore periodically sends comets cascading in toward the planets.
    - "Comet" by Carl Sagan
  • CF: Nemesis: (Greek Mythology) The goddess of retributive justice or vengeance
  • 一つ意見によれば、太陽には伴星（左図の赤点）があって、非常に扁平な楕円軌道を回っており、近日点近くではfに突入する。その結果、周期的に彗星を惑星の方向へ向かった追いやることになる。
    カール・セーガン著「コメット」
  • 注) ネメシスとはギリシャ神話で、因果応報、復讐の女神
 
  • It is said "History repeats itself." We are now in a transitional period from Industrial Civilization to Information Civilization. Cycle or wave rather than simple extrapolation of the present line or trend gives us fertile imagination of changes.
  • By this Nemesis story, we can imagine the longest, 26 million year cycle of change!! May the civilization which can imagine such a longest cycle continue on at least duration of about half of this cycle.
  • " 歴史は繰り返す"と言われる。我々は今や、工業社会から情報社会への移行期にいる。サイクルや波は、現在の線や傾向を単純に外挿するよりも豊かな想像力を与えてくれる。
  • このネメシス物語によって、我々は最も長い26百万年の変化のサイクルを想像することができる。このような長いサイクルを想像することができる文明が少なくともこのサイクルの半分程度は続くことを願っている。
Summary
要約

>Top 1. Nemesis story:

  • Nemesis is one of several names given to our Sun's small companion star. This little star is now about two light years away and moving away. But in another few million years, it will return and head back toward the Earth. The inward trip will take another dozen or so million years, and before the orbit is complete, Nemesis will pass through the Oort Cloud, an envelope of billions of comets that go around the Sun beyond the outer planets.
  • As Nemesis passed through the Oort Cloud, its own gravitational force will deflect some of the comet orbits in random ways. Some will be sent in toward us.
  • >Top As a result, one or more of the errant comets will collide with Earth. And we know from the geological records of Earth history that such collisions can be devastating. One incident killed the dinosaurs and another got the last of trilobites. Many of the major biological crises of our past, the mass extinctions were evidently caused by large-body impact.
  • And because the Nemesis orbit has a period of 26 million year.
  • The Nemesis story is now familiar, but there are a few inescapable facts:
    • First, nobody has ever seen Nemesis and there is no direct observational evidence that our Sun has a companion star.
    • The Oort Cloud of comets has never been seen.
    • The demise of the dinosaurs by comet impact is debatable.
    • The 26 million year periodicity in mass extinctions may or may not be real.

Connections:

  • Are we living on a safe planet or should we have chosen a better one?
  • Dinosaurs' mass extinction 65 million years ago:
    which provided the space for our mammalian ancestors to evolve and diversify. Humans are probably here now because (among many other factors) of the death of the dinosaurs.
  • Chances of comets or asteroids hitting the Earth:
    • In 1908, an extremely small comet fragment exploded over Tunguska in Siberia and knocked down about 6,000 sq.miles of forest.
  • >Top Nuclear-winter scenario:
    As to the dinosaur's extinction 65 million years ago, the impacting body has been estimated at about 6 miles in diameter. Our atmosphere was so choked with fine debris and water vapor that the entire earth becomes dark. This would prevent photosynthesis and cause the demise of active animals dependent on plants fro food.
  • 3/4 of stars in our galaxy are double or multiple stars. It has been natural to concentrate the SETI search on single stars. But the possibility of a small second star raised the possibility that the evolution of complex life may thrive on (or even require) the adversity of this kind of double-star system.

1. ネメシス物語：

  • ネメシスは太陽の小さな伴星に名付けられた幾つかの名の一つである。この伴星は現在は約２光年離れていて遠ざかっている。数百万年後には地球に向かって戻ってくる。さらに内向きの移動に1200万年以上を要する。周回の途中で、ネメシスは太陽系の外惑星のさらに外側にある何十億個もの彗星の巣であるオールトの雲の中を通過する。
  • ネメシスがオールトの雲を通過するとき、その重力によって彗星軌道のいくつかをランダムにそらせる。そのいくつかは地球に向かってくる。
  • その結果、いくつかのの気まぐれな彗星が地球に衝突する。地球の地質の記録によればこの衝突は破滅的な結果をもたらす。その一つが恐竜であり、その前は古生代の三葉虫の絶滅であった。これら過去における主な生命の危機、大量絶滅は明らかに巨大物体の衝突によるとされている。
  • そしてネメシスの周期は2600万年と想定される。
  • ネメシスの話は今や有名であるが、いくつか避けがたい事実がある。
    • 第一に、誰もまだネメシスを見たことがなく、太陽に伴星があるという直接の観測の証拠はない。
    • 彗星の巣というオールトの雲も見たことがない。
    • 恐竜の絶滅が彗星の衝突ということについても議論がある。
    • 2600万年毎の大量絶命は正しいかも知れないし、そうでないかも知れない。

関連事項：

  • 我々は安全な惑星の上に住んでいるのか、あるいはもっと条件のいい惑星を選ぶべきか。
  • 6,500万年前の恐竜の一斉絶滅：
    その出来事は、我々の祖先である哺乳類に進化し多様化する空間を与えた。人類はおそらく(多くの要素の中でもとくに)恐竜の絶滅があったからこそ今日ここに存在している。
  • 隕石・小惑星の地球への衝突の可能性：
    • 1908年に非常に小さな彗星のかけらがシベリアのツングスカ上で爆発し、6,000平方マイル（15,540 平方km）の森林をなぎ倒した。
  • 核の冬のシナリオ：
    6,500万年前の恐竜の絶滅に関しては、衝突した物体は直径WQWQマイル(10km)と予測されている。大気は、細かい粉塵と水蒸気で充満し、地球全体が暗黒になった。これによって光合成が妨げられ、植物を食料としていた動物が絶滅した。 銀河系の3/4の星は二重星かそれ以上の連星系を成している。地球外生命探査において単独の星を対象としてきたことは当然であった。しかし小さな伴星が複雑な生命の進化がこのような連星系の災難の上で行われる（いやむしろその災難を必要とする）可能性を提起した。

>Top 2. Cuvier vs. Lyell:

  • Much of the debate over the Nemesis theory stems from the implications of "catastrophism." What is a catastrophe? It is something sudden and something not predicted in advance. It is big in comparison to what is normal or expected. This is also an element of misfortune.
  • >Top For the geologist, there has long been a question of whether catastrophic events accomplish more change in the long run than the sum of everyday calmer, background processes. (Catastrophism vs. Uniformitarianism)
  • >Top Meteorites:
    Meteorite is the term given to any rock found on Earth that is of extraterrestrial origin, regardless whether they are comets or asteroids. Comets undoubtedly hit the Earth and make craters, but none has ever been positively identified (except perhaps at Tunguska). The composition of comets is believed as "dirty snowballs" - mainly ice studded with rock fragments. But we have not had specimens to analyze.
  • At present, about 100 impact craters have been authenticated. They range in age up to about two billion years and in size up to 140 km in diameter.
  • >Top Geologic time scale from the past 600 million years of Earth history. The sequence of eras (Paleozoic, Mesozoic, Cenozoic) and periods (Cambrian, Ordovician, Silurian, and so on) is base primarily on fossils. Followings are several of the major extinction events:
    • 65 ma: K-T (Cretaceous/Tertiary boundary) ; Chicxulub crater (10-15km diameter)
    • 220 ma: Late Triassic (Triassic/Jurassic boundary)
    • 250 ma: Late Permian (Permian/Triassic boundary)
    • 365 ma: Late Devonian (Devonian/Carboniferous boundary)
    • 440 ma: Late Ordovician (Ordovician/Silurian boundary)
    • 600 ma: Base of Cambrian (Precambrian/Cambrian boundary)
  • Cf: Mass extinction: (Wiki)
  • massextinction
  • Schindewolf, German paleontologist:
    proposed that the Permian mass extinction had been cause by a nearby exploding star, a supernova. If the supernova were only ten light years away, the visible and infrared radiation would produce a heat wave lasting many weeks and attendant climatic effect. Also, the atmosphere would be bombarded by high doses of X-rays and ultraviolet radiation.
  • There are historical records of sighting of very distant supernovae: in Europe in 1604 and 1572 and in China in 1054. It has been estimated that a supernova explosion within 100 light years may occur on average every 750 million years.
  • McLaren, Canadian geologist, suggested that the Devonian extinction was an indirect result of an enormous meteorite impact.
  • Iridium anomalies:
    • found at the Cretaceous-Tertiary boundary.
    • Also in 1984, in Australia was found at the top of Devonian sequence.
  • Harold Urey, US chemist, Nobel laureate:
    Oxygen isotope ratios in fossils to deduce temperature of the geologic past. He looked at the date of extinction events and the ages of tektites. Tektites are small glassy blobs that are found occasionally in soils and rocks produced by meteorite impact. He interpreted the most boundaries in the geologic time scale are placed at significant extinction points.
  • E.J. Opik, Irish astronomer:
    suggested that the damage of comet impact would be limited to "lethal area" around the impact point. Because many plants and animals are naturally restricted to a single area or region. This provinciality might make it easier to produce a mass extinction of the type we see in the fossil record.

2. キュヴィエ対ライエル：

  • ネメシス理論の多くの論争は、"天変地異説"の理論を根拠にしている。天変地異とは何か。それは当然、あらかじめ予想されない何かが起こることである。それは通常の予想を遙かに超える出来事でもある。そしてそれは不幸の原因とされる。
  • 地質学者にとっては、天変地異の事件と毎日の平穏で目立たないプロセスの積み重ねとどちらが大きな変化を生じるかについて長い間の論争があった。（天変地異説と斉一説の対立）
  • 隕石：
    隕石とは、地球以外の起源で地球上で発見された岩石の総称であり、彗星か小惑星であるかは問わない。彗星は間違いなく地球と衝突してクレータを作るが、誰もまだその事実を明示した者はいない。（ツングスカ落下がおそらくその例外といえる。）彗星の組成は、主として岩石片が混じった氷からなり、「汚れた雪だるま」と見なされている。しかし我々はまだ分析するような標本を得ていない。
  • 現在、クレータは100ヶ所見つかっている。その年代は、20億年前まで遡り、またその大きさは直径140kmにまで及ぶ。
  • 地質学的な時間のスケールは、過去６億年の地球の歴史をに及んでいる。古生代、中生代、新生代の区分、およびその中のカンブリア紀、オルドビス紀、シルリア紀などの区分は主として化石による分類である。以下にはいくつかの大量絶滅の事件を示している。
    • 65 ma: K-T(白亜紀/第三紀の境界); チクシュルーブ
    • 220 ma: 三畳紀の終わり(三畳紀／ジュラ紀の境界)
    • 250 ma: 二畳紀の終わり(二畳紀／三畳紀の境界)
    • 365 ma:デボン紀の終わり(デボン紀／石炭紀の境界)
    • 440 ma:オルドビス紀の終わり(オルドビス紀／シルリア紀の境界)
    • 600 ma:カンブリア紀の始まり(前カンブリア紀／カンブリア紀の境界)
  • ドイツの古生物学者シンデウルフ：
    二畳紀の大量絶滅は近くの星の爆発による超新星が原因であるとした。もし超新星がわずか10光年しか離れていないとすると、可視光および赤外線放射によって熱風が何週間も続き、気候の変化を生じる。また大気は強いＸ線や紫外線放射にさらされることになる。100光年以内の距離で超新星が現れる確率は平均750百万年と見積もられている。
  • カナダの地質学者マクラーレンは、デボン紀の絶滅は巨大の隕石落下による間接的結果にする説を唱えた。
  • イリジウム異常：
    • 白亜紀／第三紀の境界にはイリジウムの異常な蓄積がある。
    • また1984年には、豪州でのイリジウム異常はデボン紀の最上層から見つかった。
  • ハロルド・ユーレイ(米国の化学者、ノーベル賞受賞)
    化石中の酸素の同位体比率によって地質学的な過去の温度が推定できる。彼は絶滅の日付とテクタイトの年代とに注目した。テクタイトとは隕石の衝突によって作られ、土壌や岩石中に時折見つかるガラス状の小塊である。また彼は地質学的な年代の区分が大規模な絶滅によってなされていると解釈した。
  • E.J オピック (アイルランドの天文学者)
    隕石衝突による損害は衝突地点の周囲の致死的な地域に限定されることを示唆した。なぜなら多くの動植物はある特定地域に生息が限られているからである。この地域性が我々が化石の記録で見る場合、その種の大量絶滅の生じやすくしている原因かも知れない。

>Top 3. Death of species:

  • How long species last?:
    The averages fall within a surprisingly narrow range: from about 1-10 million years.
    • 40 million species are alive today.
    • Species living today are only less than 1% of the total number that ever lived.
    • Ubiquity of extinction ware recognized early in 19th century. (Chronology of Earth history)
    • Extinction are not uniformly distributed in geologic time. Some intervals, which we now call "mass extinctions."
  • Origin of species:
    There are two kinds of species origination.
    • "Phyletic transformation":
      One is the "origin of species" that Darwin talked about: simple change in a single evolutionary line over time by natural selection. If this change is substantial enough, the descendant is a new species.
    • "Speciation":
      The other is when a lineage of a species branches or buds to form another, coexisting species. The branching process of speciation has been the subject of an enormous amount of research in evolutionary biology in recent years.
    • The number of species extinctions has probably been about the same as the number of speciation events. Two processes - origination and extinction - that are as different as birth and death but that have remained in reasonable balance.
  • >Top Extinction process:
    • Platitude or tautologies:
      "Species go extinct when the size of the breeding population approaches zero." ,or"Species die out because they can no longer cope."
    • But the dinosaurs had been doing very well for 140 million years and then, over a fairly short time, they died out completely. The mammals had been coexisting with dinosaurs for upwards of the 140 million years.
    • Dinosaurs did not rule the Earth any more than lions today rule the Earth. At their acme, dinosaurs had as few as 50 species living at any one time. There are about 5,000 species of mammals living today and about an equal number of reptiles. (In Mesozoic more reptiles and fewer mammals) Dinosaurs were a minor part of the biology of Mesozoic era.
    • Climatic deterioration:
      Earth was in a cooling phase during the late Cretaceous, and dinosaurs were generally confined to the warmer regions. Also the number of species of dinosaurs did decline: as few as 25 coexisting near the end.
    • Marine sedimentary sequence is more complete in fossilization, which indicate severe extinctions near the end of Cretaceous. Out of 790 families of marine animals 120 (15% ) were extinct by the end of Cretaceous. The figure for the taxonomic level of genus is approximately 50%.
    • We tend to think of mammals as survivors, but may mammalian groups were hard hit and lost most of their species. The marsupial mammals suffered profound losses and nearly died out.
    • In any event, the best available estimates are that between 60-80% of marine species died out. This is not quite as high as 96% estimate for the Permian mass extinction.
    • On the survivors' side, reef corals themselves got through the crisis pretty well, as did most deep-sea animals. Future research to identify the winners and losers, so that we have a better chance of learning what environmental stresses were responsible for the disaster.
  • Pleistocene extinction:
    • Pleistocene extinction event: (7,000 -10,000 BC) Mammoths, mastodons, horses, camels, sloths, sabertooths, and other large animals once thrived in North America died out in a rather short interval. The kill rate was about 70%. But the killing was almost completely restricted to large, terrestrial mammals. The timing is about right for the migration of early man from Asia to North America, also hunting sites have been found. This may have been the first man-made extinction.

3. 種の絶滅：

  • 種はどの位継続するのか：
    その平均継続期間は驚くほど短い期間の範囲に集まっていて、約1-10百万年の間である。
    • 今日40百万の生物種がある。
    • 今日まで生存できたのは、かつて生存していた種の合計のわずか1%である。
    • 絶滅が至るところで発生することは、19世紀に認識されていた。(地史学)
    • 絶滅は地質時代を通じて一様に起こったのではない。それは現在我々が"大量絶滅"と呼ぶようにある間隔を置いて起こったのである。
  • 種の起源：
    種の発生については、２種類ある。
    • 系統進化：
      ダーウィンが唱えた種の起源の一つで、一つの進化の時間軸に沿って自然淘汰によって単純な変化が積み重なること。もしこの変化がある程度になると、子孫は新たな種となる。
    • 種分化：
      もう一つは、種の線の枝や芽体から新たな形態が生まれ、種として共存する。この種分化による枝分かれは近年の生物進化論の膨大な研究テーマとなっている。
    • 種の絶滅の数はおそらく種の分化の数とほぼ同じである。発生と絶滅という２つのプロセスは、誕生と死とは異なるが、いずれも妥当なバランスを保っている。
  • 絶滅のプロセス：
    • 常套句あるいはトートロジー：
      "種は繁殖数がゼロに近づくと絶滅する"あるいは"種はもはやうまくやっていけなくなり死滅する"
    • しかし恐竜は140百万年もの間繁栄し、その後比較的短い時間に完全に絶滅した。哺乳類は140百万年以上も恐竜と共存していた。
    • 恐竜は、現在ライオンが支配しているほどには地球を支配していなかった。その頂点のときですら、恐竜は同時期には50種類ほどもいた。今日、哺乳類は5,000種類おり、爬虫類も同程度の種類である。(中生代には哺乳類より爬虫類の方が多かった。) 恐竜は中生代においては生物の中ではほんの一部分しか占めていなかったのだ。
    • 気候悪化：
      白亜紀の後期になると地球の温度は低下傾向を示し、恐竜は暖かい地域に閉じこめられた。恐竜の種類も最後の段階では、25種類ほどにまで減っていた。
    • 海成の堆積岩はより完全な化石を残すので、白亜紀末の激しい絶滅状況を示している。海の生物790科の内、120科の15%が白亜紀末までに絶滅した。これは、分類学状の属としては約50%に相当する。
    • 我々は、哺乳類は生き延びたと考えがちだが、実は哺乳類も打撃を受け、多くの種が絶滅した。有袋の哺乳類も大打撃を受けほとんど絶滅しかけた。
    • ともかく、海の生物の60-80%が絶滅したが、これは二畳記の大量絶滅の場合は、96%にも達した。
    • 生存した方としては、珊瑚礁は、多くの深海の生物と同様に危機をからくも免れた。将来の研究としては、生存した種、絶滅した種を特定することで、環境によるストレスが絶滅に対してどの程度の原因であったのかを知る良い機会となる。
  • 洪積世の絶滅：
    • 洪積世の絶滅事件 (7,000 -10,000 BC)
      マンモス、マストドン、馬、ラクダ、ナマケモノ、剣歯トラなどかつて北米大陸で繁栄していた大型動物が比較的短期間に絶滅した。絶滅の比率は70%であった。絶滅したのはほとんど大型の陸上動物に限られていた。その時期は初期の人類がアジアから北米に移動した時期と一致し、また当時の狩猟の跡も発見された。これは人類による初の絶滅行為であったと考えられている。

>Top 4. Iridium Anomaly, etc.:

  • Iridium is normally almost absent from the Earth's crust, but relatively common in meteorites.
  • The article in Science, June 1980: by Luis and Walter Alvarez, etc.
    A large asteroid hit the Earth 65 million years ago and force of impact sent up into the atmosphere about 60 times the asteroid's volume in pulverized rock and fragments of the asteroid itself (with is iridium). The atmosphere became so clogged with dust that sunlight was blocked and photosynthesis was inhibited. This, in turn, broke down food chains and led to the demise of animals dependent on plants for food. The size of the impacting asteroid was estimated from the amount of iridium. The diameter of the body was 10 plus or minus 4 km.
  • >Top Osmium Isotopes:
    Karl Turekian of Yale in 1981 presented a paper: Osmium is another of the platinum-group elements that is commonly present in meteorites but extremely rare in ordinary rocks of the earth crust. Furthermore, the ratios of the isotopes of osmium differ substantially between the crust and meteorites.
    • The paper reported osmium isotope ratios much closer to those of meteorites than the crust, and concluded with a strong statement of support for impact at K-T boundary. In fact, minor difference in osmium isotope ratios among the several sample suggest that there might have been more than one impact.
  • >Top Shocked Quartz:
    Two separate minerals called stishovite and coesite, both form of quarts, are often associated with the shock metamorphism. Bruce Bohor at USGS reported finding shocked quartz at K-T boundary sites both in Europe and North America. This was impressive, because the shocked quartz is a tried-and-true indicator of impact.
  • >Top Microtektites:
    Smaller glassy particles called microtektites have been found in some sedimentary rocks, and these are interpreted to be byproducts of meteorite impacts. They found tiny spherules as altered microtektites. There remains much argument over whether the spherules were originally microtektites.
  • More Iridium-Anomaly sites:
    The K-T anomaly had been found around the world and in virtually all kinds of sedimentary environments, from the deep sea to swamp deposits on the continents.

4. イリジウム異常など：

  • イリジウムは通常は地殻にはほとんど存在しないが、隕石中には普通に存在する。
  • 1980/6のサイエンス誌の記事：ルイスおよびウォルター・アルバレス等による。
    大きな小惑星が65百万年前に地球に衝突しその衝撃で小惑星の60倍もの粉砕した岩石と小惑星自体の破片 (イリジウムを含む) が大気中に巻き上げられた。大気は粉塵で充満し、太陽光は閉ざされ、光合成は中止した。そしてそれは食物連鎖を断ち切り植物をえさにする動物を絶滅させた。衝突した小惑星の大きさはイリジウムの量から推定されている。その天体の大きさは10km ±４kmであった。
  • オスミウム同位体：
    1981にイェール大のカール・ツレキアンは論文を発表した。オスミウムは白金族元素の一種で、地殻の通常の岩石中には極めて希だが、隕石中には普通に存在する。さらに地殻と隕石中とでは、オスミウム同位体の比率が異なる。
    • 論文によれば、オスミウム同位体比率は地殻よりも隕石にずっと近く、KT境界での衝突を強力に支持する結果となった。事実、幾つかな試料でのオスミウム同位体比率のわずかの違いは衝突が複数回あった可能性を示唆している。
  • 高圧変成石英：
    スティショバイトとコーサイトはいずも石英の一種であるが、高圧の変成作用に関連して生成する。米国地質調査所のブルース・ボホールは欧州および北米のKT境界で、この高圧変成石英を発見した。これは印象的な発見であった。というのは高圧変成石英は衝突の揺るがぬ証拠となったからである。
  • マイクロテクタイト：
    マイクロテクタイトと呼ばれる小さなガラス破片が堆積岩中に見つかっている。これらは隕石衝突の副産物と解釈されている。これらは変成したマイクロテクタイトの小球として見つかった。この小球がマイクロテクタイト起源であるかについては議論の余地が残っている。
  • 更なるイリジウム異常：
    KT境界は世界中でかつ深海から大陸の沼地の堆積に至るまでほとんどの堆積環境で発見されている。

>Top 5. Two Opinion Polls:

  • Scientific questions ought not to be settled by popular vote, but the opinions of groups have an enormous influence on the course of scientific research.
    • In summer of 1984, quasi-scientific survey of about 500 geologists, paleontologists, and geophysicists in Europe and North America:
      • 21%: convinced mass extinction caused by meteorite impact
      • 40%: There we a K-T impact but did not cause the extinctions
      • 27%: There was no K-T impact
      • 12%: There was neither mass extinction nor K-T impact.
    • In October of 1985, 118 out of 300 attendant of the Society of Vertebrate Paleontology:
      • 90%: accepted the evidence for impact
      • 10%: denied the impact
      • On the question of extinction:
        4%: accepted the impact as the major cause of extinction. (The dinosaurs had been in decline for a long time before the meteorite stuck.)
      • 43% accepted the impact but did not caused the extinction,
      • 27%: felt there was no mass extinction
    • Times article in fall of 1985 by Robert T. Bakker, a dinosaur expert, Univ. of Colorado Museum:
      "The arrogance of those people is simply unbelievable. They know next to nothing about how real animals evolve, live and become extinct....The real reasons for the dinosaur extinctions have to do with temperature and sea level changes, the spread of diseases by migration and other complex events. But the catastrophe people don't seem to think such things matter...

5. 二つの世論調査：

  • 科学上の問題は人気投票によって決められるべきではないが、各グループの意見は科学探究の課程で非常に影響を与える。
    • 1984年夏、欧州および北米の500人の地質学者、古生物学者、地球物理学者に対する疑似科学調査の結果、
      • 21%：隕石衝突によって大量絶滅した。
      • 40%：KT境界での隕石衝突はあったが大量絶滅はなかった。
      • 27%：KT境界での隕石衝突なし
      • 12%：大量絶滅もKT境界での隕石衝突もなし。
    • 1985/10、脊椎動物古生物学会への参加者300人中の118人より回答。
      • 90%：隕石衝突の証拠を了解。
      • 10%：隕石衝突を否定
      • 絶滅の問題に関し、
        4%：隕石衝突が絶滅の主な原因として了解。
      • 43%：隕石衝突は認めるが、絶滅の原因ではない。
      • 27%：大量絶滅はなかった。
    • 1985年秋のタイムズ雑誌への恐竜の専門家ロバート・ベッカー、コロラド大学博物館の記事「これらの連中の傲慢さは、とても信じられない。彼等は動物達が実際どのように進化し、生き、そして絶滅していったかについてほとんど何も知らない。恐竜が絶滅した真の理由は気候、海面の高さの変化、移動に伴う病気の蔓延や他の複雑な事情に関連しているのである。天変地異を信じる人達はこれらの事柄を重視して考えてはいないようだ。」

>Top 6. Periodic Extinction:

  • In 1977, Alfred G. Fischer and Michael A. Arthur published a paper titled"Secular Variations in the Pelagic realm", claiming that the major extinctions of the past 250 million years were evenly spaced, coming every 32 million years. This was anthema!
    • We all knew that the history of the Earth was too complex to be amenable to such a simplistic description. What would keep the system on time?
  • In spring of 1983, John Sepkoski, Jr, a paleontologist and the author published that the extinctions seemed to be regularly spaced in time.
  • Suppose a hypothetical experiment:
    Draw a card from an ordinary deck of cards every morning for 250 days. If the card is a black ace, we put an X on a calendar for that day. The card is replaced and the deck shuffled for the next day. At the end of the 250 days, there will be a scattering of X's, but how will they be spaced?
    • On the average, the X's should occur every 26 days (the chances are 2/52) How these experimental distributions really look like?
    • The results are completely typical of points arrayed on a line at random. Rather than a waiting time of about 26 days between black aces, we find that most gaps are smaller. A few long gaps are balance against a lot of short ones to produce the average of 26.
  • Top Periodic extinction events for the past 120 million years (myr): The below red dots show the most probable positions in time of the 8 statistically significant extinctions. The horizontal black bars show the worst case uncertainty. Each of the events has been assigned a "cycle number" following the hypothesis that the events are exactly 26 myr apart. The blue straight line defines a perfect fit to the 26 myr periodicity. Two events, numbered 5 and 7 are missing from the record: either they did not occur or they have not been found. The most recent 4 events are the best dated and fit the hypothesis. The K-T events is the third one.

6. 周期的な絶滅：

  • 1977年に、A.G.フィッシャとM.A.アーサーは「遠い世界の世俗的変化」という論文を発表し、過去250百万年の主な絶滅が、ほぼ等間隔の各々32百万年毎に生じていることを示した。これは発疹みたいだと言うのか！
    • 地球の歴史は非常に複雑なので、このような単純な記述に従うはずはないことは誰でも知っている。では一体何が規則正しくそうさせているのか。
  • 1983年の春に、古生物学者のジョン・セプコスキーと著者は、絶滅が時間的に規則正しく、起こっているように見えることを発表した。
  • 以下の実験を想定してみよう。
    250日間の間、毎日カードの山から一枚のカードを引くとする。もしそのカードが、黒のエースとしたら、カレンダーのその日に×印をつける。そのカードを元へ戻して、翌日のためにカードはよく切っておく。250日間これを続けると、×印がばらつくが、これはどのような間隔であろうか。
    • ×印は、平均的には26日毎につけられる。(その確率は2/52なので)実際にはこの実験の結果の分布はどのようになるだろうか。
    • 結果はランダムに配置されることになろう。黒のエースの間隔は26日間を待たずに、もっと間隔は狭いことを発見する。少し長い間隔は、多くの短い間隔とバランスすることで平均26日となるのだ。
  • 過去120百万年（myr)の期間の周期的絶滅事件について言えば、左図の８つの赤い点は統計的に重要な絶滅の事件を示している。横の黒い棒は不確実性の最悪のケースの幅を示す。またそれぞれの絶滅事件には26百万年頃に事件が発生するという仮定にもとづく回数を示す。青い直線は26百万年の周期に完全に付合する場合を表している。５回と７回の事件の記録はない。最近の４回の事件は日付もぴったとこの仮定に付合している。KT事件は３番目の事件である。

>Top 7. Nemesis is born:

  • The Sun's motion in the galaxy:
    The Galaxy is disk-shaped. As it rotates in space, our Sun and its planets move slowly up and down the galactic plane. Solar system to complete a full cycle of movement between 62-67 million years. The Sun crossed the galactic plane twice in each complete oscillation every 31-33 million years.
    • Our sun is currently very close to the galactic plane, yet the most recent extinction was 11-12 million years ago. It suggests that we are now about midway between two events, which should put us near the maximum distance from the galactic plane!
  • The Companion Star:
    A small solar companion on a highly eccentric orbit - an orbit that carries the companion through the Oort Cloud once per revolution about the Sun. Accidental disturbance of comet orbits in the Oort Cloud then produces a comet shower on earth and the comet impacts, causing mass extinction. The companion star must be very small less than a tenth of the Sun, and positioned now about two light years from Earth.
    • If there is a companion star, why have we not seen it? The companion would be by far the closed star to the Earth, about half the distance to the next closest, Proxima Centauri.
  • Planet-X:
    In Jan. 1985, D.P. Whitmire and J.J. Matese suggested that the comet showers could also be produced by an unseen tenth planet, Planet-X, lying beyond the orbit of Pluto.
  • Periodic extinction under fire:
    The reaction among paleontologists was largely negative:
    • They (the authors) did not use a standard definition of mass extinction.
    • The fossil record is too incompletely known for broad and valid statistical analysis.
    • The taxonomy of most fossil groups is too messy to allow use of catalogs of families and their time ranges.
    • The uncertainty in geologic dating undermines any attempt to track the history of life with enough precision to find such cycles.
    • The appearance of such periodicity may just be a result of the uncertainties in classification and dating of fossils.
    • They used a culled sample of only 567 families.
    • In the analysis, family extinctions were assigned to stratigraphic intervals, averaging a little more than six million years each. This explains the apparent regularity in the spacing of events.
    • Each extinction was caused by different and independent forces.
    • Extinctions are complex events controlled by many independent factors. A search for simple causes is futile.
    • Long-term changes in sea level are the major cause.
    • Long-term changes in climate are the major cause.
  • Several of the criticism related to the uncertain nature of the data: If there is uncertainty in the observation data, any conclusions based on them will be uncertain. This is true in some things, but not with the kind of statistical testing.
    • One rather curious objection to the Nemesis idea is that a wobble in the orbit would cause an average of 10% variation in the length of the period. It is too perfect to be explained by Nemesis.

7. ネメシス理論の登場：

  • 銀河系における太陽の動き：
    銀河系は円盤状をしている。それが回転すると、我々の太陽や惑星はゆっくりと、銀河面を上下に移動する。太陽系は62-67百万年をかけてこの周期を繰り返す。太陽は、31-33百万年毎に、この振動によって銀河面を二度横切ることになる。
    • 我々の太陽は現在、この銀河面に非常に近いので、最近の絶滅事件は11-12百万前であった。このことは、現在は、これらの事件の中間になり、それは銀河面から現在、最も遠い位置にいなければならないことになる。
  • 伴星：
    太陽には小さな伴星があり、非常の大きな離心率で回っており、太陽の周りを一回転する毎にオールトの雲を通過する。オールトの雲の中に彗星の軌道をたまたま撹乱して、その結果、地球に彗星が降り注ぎ、衝突し、大量絶滅をひきおこす。伴星は非常に小さく、太陽の1/10以下と推定され、現在は地球から約２光年の距離にある。
    • もし、伴星があれは、なぜ我々はそれを発見できないのか。伴星は地球にはずば抜けて近い星であり、次に近いケンタルウスα星までの距離の半分である。
  • 惑星Ｘ：
    1985年1月にDPウィットミアとJ.J.マテーズは、彗星のシャワーは、冥王星の軌道を越えて回っている、まだ見えない十番目惑星によって引き起こされる可能性を示唆した。
  • 周期的絶滅に対する異論反論：
    古生物学者の間は、概ね批判的な反応であった。曰く、
    • 著者らは、大量絶滅に関する標準的な定義を使っていない。
    • 化石の記録は、統計的な分析を広く適用し、かつ有効であるとするには不完全過ぎる。
    • 化石の分類はあまりにも混乱があり、科のレベルの分類カタログを利用し、その存在時間を想定することは出来ない。
    • 地質学的時間を決定する上での不確定性があり、生命の歴史を十分な精度でこのような周期性を追跡することは無理がある。
    • このような周期性が見られるのは、分類と化石の時代確定の不確実性に起因するに過ぎない。
    • 著者らは、単に567科の種を選んで結論づけたのだ。
    • 分析においては、科の絶滅は、平均で６百万年余りしかない地層の間隔に依存する。このことが絶滅事件の間隔の見かけの周期性を説明できる。
    • それぞれの絶滅は異なる独立の力によって生じたのである。
    • 絶滅は多くの独立した要因によってコントロールされる複雑な事象である。単純な原因を探求することは空しいことである。
    • 海面の長期的変化が主な原因である。
    • 気候の長期的変化が主な原因である。
  • これらの批判のいくつかは、データの不確実性に関するものである。データの観察に不確実性があれは、それらに基づくいかなる結論も不確実となろう。これはある場合には真実であるが、統計的なテストのような場合は当てはまらない。
    • ネメシス論に対する、むしろ奇妙な反論の一つとして、軌道の揺らぎによって周期の長さは平均して10％変化する。ネメシスによってあまりにも完全に説明され過ぎているというものがある。
Comment

From Chicago Sun-Times in 1985 wrote:

  • >Top "The discovery by University of Chicago paleontologists David Raup and J. John Sepkoski Jr. at first sounds like a vaudeville joke: The bad new is: The end is coming. The good news is; It's 13 million years away.... We always thought of the dinosaur as dumb and deserving to be extinct. Not true. Dinosaurs, it turns out, were merely victims of circumstances.
  • Certain life-forms are subject to mass extinction, and this happens roughly every 26 million years. A new life-form then arises. This caused quite a stir among other scientists to figure out why...."

1985年シカゴのSun-Times紙の記事より。

  • 『シカゴ大学の古生物学者デビッド･ロープとJ.ジョン･セプコスキーの発見は、最初は寄席の冗談のように思われた。悪いニュースとしては、終末がやってくる。良いニュースとしては、それは13百万年後であるというのである。我々は、いつも恐竜がのろまで、絶滅するのは仕方ないと思っていた。それは正しくない。そうではなく、恐竜は単に環境の犠牲になっただけなのだ。
  • いかなる生命の形態も大量絶命を免れず、これはほぼ26百万年毎に繰り返される。そして新たな生命形態が登場する。このことは他の科学者達にその原因について解き明かすことの刺激を与えた。』

 

 

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