[論文レビュー] Double Mass Extinctions and the Volcanogenic Dark Matter Scenario

Samar Abbas, Afsar Abbas+1 more|arXiv (Cornell University)|May 12, 1998

Scientific Research and Discoveries参考文献 8被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、塊状の暗黒物質によって駆動される二重絶滅メカニズムを提案する。まず、生物への直接的相互作用ががん症候群を引き起こし、絶滅の急増をもたらす。次に、地球内部における暗黒物質の蓄積と消失反応により過剰な熱が発生し、スーパープルームの放出と大規模な火山活動を引き起こし、二度目の絶滅ピークをもたらす。このモデルは、化石記録に観察された二重ピーク型の質量絶滅を、火山活動を引き起こす暗黒物質のシナリオによって説明する。

ABSTRACT

A few of the major mass extinctions of paleontology have recently been found to consist of two distinct extinction peaks at higher resolution. A viable explanation for this remains elusive. In this paper it is shown that the recently proposed volcanogenic dark matter model can explain this puzzling characteristic of these extinctions. The accumulation and annihilation of dark matter in the center of the Earth due to the passage of a clump leads to excess heat generation with the consequent ejection of superplumes, followed by massive volcanism and attendant mass extinctions. This is preceded by an extinction pulse due to carcinogenesis arising from the direct interaction of the clumped dark matter with living organisms.

研究の動機と目的

• 化石記録に最近観察された二重ピーク型の質量絶滅イベントを説明すること。
• 暗黒物質の相互作用が生物学的および地球物理学的両方の絶滅メカニズムを引き起こす可能性があるかどうかを調査すること。
• 地球内部における暗黒物質の蓄積が大規模な火山活動を引き起こす、火山活動型の暗黒物質モデルを提唱すること。
• 二つの異なる絶滅パulsesのタイミングと順序を、一つの天体物理学的トリガーで整合的に説明すること。

提案手法

• 重力集束によって地球を通過する暗黒物質の塊が、核に蓄積するのをモデル化すること。
• 核における暗黒物質の消失反応をシミュレーションし、過剰な熱発生を計算すること。
• この熱の熱的および力学的効果（スーパープルーム形成やマントル上昇）を計算すること。
• 生物への直接的な暗黒物質相互作用の生物学的影響を評価すること、特にがん症候群の観点から。
• 二つの絶滅パulsesのタイミングを、暗黒物質誘発イベントの順序（最初に生物学的、次に地球物理学的）に結びつけること。
• 地球物理学的および天体物理学的制約を用いて、モデルの妥当性と観察された絶滅パターンとの整合性を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 観察された二重ピーク型の質量絶滅パターンは、暗黒物質を含む単一の天体物理学的出来事によって説明可能か？
• RQ2 地球内部における暗黒物質の蓄積が、大規模な火山活動にどのように関連するか？
• RQ3 直接的な暗黒物質と生物の相互作用が、明確な初期絶滅パULSEを引き起こすメカニズムは何か？
• RQ4 暗黒物質の塊の通過、核の加熱、表面の火山噴火の間の時間的順序は何か？
• RQ5 火山活動型の暗黒物質シナリオは、絶滅のタイミングと規模に関する地球物理学的および古生物学的データと整合的か？

主な発見

• モデルは二段階の絶滅シーケンスを予測する：最初に生物への直接的暗黒物質相互作用による生物学的絶滅。
• 地球内部における暗黒物質の消失反応は、スーパープルーム形成とそれに続く大規模な火山活動を引き起こすに十分な熱を発生させる。
• 二番目の絶滅ピークのタイミングは、巨大火成岩省の噴火開始と一致し、火山活動型メカニズムを支持する。
• このモデルは、高分解能で分析した際に二つの明確なピークを示す質量絶滅がなぜ生じるかを説明する。
• 別々の原因を必要とせず、生物学的および地球物理学的両成分を統一的に説明する。