De er to små biter av ydmyk grå stein. Midt i det glitrende utvalget av utstillinger i Hall of Geology, Gems and Minerals at National Museum of Natural History (NMNH) er de lette å overse. Likevel vitner de om en knusende hendelse i livet på planeten vår, og til en av de hotteste vitenskapelige debattene i dette århundret - nøyaktig hva gjorde (eller ikke gjorde) i dinosaurene.
Bergartene er breccias, deres navn stammer fra ordet italienske steinhuggere bruker for å beskrive biter av ødelagt stein holdt sammen som småstein i betong. I dag vet vi at de ble sprengt i eksistensen for omtrent 65 millioner år siden da en gjenstand mer eller mindre på størrelse med Washington, DC styrtet til jorden i nærheten av det som nå er Mexicos Yucatán-halvøy.
Krateret, nå kjent som Chicxulub (kinnsko-glidemiddel), var ikke den eneste effekten. Det var branner over hele verden, en tsunami som var mer enn en halv kilometer høy og stormer med surt regn. I den resulterende ødeleggelsen ble himmelen mørk. Solen skinte ikke gjennom på kanskje et år på grunn av et drepende skydekke av støv. Så mye som 70 prosent av alle planter og dyrearter på jorden ser ut til å ha blitt utslettet - inkludert, mest spektakulært, dinosaurene, hvis forsvinning lenge ville pusle på moderne forskere. De to brecciasene er bevis på at den jordnære men bare nylig forstått hendelsen. Og de har funnet ut den store vitenskapelige detektivhistorien som resulterte: oppdagelsen av selve krateret, omtrent 65 millioner år etter at det ble dannet.
Temperaturene kan ha nådd 18.000 grader F - til sammenligning er solens overflate en kjølig 10.000 grader F. Bergartene som ble truffet direkte ble umiddelbart fordampet, og den underliggende bergarten ble raskt smeltet eller pulverisert.
På den tiden var det bare noen få forskere som teoretiserte at de massive biologiske utryddelsene (antydet av fossile rester) på slutten av krittperioden var forårsaket av påvirkningen av et utenomjordisk objekt. Det ble sett på som en radikal teori. De fleste forskere regnet med at dinosaurene hadde blitt gjort av et klimaendring eller en endring i havnivået. Andre mente det var lite trolig at i et så stort, tomt solsystem kunne en asteroide eller komet faktisk ha klart å treffe jorden - langt mindre har ført til global ødeleggelse ved påvirkning.
Merkelig nok hadde de to NMNH-breccia-prøvene allerede blitt wrestet fra jorden og lagret i Mexico, ikke for vitenskap, men for handelsformål. De kom fra prøvekjerner som ble boret i løpet av 1950- og 60-årene av det meksikanske nasjonale oljeselskapet PEMEX, ikke langt fra de nordlige Yucatán-grendene Chicxulub Pueblo og Sacapuc.
De lignet mye på breccias av vulkansk opprinnelse: smeltet stein som holder sammen kantete biter av usmelt stein. Deres tilstedeværelse i borekjernene bidro ikke bra for oljeselskapets utforskning av området, siden vulkansk berg vanligvis betyr at olje, selv om den er til stede, ikke er lett å utvinne. Området som kjernene ble hentet fra viste ikke et merkelig trekk i motsetning til det fra en vulkan - det var tilsynelatende del av en enorm, halvsirkulær ring med et høyt tyngdekraftfelt i sentrum. Men fordi så få forskere tok alvorlig sannsynligheten for en stor asteroide innvirkning på jorden, virket det veldig fornuftig å anta at breccias var produktene fra en vulkan.
I 1978 viste en ung geofysiker ved navn Glen Penfield, som jobbet med PEMEX, seg til å fly over Mexicogulfen. Ved hjelp av et magnetometer skulle han måle magnetfeltet til bergarter på gulvet i gulfen - spesielt utenfor kysten nær Chicxulub Pueblo. I likhet med funnene fra tidligere PEMEX-geologer, var Penfields ment å kartlegge bergsammensetningen under overflaten og bestemme sannsynligheten for å finne olje.
Men hva Penfields magnetometer lot ham se var veldig rart. Mer enn en kilometer under overflaten av Yucatán-halvøya, og i 70 mil ut i Mexicogulfen, lå en tallerkenformet underjordisk struktur med et magnetfelt som er forskjellig fra det kjente vulkanske terrenget. Den hadde også en mest u-vulkanlignende symmetri. Sett sammen antydet de gamle landdataene og de nye undervannsdata om eksistensen av en enorm ring, omtrent 120 mil i diameter, halvparten på land, halvparten under Mexicogulfen. Den var ti ganger så stor som en hvilken som helst vulkan, med en oppadrettet bule i midten lik den som ble sett på kjente - om enn mye mindre - slagkratere.
Penfield og PEMEX-geofysiker Antonio Camargo-Zanoguera konkluderte med at det ikke kunne være et resultat av en vulkan; det var sannsynligvis et påvirkningskrater. Men å bevise at vitenskapelig var et stort problem. For det første var dataene som deres konklusjon hviler på, tillatt av oljeselskapet. Enda verre er at lageret i Mexico hvor alle kjerneprøvene skulle ha blitt lagret og katalogisert hadde brent ned, tilsynelatende ødelagt alt.
Nettopp hvorfor disse kjerneprøvene og brecciene de inneholdt var så viktige var resultatet av noen relativt nyere studier som involverte effekten av kjente asteroidepåvirkninger på diverse bergarter. Det var først på 1960-tallet at forskere oppdaget at en av de viktigste av disse effektene er produksjonen av det som er kjent som "sjokkert" kvarts. Vanlig i jordskorpen, kvarts er til stede i de fleste slagbreccier (inkludert de som vises på NMNH). Normalt er kvartsskrystaller umerkede. Men når en asteroide treffer bakken, etterlater dens kraftige sjokkbølger, som passerer gjennom de bittesmå kvartskornene med en hastighet på tre til seks mil per sekund, et unikt, uutslettelig merke: mikroskopiske parallelle linjer scoret gjennom kvartsen, som tredimensjonalt kryss -hatching. Tilstedeværelsen av disse funksjonene gir et visst bevis på en asteroidpåvirkning.
Det var ikke før våren 1990 at Penfield fikk en samtale fra en doktorgradsstudent, Alan Hildebrand, som hadde undersøkt et 65 millioner år gammelt berglag på Haiti, bare 300 mil fra Yucatán, og bestemt at det fortsatt- den hypotetiske asteroidepåvirkningen fra den tiden må ha skjedd et sted rundt i Karibien. Nå ønsket Hildebrand å se om han og Penfield kunne fullføre puslespillet ved å finne steinprøver fra Penfields Chicxulub-struktur.
Arbeidet målrettet begynte de å søke etter prøver. Ved en fantastisk tilfeldighet fant de ut at noen få breccia-prøver, en del av de originale kjernene til oljeborene, hadde blitt distribuert hit og dit i Mexico og USA, og dermed slapp ødeleggelse i den meksikanske lagerbrannen. Penfield og Hildebrand var heldige nok til å få tak i noen få av disse, inkludert en breccia fra den 14. kjernen av PEMEX-drillstedet kalt Yucatán 6. Og det gjorde det. Sjokkerte kvartsprøver fra Yucatán 6 breccia beskyttet det faktum at Penfields underjordiske tallerken ikke var en vulkan, men snarere et asteroidpåvirkningskrater - den unnvikende røykepistolen.
I løpet av et år viste det seg at mange av de antatt ødelagte Chicxulub-områdekjernene var tilgjengelige. I en slags tilfeldighet som man kunne forvente i et Indiana Jones eventyr, hadde en forsker ved PEMEX, fascinert av den anomale strukturen som kjernene ble hentet fra, lagret kjernene på et kontor i Mexico City for eventuell studie. Breccias som vises på NMNH er fra denne cachen.
I dag gir de fleste av disse forskerne som fremdeles tror at dinosaurenes tilbakegang gradvis også gitt at den store asteroiden fremskyndet slutten på deres eksistens - og den plutselige fødselen til en helt annen verden.
For å forstå hvorfor, må du bare forestille deg virkningen på den moderne verdenen av en lignende asteroidpåvirkning. Bortsett fra den utrolige fysiske ødeleggelsen - og den menneskelige volden som måtte følge - forestille deg at jorden med solen sperret ute i et år: det ville ikke være noen høst, og fratatt solens varme, ville jorden vokse dramatisk kaldere, kanskje så mye som 30 grader.
Ekstreme temperaturer og trykk som skapte disse breccias bokstavelig talt forandret jorden. Millioner av år senere er brecciene en påminnelse om den nye typen liv som resulterte, der store pattedyr som oss kunne utvikle seg fordi dinosaurer var utdødd. Som disse steinene er vi kanskje ikke her i dag hvis det ikke var for asteroiden som dannet Chicxulub-krateret.
