ในปี 1973 ขณะ Walter Alvarez นักธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัย California ที่ Berkeley กำลังศึกษาธรณีสภาพของหินภูเขาใกล้เมือง Gubbio ในอิตาลี เขาได้เห็นหน้าผาที่มีชั้นหินเรียงซ้อนกันมากมาย และในหินชั้นหนึ่งปรากฏว่ามีแร่ iridium ในปริมาณมากผิดปกติ ครั้นเมื่อตระหนักว่าอุกกาบาตปรกติมักมีแร่ iridium อุดมสมบูรณ์ Alvarez กับบิดาคือ Luis Alvarez จึงเสนอสมมติฐานที่ทำให้คนทั้งโลกตกตะลึงว่า สิ่งมีชีวิตบนโลกในสมัยดึกดำบรรพ์อาจสูญพันธ์ เพราะโลกถูกอุกกาบาตพุ่งชน และการที่ไดโนเสาร์ได้สูญพันธุ์ไปเพราะโลกถูกอุกกาบาตถล่มเมื่อ 65 ล้านปีก่อน จนทำให้ไฟป่าลุกลามไปทั่วทั้งทวีป ภูเขาไฟจำนวนมากได้ระเบิด และเมฆฝุ่นหนาทึบจากการระเบิดได้บดบังแสงอาทิตย์เป็นเวลานาน จนพืชและสัตว์แทบทั้งโลกล้มตาย ดังนั้น เมื่อไดโนเสาร์ขาดอาหารเป็นเวลานาน มันจึงสูญพันธุ์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมที่อ่อนแอกว่าได้วิวัฒนาการขึ้นมาเป็นเจ้าโลกในเวลาต่อมา
สมมติฐานของสองพ่อลูก Alvarez ได้รับคำยืนยันว่าถูกต้อง ในปี 1991 เมื่อ Glen Penfield และ Antonio Camargo ได้พบร่องรอยการตกของอุกกาบาตก้อนนั้น ณ บริเวณใต้ทะเลในคาบสมุทร Yucatan ของ Mexico ว่ามีลักษณะเป็นวงแหวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวถึง 180 กิโลเมตร
เมื่ออุกกาบาตสามารถสร้างภัยพิบัติที่รุนแรงมากได้ คนทั่วไปจึงมีคำถามที่หลายคนสนใจและใคร่รู้คำตอบ เช่น แหล่งอุกกาบาตคือที่ใด อันตรายจากอุกกาบาตภัยเป็นอย่างไร มนุษย์สามารถป้องกันภัยชนิดนี้ได้หรือไม่ ฯลฯ
นักดาราศาสตร์ได้พบแล้วว่า ระบบสุริยะของเรามีดาวเคราะห์น้อยนับแสนนับล้านดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี กับนอกวงโคจรของดาวเคราะห์แคระพลูโต ในบางครั้งดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้ชนกัน ทำให้เกิดสะเก็ดดาวชิ้นเล็กๆ มากมาย ซึ่งอาจโคจรผ่านใกล้โลก หรือตกลงบนโลกก็ได้
ตามปรกติสะเก็ดที่มีขนาดเล็กเวลาพุ่งผ่านชั้นบรรยากาศของโลก มันจะถูกอากาศเสียดสีจนลุกเป็นไฟ แต่ในกรณีสะเก็ดขนาดใหญ่ หลังจากที่ถูกแผดเผา จะมีซากหลงเหลือที่จะพุ่งชนโลกซึ่งเราเรียกอุกกาบาต การชนโลกอย่างรุนแรงจะทำให้ผิวโลกเป็นหลุมขนาดใหญ่ โดยอาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวถึง 20 เท่าของขนาดจริง แต่ถ้าอุกกาบาตตกในบริเวณที่เป็นมหาสมุทร ความรุนแรงของการตกอาจทำให้เกิดคลื่นสึนามิไหลท่วมบรรดาเมืองใหญ่น้อยที่ตั้งอยู่ตามชายฝั่งของทวีป
นักดาราศาสตร์คาดว่า ตลอดเวลา 600 ล้านปีที่ผ่านมา โลกได้ถูกอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชนอย่างน้อย 2,000 ครั้ง แต่หลักฐานที่ปรากฏบนโลกมีหลุมเพียง 139 หลุมเท่านั้นเอง เพราะอุกกาบาตบางลูกตกในทะเล และหลุมอุกกาบาตบนดินได้ถูกลบจนเลือน เพราะผิวโลกถูกรบกวนด้วยพายุ ฝน แผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิดจนไม่เหลือร่องรอยใดๆ ให้เห็น
ประวัติการตกของอุกกาบาตก้อนหนึ่งที่น่าสยองขวัญเกิดขึ้น เมื่อเวลา 7.14 นาฬิกาของวันที่ 30 มิถุนายน ค.ศ.1908 (ตรงกับรัชสมัยพระปิยมหาราช) เพราะในวันนั้น ชาวนาชื่อ S. Semenov ได้เห็นลูกไฟขนาดใหญ่พุ่งผ่านท้องฟ้าเหนือป่าบริเวณใกล้แม่น้ำ Podhamennaya ใน Siberia ตอนกลางซึ่งมีหิมะปกคลุมแทบทั้งปี ลูกไฟก้อนนั้นพุ่งด้วยความเร็วสูงไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ อีก 3 วินาทีต่อมา ก็มีเสียงระเบิดดังสนั่นหวั่นไหว นักสำรวจที่ติดตามไปดูบริเวณที่อุกกาบาตตก ในเวลาต่อมาได้เห็นต้นไม้หลายหมื่นต้นถูกไฟไหม้หลายต้นล้มเอน เพราะถูกพายุพัดกระหน่ำอย่างรุนแรง ความร้อนที่เกิดขึ้นได้ทำให้ผู้คนที่อยู่ห่างจากที่เกิดเหตุประมาณ 70 กิโลเมตรต้องถอดเสื้อออก เพราะรู้สึกเสมือนว่าเสื้อผ้าที่กำลังสวมใส่จะลุกไหม้
ครั้นถึงเวลากลางคืน ท้องฟ้าแทนที่จะมืดสนิท กลับมีแสงสีส้มสลัวๆ ที่สว่างพอประมาณให้ชาวบ้านสามารถอ่านหนังสือได้โดยไม่ต้องใช้ตะเกียง
แม้คนนับพันในรัสเซียได้เห็นลูกไฟลูกนี้ และหลายหมื่นคนได้ยินเสียงระเบิด แต่ไม่มีใครเดินทางไปดูสถานที่เกิดเหตุ เพราะอุกกาบาตตกอยู่ที่ตำแหน่งเส้นรุ้ง 60 องศา 54’ 59.98” เหนือ และเส้นแวง 101 องศา 56’ 59.98” ตะวันออกตัดกัน เป็นบริเวณที่อยู่ห่างไกลจากความเจริญมาก ประจวบกับในเวลานั้นสงครามโลกครั้งที่หนึ่งใกล้จะอุบัติ สถานภาพทางการเมืองในรัสเซียก็กำลังมีปัญหารุนแรง เพราะพวกคอมมิวนิสต์ต้องการล้มราชบัลลังก์ของซาร์ จึงไม่มีใครสนใจเรื่องก้อนหินที่ตกจากฟ้า
อีก 19 ปีต่อมา Leonid Kulik แห่ง Russian Academy of Sciences จึงได้เดินทางไปสำรวจสถานที่เกิดเหตุ และได้เห็นซากต้นไม้จำนวนมากล้มเอนระเนระนาด แต่ไม่เห็นหลุมที่เกิดจากการถูกอุกกาบาตพุ่งชน
ความรุนแรงของภัยพิบัติครั้งนั้น ทำให้หลายคนสันนิษฐานว่า คงเกิดจากดาวเคราะห์น้อยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 100 เมตรได้ระเบิดตัวเองที่ระดับสูง 10 กิโลเมตร และได้สูญหายไปเป็นจุณ นักวิชาการบางคนคิดว่า Tunguska ถูกดาวหางพุ่งชน บ้างก็คิดว่าถูกดาวที่เป็นสาร antimatter ชน เพราะเวลา antimatter ปะทะ matter (สสาร) ทั่วไป จะเกิดรังสีแกมมาที่มีพลังทำลายสูง บ้างก็จินตนาการว่า โลกได้ถูกหลุมดำชน
การสำรวจพื้นที่บริเวณนั้นอย่างละเอียดไม่รายงานการพบแร่ iridium ในปริมาณผิดปกติ ดังนั้น หลายคนจึงไม่เชื่อว่า Tunguska ถูกอุกกาบาตพุ่งชน
ด้าน M. Boslaugh แห่ง Sandia National Laboratories ที่เชื่อว่าโลกถูกดาวเคราะห์น้อยชนได้จำลองสถานการณ์การชนครั้งนั้น และพบว่าความหายนะที่เห็นเกิดจากการถูกดาวเคราะห์น้อยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร พุ่งชนด้วยความเร็ว 180 กิโลเมตร/วินาที ในทิศเอียงทำมุม 35 กับพื้นดิน ทำให้เกิดพายุเฮอริเคน และแผ่นดินไหวที่ระดับ 5 ในมาตรา Richter แต่การคาดคะเนหรือการคำนวณใดๆ ก็ยังเชื่อถือไม่ได้ จนกระทั่งมีการพบซากอุกกาบาต
จึงเป็นว่าวงการวิทยาศาสตร์ยังไม่มีคำตอบสุดท้ายสำหรับปริศนาลึกลับนี้
เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ.2013 ได้มีอุกกาบาตก้อนหนึ่งพุ่งผ่านท้องฟ้าในเวลารุ่งสาง เหนือเมือง Chelyabinsk ของรัสเซียด้วยความเร็ว 18 กิโลเมตรต่อวินาที ลูกไฟที่ลุกโชติช่วงในระยะแรกได้ลดความสว่างลงๆ จนอีก 2 นาทีต่อมาอุกกาบาตก็ตก คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นทำให้ชาวเมือง 1,500 คนได้รับบาดเจ็บ เพราะร่างกายถูกเศษแก้วจากกระจกหน้าต่างที่แตกบาด
อุกกาบาต Chelyabinsk ลูกนี้มีขนาดใหญ่เป็นที่สองรองจากอุกกาบาต Tunguska เพราะพลังระเบิดคิดเทียบเท่ากับดินระเบิดที่หนัก 440 กิโลตัน (ของ Tunguska มีความรุนแรงกว่าประมาณ 10 เท่าจึงรุนแรงเท่าระเบิดไฮโดรเจน)
คณะนักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า อุกกาบาตก้อนนี้ตกที่ทะเลสาบ Chebarkul ซึ่งอยู่ห่างจากเมือง Chelyabinsk ไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ประมาณ 70 กิโลเมตร เพราะในเวลานั้นเป็นฤดูหนาว น้ำที่ผิวทะเลสาบจึงเป็นน้ำแข็ง และก้อนอุกกาบาตได้ทะลุผ่านชั้นที่เป็นน้ำแข็งลงไป ทำให้เกิดรูกลมขนาดใหญ่ที่ผิวทะเลสาบ
ในเวลาต่อมาคณะนักวิทยาศาสตร์ได้รุดหน้าไปค้นหาซากหรือสะเก็ดอุกกาบาต เพื่อนำมาวิเคราะห์ว่า มีสารอินทรีย์ใดๆ หรือไม่ ซึ่งถ้าพบ นั่นแสดงว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกมาจากสิ่งมีชีวิตนอกโลก นั่นคือสมมติฐาน “panspermia” เป็นความจริง แต่คณะสำรวจต่างชาติไม่ได้รับอนุญาตจากทางรัฐบาลรัสเซียให้เข้าประเทศ คณะนักวิทยาศาสตร์จึงคาดคะเนว่า อุกกาบาต Chelyabinsk มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 19 เมตร (อุกกาบาตใหญ่ขนาดนี้จะตกในทุกศตวรรษ ในขณะที่อุกกาบาตขนาด Tunguska จะตกในทุก 1 ล้านปี)
มาบัดนี้ Dmitri Wiebe แห่งภาควิชาฟิสิกส์ของ Institute of Astronomy ของ Russian Academy of Sciences ได้ออกมาชี้แจงว่า เพราะอุกกาบาต Chelyabinsk ใช้เวลาเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศของโลกค่อนข้างนาน มันจึงถูกอากาศเสียดสีและลุกไหม้จนแตกกระจายเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย เนื้ออุกกาบาตส่วนที่เหลือปรากฏว่าเป็นพวก chondrite เช่นเดียวกับอุกกาบาตอื่นๆ (การได้ชื่อว่า chondrite เพราะมันประกอบด้วยหยดของเหลว silicate ที่แข็งตัวอย่างรวดเร็ว) และนั่นหมายความว่า อุกกาบาต Chelyabinsk ไม่เคยเป็นชิ้นส่วนใดๆ ของดาวเคราะห์ มันจึงถือกำเนิดเมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีก่อนคือ พร้อมกับโลกของเรา
ในส่วนของอินทรีย์โมเลกุลนั้น ก็ปรากฏว่าไม่พบว่ามีในอุกกาบาตก้อนนี้แต่อย่างใด
คำถามที่ตามมา คือ เมื่ออุกกาบาตภัยมีจริง นักวิทยาศาสตร์มีวิธีป้องกันภัยประเภทนี้หรือไม่
นักดาราศาสตร์ได้ตระหนักมาเป็นเวลานานแล้วว่า อุกกาบาตภัยแตกต่างจากภัยอื่นๆ เช่น อัคคีภัย วาตภัย อุทกภัย ฯลฯ เพราะเรามีความรู้เกี่ยวกับภัยประเภทหลังนี้ค่อนข้างมากและละเอียด เช่น เรารู้ว่าในแต่ละปีจะมีคนตายด้วยวาตภัยประมาณกี่คน ตายด้วยเครื่องบินตกประมาณกี่คน ฯลฯ แต่เราไม่มีข้อมูลคนตาย เพราะโลกถูกอุกกาบาตถล่ม
กระนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็ได้พยายามค้นหาวิธีป้องกัน และหาวิธีเตือนที่ดีที่สุด ซึ่งอาจทำได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูเหล่าอุกกาบาตที่มีวิถีโคจรใกล้โลก (near-Earth object, NEO) ซึ่งถ้าพบว่ามีขนาดใหญ่ มันก็จะสามารถทะลุทะลวงบรรยากาศชั้น stratosphere ของโลกเข้ามาได้ และถ้านักดาราศาสตร์ได้เห็นมันล่วงหน้าเป็นชั่วโมงหรือวัน ก็จะสามารถคำนวณตำแหน่งบนโลกที่มันจะพุ่งชนได้ และเตือนผู้คนให้รีบอพยพหนีหรือลงที่หลบภัยทันเวลา
สำหรับอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวตั้งแต่ 1 กิโลเมตรขึ้นไป นักดาราศาสตร์ไม่มีปัญหาใดๆ ที่จะใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู และเท่าที่รู้ อุกกาบาตขนาดนี้จำนวนประมาณ 1,000 ก้อน ไม่มีแนวโน้มว่าจะชนโลกเลยในอนาคตอันใกล้ แต่อุกกาบาตที่มีขนาดเล็กกว่า 100 เมตร นักดาราศาสตร์รู้สึกว่าตนกำลัง “ตาบอด” เพราะยังไม่สามารถเห็นมันได้ชัดหรืออาจจะไม่มีวันเห็นมันได้เลย
ระบบการเตือนภัย NEO ของ NASA ได้เคยติดตามอุกกาบาต 2008TC3 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 4 เมตรเป็นเวลา 20 ชั่วโมงก่อนที่มันจะระเบิดในเวลากลางคืนเหนือทะเลทราย Nubian ของ Sudan เพราะถ้ามันระเบิดในเวลากลางวัน การติดตามเห็นการระเบิดจะทำได้ยาก และต้องใช้กล้องโทรทรรศน์กำลังสูงจึงจะเห็น ครั้นเมื่อได้เห็น NEO แล้ว หน้าที่ต่อไปของสำนักงานเตือนภัยคือต้องรู้ขนาด ความเร็ว องค์ประกอบ และมวลของอุกกาบาต ถ้าไม่รู้ข้อมูลชัด การคำนวณภัยที่เกิดจากอุกกาบาตก็อาจจะผิดพลาดมาก และผู้คนที่ล้มตายจะมากเป็นแสนคน เพราะ “ผู้รู้” ทำงานสะเพร่า
ปัจจุบัน NASA มีหน่วยงานที่ทำหน้าที่สังเกต NEO ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายที่มีกล้องโทรทรรศน์ในประเทศต่างๆ ทั่วโลก ซึ่งทำงานสังเกตการณ์ร่วมกัน เพื่อจะได้ข้อมูลอุกกาบาตใน real time ที่ดีที่สุด ความสำเร็จนี้ขึ้นกับเงินงบประมาณ อุปกรณ์ที่ใช้ในการติดตาม เทคนิควิเคราะห์ และเวลา ซึ่งถ้ามีองค์การเอกชนเข้ามาช่วยป้องกัน หรือจัดหากล้องโทรทรรศน์มาใช้ในการสังเกต โอกาสความสำเร็จก็จะสูงขึ้น แต่ถึงวันนี้ก็ยังไม่มีบริษัทเอกชนใดๆ ให้ความสนใจ
วิธีการป้องกันอุกกาบาตภัยยังมีอีกวิธีหนึ่งคือ เราต้องฉวยโอกาสทำลายอุกกาบาตก่อน ที่อุกกาบาตจะทำลายเรา นั่นคือ นักเทคโนโลยีด้านจรวดได้เสนอความเห็นว่า ในกรณีอุกกาบาตขนาดเล็ก เราอาจใช้จรวดที่ติดปืนระดมยิงจนอุกกาบาตแตกกระจัดกระจาย แต่ถ้าเป็นอุกกาบาตขนาดใหญ่ เราอาจยิงจรวดถล่มมันด้วยดินระเบิด เพื่อให้พลังระเบิดที่เกิดขึ้นเบี่ยงเบนวิถีโคจรของมันให้พุ่งผ่านโลกไป
เหล่านี้คือวิธีที่มนุษย์คิดและทำ เพื่อป้องกันตนเอง กับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลกไม่ให้สูญพันธุ์ แม้พืชและสัตว์แทบทุกชนิดอาจสูญพันธุ์ ถ้าโลกถูกอุกกาบาตชน แต่มนุษย์เป็นสัตว์โลกเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่ตระหนักในภัยชนิดนี้ และสามารถป้องกันตัวได้
อ่านเพิ่มเติมจาก Comet/Asteroid Impacts and Society: An Interdisciplinary Approach. P.T. Bobrowly และ H. Rickman คือ บรรณาการ จัดพิมพ์โดย Spunger-Verlag ในปี 2007
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
