ตลอดเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ โลกถูกอุกกาบาต ฝุ่นละออง ดาวหาง และดาวตก ฯลฯ ระดมถล่มจนทำให้มวลของโลกเพิ่มปีละประมาณ 2 แสนตัน แต่เมื่อโลกมีมวล 6x1021 ตัน ดังนั้นมวลที่เพิ่มจึงคิดเป็นเพียง 3x10-15 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นเอง แม้การถูกถล่มจะเกิดขึ้นเป็นเวลานับพันล้านปี แต่เราก็ไม่มีหลักฐานที่แสดงว่าโลกถูกวัตถุอวกาศขนาดใหญ่พุ่งชนบ่อย เพราะน้ำ ลมพายุและการเคลื่อนตัวของเปลือกทวีปได้ทำลายร่องรอยของการชนทั้งหลายไปจนเกือบหมด กระนั้นเราก็พอมีหลักฐานหลงเหลืออยู่บ้าง
เมื่อนักดาราศาสตร์ได้พิจารณารูปทรงและขนาดของหลุมอุกกาบาตทั้งหลายที่ปรากฏอยู่บนดวงจันทร์ ดาวพุธ และดาวอังคาร เขาก็รู้ว่าตลอดระยะเวลา 600 ล้านปีที่ผ่านมา โลกเคยถูกอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชนประมาณ 60 ครั้ง โดยในแต่ละครั้งความเสียหายที่เกิดขึ้นคิดเทียบได้กับการระเบิดของดินระเบิดหนัก 1ล้านๆ ตัน จึงมีผลทำให้สิ่งมีชีวิตล้มตายไปมากมาย จนถึงระดับที่นับเป็นการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่หลายต่อหลายครั้งตลอดประวัติความเป็นมาอันยาวนานของโลก
ในปี 1970 ขณะนักฟิสิกส์ Luis Alvarez (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1968) และนักธรณีวิทยา Walter Alvarez ซึ่งเป็นสองพ่อลูกแห่งมหาวิทยาลัย California ที่ Berkeley กำลังสำรวจสภาพทางธรณีวิทยาของภูเขาใกล้เมือง Gubbio ในอิตาลี คนทั้งสองได้สังเกตเห็นชั้นดินเหนียวส่วนหนึ่งมีความหนาประมาณ 1 เซนติเมตร โดยภายในชั้นมีแร่ iridium มาก ซึ่งธาตุชนิดนี้ตามปกติจะไม่มีพบบนโลก การวัดอายุของธาตุปรากฏว่า มีอายุประมาณ 65 ล้านปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาปลายยุค Cretaceous ที่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ และเมื่อคนทั้งสองตระหนักว่า ธาตุ iridium มีพบมากในอุกกาบาต คนทั้งสองจึงตัดสินใจเสนอความเห็นนี้ในวารสาร Science ในปี 1980 ว่า เมื่อ 65 ล้านปีก่อน โลกได้ถูกดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่พุ่งชน และความรุนแรงของการพุ่งชนในครั้งนั้นทำให้สภาพดินฟ้าอากาศของโลกเปลี่ยนแปลงอย่างมโหฬาร จนไดโนเสาร์และสัตว์อื่นๆ อีกหลายชนิดต้องสูญพันธุ์ ด้านเพื่อนร่วมงานอีกคนหนึ่งของ Alvarez ที่ชื่อ Helen Michel ก็ได้พบกะโหลกของไดโนเสาร์ชนิด Triceratops ฝังอยู่ในชั้นหินของภูเขาในรัฐ Montana ของอเมริกาด้วย ซึ่งไดโนเสาร์สปีชีส์นี้ก็ได้ล้มตายและสูญพันธุ์ไปเช่นกัน
เพราะเวลาดาวเคราะห์น้อยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 5 กิโลเมตรพุ่งชนโลกด้วยความเร็วสูงประมาณ 25 กิโลเมตร/วินาที พลังงานจลน์ของดาวเคราะห์น้อยที่เสียไปจะทำให้พื้นแผ่นดินแตกกระจายกลายเป็นสะเก็ดหิน ฝุ่นละออง เมฆและควันลอยขึ้นไปในท้องฟ้าและปลิวไปรอบโลก บดบังแสงอาทิตย์ไม่ให้ส่องถึงโลกนานหลายปี จนพืชและสัตว์ที่เป็นอาหารของไดโนเสาร์ล้มตายไปมากมาย และเมื่อไดโนเสาร์ขาดอาหารเป็นเวลานาน มันจึงล้มตายและสูญพันธุ์ไปในที่สุด
ข้อเสนอของสองพ่อลูกตระกูล Alvarez ทำให้ทุกคนในวงการชีววิทยารู้สึกประหลาดใจและตื่นเต้นมาก เพราะทุกคนเคยเชื่อกันว่า การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ได้ดำเนินไปอย่างค่อยเป็นค่อยไป คือมิได้เกิดขึ้นอย่างฉับพลันทันที แต่นี่เป็นเพียงข้อเสนอแนะ จึงยังไม่มีใครยอมรับเรื่องนี้จนกว่าจะมีหลักฐานมายืนยัน
ดังนั้น การค้นหาหลักฐานที่ว่าโลกเคยถูกถล่มด้วยอุกกาบาตขนาดใหญ่จึงมีความสำคัญ เพื่อจะได้ใช้ยืนยันหรือล้มล้างทฤษฎีโลกถูกดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่พุ่งชน แต่ความประสงค์นี้ก็ใช่ว่าจะเป็นเรื่องง่าย เพราะเวลาที่โลกถูกชนได้ผ่านไปนานมาก จนพื้นที่ประมาณ 20% ของผิวโลกได้เปลี่ยนรูปโฉมไปแล้ว โดยสภาพดินฟ้าอากาศ และการเคลื่อนตัวของเปลือกทวีปตลอดเวลา 65 ล้านปีที่ผ่านมา
ในปี 1991 Tony Camargo และ Glen Penfield ซึ่งเป็นสองนักธรณีวิทยาในสังกัดบริษัทน้ำมัน PEMEX ของ Mexico ได้รายงานการเห็นร่องรอยของการพุ่งชนโดยอุกกาบาตเป็นหลุมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 180 กิโลเมตรที่บริเวณใต้ทะเลซึ่งอยู่ใกล้หมู่บ้าน Chicxulub ในคาบสมุทร Yucatan ของ Mexico จึงได้ขุดหลุมลงไปลึกผ่านชั้นหินปูนถึงชั้นหินภูเขาไฟ ก็พบว่าบริเวณนั้นโดยรอบมีวงกลม แต่รายงานของคนทั้งสองที่เสนอต่อที่ประชุมของนักขุดเจาะน้ำมันไม่ได้รับความสนใจเลย เพราะผู้ฟังในที่นั้นไม่สนใจเรื่องไดโนเสาร์
แต่การเห็นเพียงร่องรอยโดยนักธรณีวิทยาทั้งสองยังไม่สามารถใช้เป็นหลักฐานที่มีน้ำหนักได้ เพราะสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนต้องการคือ ซากดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งชนโลกต่างหาก
เมื่อวันที่ 1 เมษายนที่ผ่านมานี้ที่บริเวณคาบสมุทร Yucatan ในอ่าวเม็กซิโก คณะสำรวจภายใต้การนำของ Sean Gulick แห่งมหาวิทยาลัย Texas ที่ Austin ได้ลงมือขุดเจาะพื้นท้องทะเล มิใช่เพื่อค้นหาแหล่งน้ำมันใต้ทะเล แต่เพื่อค้นหาซากดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งชนโลกเมื่อ 66 ล้านปีก่อน ซึ่งได้ทำให้ไดโนเสาร์ รวมถึงสัตว์ต่างๆ สูญพันธุ์ไปอย่างมโหฬาร การสำรวจได้แสดงให้เห็นว่า การพุ่งชนโลกของดาวเคราะห์น้อยดวงนั้นได้ทำให้เกิดวงแหวนสองวงที่วงในมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 180 กิโลเมตร ซึ่งทั้งสองวงมีจุดศูนย์กลางร่วมกัน และตรงบริเวณเส้นรอบวงมีลักษณะเป็นขอบสูง
โครงการมูลค่า 35 ล้านบาทที่ขุดหาอุกกาบาตลูกนี้ได้รับการสนับสนุนจาก International Ocean Discovery Project (IODP) และ International Continental Scientific Drilling Program ซึ่งได้จัดส่งเรือขุดจากท่าเรือที่เมือง Progreso ให้เดินทางไปที่อ่าวเม็กซิโก จนถึงตำแหน่งที่อยู่ห่างจากฝั่งประมาณ 30 กิโลเมตร และพบบริเวณนั้นมีน้ำลึกประมาณ 17 เมตร วิศวกรจึงได้ลงเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก 3 เสา เพื่อสร้างแท่นขุดเจาะ
หลุมอุกกาบาตที่ Chicxulub เป็นหลุมดาวเคราะห์น้อยหนึ่งเดียวบนโลกที่ยังคงสภาพหลังการชนให้ชาวโลกได้เห็น ในขณะที่หลุมที่เกิดจากดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ ได้เลือนรางไปเกือบหมดแล้ว เช่น หลุม Vredefort อายุ 2,000 ล้านปีในแอฟริกาใต้ กับที่ Sudbury ใน Canada ซึ่งมีอายุ 1,800 ล้านปี ความแร้นแค้นหลักฐานการชนทำให้นักธรณีวิทยาเชื่อว่า ใครต้องการจะศึกษาหลุมที่มีลักษณะเดียวกับหลุม Chicxulub ก็ต้องเดินทางไปขุดหาซากดังกล่าวบนดวงจันทร์ ดาวพุธ หรือดาวอังคาร
คณะทำงานชุดนี้ได้วางแผนจะขุดทะลุทะลวงท้องทะเลลงไปลึกประมาณ 15,000 เมตร ผ่านดิน หินปูน และหินชั้นต่างๆ เพื่อนำตัวอย่างขึ้นมาวิเคราะห์สภาพของชั้นหินหลังการพุ่งชน อีกทั้งจะได้สำรวจหาฟอสซิลของจุลชีพทั้งที่มีอยู่ก่อน และหลังการชนด้วย
ทฤษฎีโครงสร้างของผิวโลกระบุว่า ที่ระดับลึกใต้ท้องทะเล 500 เมตรเป็นชั้นของหินปูน และอีก 50 เมตรต่อจากนั้นเป็นหินที่ถือกำเนิดในยุค Paleocene-Eocene ซึ่งเป็นเวลาเมื่อประมาณ 55 ล้านปีก่อน อันเป็นช่วงเวลาที่โลกมีอุณหภูมิสูงกว่าปัจจุบันประมาณ 5 องศาเซลเซียส ดังนั้นความอบอุ่นของบรรยากาศโลกจะทำให้ทะเลยุคนั้นมีสาหร่ายอุดมสมบูรณ์ เมื่อสาหร่ายตายก็ได้กลายเป็นซากติดอยู่ในหินดินดาน (shale) ส่วนที่ระดับลึก 550-650 เมตร ผู้ขุดอาจจะพบหินที่มีซากฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กสำหรับที่ลึกลงไปถึงระดับ 650-800 เมตร จะเห็นผลึก quartz ที่เกิดจากการถูกอัดอย่างรุนแรง ส่วนที่ระดับลึก 800-1,500 เมตรจะพบหิน granite และหินภูเขาไฟ รวมถึงอาจพบ DNA ของจุลินทรีย์ที่ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบันก็ได้
อันที่จริงแนวคิดที่จะขุดหาฆาตกรของไดโนเสาร์ได้เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 60 ปีก่อนนี้ เมื่อนักธรณีวิทยาของบริษัทน้ำมัน Premex ของ Mexico ได้ลงไปสำรวจท้องทะเลแถบคาบสมุทร Yucatan เพื่อวัดความเข้มของสนามเหล็ก กับสนามโน้มถ่วงในบริเวณนั้น และได้สังเกตเห็นท้องทะเลมีลักษณะวงแหวนขนาดใหญ่ ซึ่งวงแหวนเป็นหินอัคนีและหินตะกอน แต่คณะสำรวจคิดว่าสิ่งที่เห็นเป็นปากปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลที่ดับแล้ว
ถึงปี 1991 เมื่อ Alan Hildebrand แห่งมหาวิทยาลัย Calgary ในแคนาดา เดินทางไปที่หมู่บ้าน Chicxulub และได้เห็นผลึก quartz กระจัดกระจายอยู่ทั่วบริเวณนั้น โดยไม่มีใครคนใดสนใจ แต่อีก 10 ปีต่อมา เหตุการณ์ตา “ถั่ว” ของบรรดาผู้เชี่ยวชาญแห่งบริษัท Pemex ในครั้งนั้นได้เป็นที่น่าอับอายมาจนทุกวันนี้
เมื่อทุกคนมั่นใจว่านี่คือสถานที่ๆ เป็น ground zero ในการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์นักวิทยาศาสตร์จึงตั้งเป้าจะเดินทางย้อนกาลเวลาไปค้นหาซากดาวเคราะห์น้อยให้พบ ซึ่งจะเป็นหลักฐานตัวจริงให้ผู้สนใจทุกคนรู้สึกตื่นเต้น
ทั้งๆ ที่ทุกคนรู้ว่าการขุดต้องใช้เงินงบประมาณค่อนข้างมาก ซึ่งเป็นข้อเสีย แต่ข้อดีคือพื้นที่ที่ขุดอยู่ในทะเล ดังนั้นจึงไม่ได้กระทบกระเทือนต่อสภาพนิเวศมาก จนอาจทำให้คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมออกมาต่อต้าน ดังนั้นในปี 2005 คณะวิจัยจึงใช้เทคนิคการสำรวจระยะไกล (remote sensing) เพื่อค้นหาตำแหน่งที่ดีที่สุดในการขุด และได้สร้างแบบจำลองของหลุมที่อาจจะเกิดเวลาโลกถูกดาวเคราะห์น้อยพุ่งชน จนพบว่า วงแหวนที่เกิดจากการชนจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าหิน granite และวงแหวนที่มีสภาพพรุนสูงพอให้จุลินทรีย์ดึกดำบรรพ์สามารถเข้าไปอาศัยอยู่ได้ โดยจุลินทรีย์เหล่านี้จะไม่ได้รับพลังงานจากคาร์บอนและออกซิเจนเหมือนจุลินทรีย์ทั่วไป แต่ก็สามารถดำรงชีพอยู่ได้จากการบริโภคเหล็ก และกำมะถันที่ไหลออกมาจากหินเหลวร้อนที่อยู่ใต้ทะเล
ดังนั้น การขุดหาซากดาวเคราะห์น้อยครั้งนี้ จะเป็นการพิสูจน์ให้เห็นว่าดาวเคราะห์น้อยสามารถเป็นได้ทั้งทูตมรณะสำหรับไดโนเสาร์ และในเวลาเดียวกัน ก็จะเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่า หลังการชนครั้งนั้น สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กสามารถถือกำเนิดบนโลกได้ด้วย เพราะในหลุมจะมีจุลินทรีย์ชนิดใหม่ๆ เกิดขึ้นด้วย
เมื่อทุกคนตระหนักว่าภัยอันตรายจากการชนโลกโดยดาวเคราะห์น้อยมีมากเช่นนี้ ดังนั้นทุกวันนี้ NASA จึงระดมใช้กล้องโทรทรรศน์ทั้งบนโลกและในอวกาศติดตามดาวเคราะห์จำนวนน้อยกว่า 600,000 ดวงที่โคจรใกล้โลก และได้คาดคะเนว่า
สำหรับดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเท่าลูกบาสเก็ตบอล ซึ่งมีจำนวนประมาณ 1,000 ล้านลูกนั้น ทุกวันจะมีลูกหนึ่งที่เสียดสีกับบรรยากาศจนลุกไหม้ ให้พลังระเบิด 0.00002 ประมาณเท่าของระเบิดที่ Hiroshima
ส่วนดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเท่ารถยนต์ ซึ่งมีจำนวนประมาณ 100 ล้านลูก ก็ได้ประมาณว่าในทุก 8 เดือน จะมีลูกหนึ่งที่เสียดสีบรรยากาศโลกทำให้เกิดพลังระเบิดเท่ากับ 0.2 เท่าของระเบิดปรมาณูที่ Hiroshima
เพราะพลังในการทำลายของอุกกาบาตขึ้นกับความเร็วที่มันเคลื่อนที่ยกกำลังสอง ดังนั้นในกรณีอุกกาบาตตกที่เมือง Chelyabinsk ในรัสเซีย เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ.2013 ทั้งที่มันมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 20 เมตร แต่เวลาระเบิดมันจะให้พลังงานเทียบเท่าระเบิดปรมาณูที่ Hiroshima 33 ลูก
ด้านดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่เท่าเรือ คือประมาณ 30 เมตร NASA พบว่ามีปรมาณู 1.3 ล้านลูก ในทุก 200 ปี จะมีลูกหนึ่งที่ถูกบรรยากาศโลกเสียดสี และให้พลังระเบิดเท่ากับระเบิดปรมาณู 87 ลูก
สำหรับในกรณีดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาด 150 เมตร ซึ่งมีจำนวนประมาณ 20,000 ลูก จะมีลูกหนึ่งที่ถูกบรรยากาศเสียดสีในทุก 13,000 ปี ทำให้เกิดการระเบิดเทียบเท่าระเบิดปรมาณู 8,600 ลูก
ส่วนดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาด 1 กิโลเมตร ซึ่งมีจำนวนประมาณ 1,000 ลูกจะมีลูกหนึ่งที่เสียดสีกับบรรยากาศในทุก 440,000 ปี ให้พลังระเบิดเทียบเท่าปรมาณู 3 ล้านลูก
สุดท้ายคือ ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาด 10 กิโลเมตร ซึ่งมีประมาณ 4 ลูก จะพุ่งเฉียดบรรยากาศโลกจนลุกไหม้ในทุก 89 ล้านปี และให้พลังระเบิดเทียบเท่าระเบิดปรมาณู 3,000 ล้านลูก
เมื่อดาวเคราะห์น้อยมีขนาดแตกต่างกันเช่นนี้ และโอกาสตกสู่โลกก็มีมากน้อยไม่เหมือนกัน ดังนั้น หนทางรอดสำหรับใครที่อยู่ในเหตุการณ์ คือถ้าลูกที่ตกมีขนาดเล็ก ให้วิ่งเข้าไปหลบในบ้าน แต่ถ้าเป็นลูกใหญ่หน่อยคือขนาด 20 เมตร ก็พยายามวิ่งไปให้ไกลประมาณ 100 กิโลเมตรจากตำแหน่งที่มันจะตก
อ่านเพิ่มเติมจาก Comet/Asteroid Impacts and Human Society: An Interdisciplenary Approach โดย P.T. Borowsky and H. Rickman จัดพิมพ์โดย Spunger-Verlag ปี 2007
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
