ตลอดเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ โลกถูก อุกกาบาต ฝุ่นละออง ดาวหาง และดาวตก ฯลฯ ถล่มจน ทำให้มวลของโลกเพิ่มประมาณ 2 แสนตัน/ปี เมื่อโลก มีมวล 6x1021 ตัน ดังนั้น มวลที่เพิ่มจึงคิดเป็นเพียง 3x10-15 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นเอง แม้การถล่มจะเกิดขึ้นเป็น เวลานับพันล้านปี แต่เราก็มีหลักฐานค่อนข้างน้อยที่ แสดงว่าโลกถูกวัตถุอวกาศขนาดใหญ่พุ่งชนบ่อย เพราะ น้ำ ลมพายุ และการเคลื่อนตัวของเปลือกทวีป ทำลาย ร่องรอยของการชนทั้งหลายไปจนเกือบหมด แต่ก็พอมีหลักฐานเหลืออยู่บ้าง

เมื่อนักดาราศาสตร์พิจารณารูปทรงและขนาดของ หลุมอุกกาบาตที่ปรากฏบนดวงจันทร์ ดาวพุธ และดาวอังคาร  ทำาให้รู้ว่าตลอดระยะเวลา 600 ล้านปีที่ผ่านมา โลกเคยถูก อุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชนประมาณ 60 ครั้ง โดยในแต่ละครั้ง ความเสียหายที่เกิดขึ้นเทียบได้กับการระเบิดของดินระเบิด หนัก 1 ล้านตัน จึงมีผลทำาให้สิ่งมีชีวิตล้มตายไปมากมาย จนถึง ระดับที่เป็นการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่หลายครั้ง

ในปี ค.ศ.1970 นักฟิสิกส์ Luis Alvarez (รางวัล โนเบลฟิสิกส์ปี ค.ศ. 1968) และนักธรณีวิทยา Walter Alvarez ซึ่งเป็นสองพ่อลูกแห่งมหาวิทยาลัย California ที่ Berkeley สำรวจสภาพทางธรณีวิทยาของภูเขาใกล้เมือง Gubbio ในอิตาลี ทั้งสองได้สังเกตเห็นชั้นดินเหนียวส่วนหนึ่งของภูเขามี ความหนาประมาณ 1 เซนติเมตร ภายในมีแร่ Iridium มาก  ซึ่งธาตุชนิดนี้ตามปกติจะไม่พบบนโลก การวัดอายุของธาตุ ปรากฏว่า มีอายุประมาณ 65 ล้านปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาของปลายยุค Cretaceous ที่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ และคนทั้งสอง ตระหนักว่าธาตุ Iridium พบมากในอุกกาบาต จึงตัดสินใจ เสนอความเห็นนี้ในวารสาร Science เมื่อปี ค.ศ. 1980 ว่า  เมื่อ 65 ล้านปีก่อน โลกถูกดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่พุ่งชน  และความรุนแรงของการพุ่งชนครั้งนั้นทำให้สภาพดินฟ้า อากาศของโลกเปลี่ยนแปลงอย่างมโหฬาร จนไดโนเสาร์และ สัตว์อื่นอีกหลายชนิดสูญพันธุ์ เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งของ  Alvarez ที่ชื่อ Helen Michel ก็ได้พบกะโหลกของไดโนเสาร์ ชนิด Triceratops ฝังอยู่ในชั้นหินของภูเขาในรัฐ Montana ของอเมริกาด้วย ซึ่งไดโนเสาร์สปีชีส์นี้ได้ล้มตายและสูญพันธุ์ ไปเช่นกัน เพราะเมื่อดาวเคราะห์น้อยเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 5 กิโลเมตรพุ่งชนโลกด้วยความเร็วสูงประมาณ 25 กิโลเมตร/ วินาที พลังงานจลน์ของดาวเคราะห์น้อยที่สูญเสียไป จะทำาให้ พื้นดินแตกกระจายกลายเป็นสะเก็ดหิน ฝุ่นละออง เมฆ่และ ควันลอยขึ้นท้องฟ้าและปลิวกระจายไปรอบโลก จึงบดบัง แสงอาทิตย์ไม่ให้ส่องถึงโลกเป็นเวลานานหลายพันปี พืชและ สัตว์ที่เป็นอาหารของไดโนเสาร์ล้มตายไปมากมาย เมื่อไดโนเสาร์ขาดอาหารเป็นเวลานาน  มันจึงล้มตายและสูญพันธุ์ไปในที่สุด

ข้อเสนอสองพ่อลูกตระกูล Alvarez ทำาให้ทุกคน ในวงการชีววิทยาประหลาดใจและตื่นเต้นมาก เพราะทุกคน เคยเชื่อกันว่า การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์มีขั้นตอนดำเนินไป อย่างค่อยเป็นค่อยไป มิได้เกิดขึ้นอย่างฉับพลันทันที แต่นนี่เป็นเพียงข้อเสนอแนะ จึงยังไม่มีใครยอมรับเรื่องนี้จนกว่าจะมีหลักฐานยืนยัน

ดังนั้น การค้นหาหลักฐานที่ว่าโลกเคยถูกถล่มด้วยอุกกาบาตขนาดใหญ่จึงเป็นเรื่องจำเป็นและสำคัญ เพื่อใช้ยืนยันหรือล้มล้างทฤษฎีของ Alvarez แต่ความประสงค์นี้ ใช่ว่าจะเป็นจริงได้ง่าย เพราะเวลาที่โลกถูกอุกกาบาตชนได้ ผ่านไปนานมาก จนพื้นที่ประมาณ 20% ของผิวโลกเกิด การเปลี่ยนแปลงไปหมดแล้ว โดยสภาพดินฟ้าอากาศ และ การเคลื่อนตัวของเปลือกทวีปตลอดเวลา 65 ล้านปีที่ผ่านมา

ในปี ค.ศ. 1991 Tony Camargo และ Glen Penfield สองนักธรณีวิทยาในสังกัดบริษัทน้ำมัน PEMEX ของ Mexico ได้รายงานว่าเห็นร่องรอยการพุ่งชนเป็นหลุมที่มีเส้นผ่าน ศูนย์กลางยาวประมาณ 180 กิโลเมตร ที่บริเวณใต้ทะเล ซึ่งอยู่ใกล้หมู่บ้าน Chicxulub ในคาบสมุทร Yucatan ของ ประเทศ Mexico จึงได้ขุดหลุมลึกผ่านชั้นหินปูนถึงชั้น หินภูเขาไฟ ก็พบว่าบริเวณโดยรอบมีวงกลม แต่รายงาน ของคนทั้งสองที่เสนอต่อที่ประชุมของนักขุดเจาะน้ำมัน ไม่ได้รับความสนใจ เพราะผู้ฟังในที่นั้นไม่สนใจเรื่องไดโนเสาร์ และการเห็นเพียงร่องรอยยังไม่สามารถใช้เป็นหลักฐานที่มี น้ำหนักได้ เพราะสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนต้องการเห็นคือ ซากดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งชนโลก

เมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2560 ที่บริเวณคาบสมุทร Yucatan ในอ่าวเม็กซิโก คณะสำรวจภายใต้การนำของ Sean Gulick แห่งมหาวิทยาลัย Texas ที่ Austin ได้ลงมือ ขุดเจาะท้องทะเล เพื่อค้นหาซากดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งชนโลก เมื่อ 66 ล้านปีก่อน ที่ทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ไป การสำรวจแสดงให้เห็นว่าการพุ่งชนโลกของดาวเคราะห์น้อยดวงนั้น ทำให้เกิดวงแหวนที่ท้องทะเลสองวง โดยวงในมีเส้นผ่าน ศูนย์กลางยาวประมาณ 180 กิโลเมตร วงแหวนทั้งสองมี จุดศูนย์กลางร่วมกัน และที่ตรงบริเวณเส้นรอบวงมีลักษณะ เป็นขอบสูง

ภาพ 1 หลุมอุกกาบาตที่ Chicxulub บริเวณคาบสมุทร Yucatan ในอ่าวเม็กซิโก
ที่มา https://www.nytimes.com/2016/11/18/science/chicxu-lub-crater-dinosaur-extinction.html

โครงการขุดหาอุกกาบาตได้รับการสนับสนุนจาก International Ocean Discovery Project (IODP) และ International Continental Scientific Drilling Program มูลค่า 35 ล้านบาท โดยได้ส่งเรือขุดจากท่าเรือที่เมือง Progreso ไปที่อ่าวเม็กซิโก ในตำแหน่งที่ห่างจากฝั่งประมาณ 30 กิโลเมตร และพบว่าบริเวณนั้นมีน้ำลึกประมาณ 17 เมตร วิศวกรจึงลงเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก 3 เสา เพื่อสร้างแท่น ขุดเจาะหลุมอุกกาบาตที่ Chicxulub เป็นหลุมหนึ่งเดียวของ โลกที่ยังคงสภาพหลังการชนให้ชาวโลกได้เห็น ในขณะที่หลุม ที่เกิดจากดาวเคราะห์น้อยดวงอื่น ๆ ได้เลือนหายไปจนเกือบหมดแล้ว เช่น หลุม Vredefort อายุ 2,000 ล้านปีในแอฟริกาใต้ และหลุมที่ Sudbury ใน Canada ซึ่งมีอายุประมาณ 1,800 ล้านปี การขาดหลักฐานการชนทำให้นักธรณีวิทยาเชื่อว่า ใครที่ต้องการจะศึกษาหลุมลักษณะเดียวกับหลุม Chicxulub ต้อง เดินทางไปขุดหาซากอุกกาบาตบนดวงจันทร์ ดาวพุธ หรือ ดาวอังคาร คณะทำงานชุดนี้ได้วางแผนขุดท้องทะเลลึกลงไป ประมาณ 15,000 เมตร ผ่านชั้นดิน หินปูน และชั้นหินต่าง ๆ เพื่อนำดินและหินตัวอย่างขึ้นมาวิเคราะห์สภาพหลังการพุ่งชน และสำรวจหาฟอสซิลของจุลชีพทั้งที่มีอยู่ก่อน และหลังการชนด้วย

 ทฤษฎีโครงสร้างของผิวโลกระบุว่า ที่ระดับลึกลงไปใต้ท้องทะเล 500 เมตรเป็นชั้นของหินปูน และอีก 50 เมตร ต่อจากนั้นเป็นชั้นหินที่ถือกำาเนิดในยุค Paleocene-Eocene ซึ่งเป็นเวลาประมาณ 55 ล้านปีก่อน อันเป็นช่วงเวลาที่โลก มีอุณหภูมิสูงกว่าปัจจุบันประมาณ 5 องศาเซลเซียส ดังนั้น ความอบอุ่นของบรรยากาศโลกจะทำให้ทะเลในยุคนั้นมี สาหร่ายอุดมสมบูรณ์ เมื่อสาหร่ายตายได้กลายเป็นซากติด อยู่ในหินดินดาน (shale) และที่ระดับลึก 550-650 เมตร อาจจะพบหินที่มีซากฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก สำหรับ ที่ลึกลงไปถึง 650-800 เมตร จะเห็นผลึก quartz ที่เกิดจาก หินถูกอัดอย่างรุนแรง ส่วนที่ระดับลึก 800-1,500 เมตรจะพบ หิน granite และหินภูเขาไฟ รวมถึงอาจพบ DNA ของจุลินทรีย์ ที่ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบันก็เป็นได้

 แนวคิดที่จะขุดหาฆาตกรของไดโนเสาร์เกิดขึ้น เมื่อประมาณ 60 ปีก่อนนี้ เมื่อนักธรณีวิทยาของบริษัท น้ำมัน PEMEX ของ Mexico ได้ลงไปสำรวจท้องทะเลแถบ คาบสมุทร Yucatan เพื่อวัดความเข้มของสนามเหล็ก และสนามโน้มถ่วงในบริเวณนั้น และได้สังเกตเห็นท้องทะเลมี ลักษณะเป็นวงแหวนขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นวงแหวนของหินอัคนี และหินตะกอน แต่คณะสำรวจกลับคิดว่าสิ่งที่เห็นเป็นปาก ปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลที่ดับแล้วเมื่อทุกคนมั่นใจว่านี่คือสถานที่ ๆ เป็นศูนย์กลาง ของการชนที่ทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ นักวิทยาศาสตร์จึง ตั้งเป้าเดินทางย้อนเวลาไปค้นหาซากดาวเคราะห์น้อยให้พบ ซึ่งจะใช้เป็นหลักฐานให้ผู้สนใจทุกคนตื่นเต้นทั้ง ๆ ที่รู้ว่าการขุดต้องใช้เงินงบประมาณมาก แต่ข้อดี คือพื้นที่ที่ขุดอยู่ในทะเล จึงไม่กระทบกระเทือนต่อสภาพ นิเวศมาก จนอาจทำให้คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมออกมา คัดค้านและต่อต้าน ดังนั้น ในปี ค.ศ. 2005 คณะวิจัยจึง ใช้เทคนิคการสำรวจระยะไกล (Remote Sensing) ค้นหา ตำแหน่งที่ดีที่สุดในการขุด และสร้างแบบจำาลองของหลุม ที่อาจเกิดขึ้นเมื่อโลกถูกดาวเคราะห์น้อยพุ่งชน จนพบว่า วงแหวนที่เกิดจากการชนมีความหนาแน่นน้อยกว่าหิน Granite และวงแหวนมีสภาพพรุนสูงพอที่จะให้จุลินทรีย์ ดึกดำาบรรพ์สามารถเข้าไปอาศัยอยู่ได้ โดยจุลินทรีย์เหล่านี้ ไม่ได้รับพลังงานจากคาร์บอนและออกซิเจนเหมือนจุลินทรีย์ ทั่วไป แต่สามารถดำารงชีพอยู่ได้จากการบริโภคเหล็ก และ กำมะถันที่ไหลออกมาจากหินเหลวร้อนใต้ทะเล การขุดหาซากดาวเคราะห์น้อยในครั้งนี้ จะเป็น การพิสูจน์ให้เห็นว่าดาวเคราะห์น้อยสามารถเป็นได้ทั้งทูตมรณะ สำหรับไดโนเสาร์ และเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่า หลังการชน มีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กสามารถถือกำเนิดบนโลกได้ด้วย เพราะในหลุมจะมีจุลินทรีย์ชนิดใหม่ ๆ เกิดขึ้น

เมื่อทุกคนตระหนักว่าภัยอันตรายจากดาวเคราะห์ น้อยชนโลกมีมากเช่นนี้ ทุกวันนี้ NASA จึงใช้กล้องโทรทรรศน์ ทั้งบนโลกและในอวกาศ ติดตามดาวเคราะห์น้อยหลายแสนดวง ที่โคจรใกล้โลก และคาดการณ์ว่าดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาด เท่าลูกบาสเก็ตบอลซึ่งมีจำนวนประมาณ 1,000 ล้านลูกนั้น ในทุกวันจะมีลูกหนึ่งที่เสียดสีกับบรรยากาศจนลุกไหม้ ให้ พลังระเบิดประมาณ 0.00002 เท่าของลูกระเบิดที่ Hiroshima ส่วนดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่เท่ารถยนต์มี จำนวนประมาณ 100 ล้านลูก คาดการณ์ว่าในทุก 8 เดือน จะมีลูกหนึ่งที่เสียดสีกับบรรยากาศโลกทำาให้เกิดพลังระเบิดเท่ากับ 0.2 เท่าของระเบิดปรมาณูที่ถล่ม Hiroshima พลัง ในการทำลายของอุกกาบาตขึ้นกับความเร็วที่มันเคลื่อนที่ ยกกำลังสอง ดังนั้น ในกรณีอุกกาบาตตกที่เมือง Chelyabinsk ในรัสเซีย เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2013 ที่มีเส้นผ่าน ศูนย์กลางเพียง 20 เมตร แต่เมื่อระเบิด มันให้พลังงาน เทียบเท่าระเบิดปรมาณูที่ Hiroshima 33 ลูก

ภาพ 2 อุกกาบาตตกที่เมือง Chelyabinsk ในรัสเซีย
ที่มา https://blog.nationalgeographic.org/2013/07/01/russian-meteor-shockwave-circled-globe-twice-3/

ด้านดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่เท่าเรือ คือมี เส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 30 เมตร NASA พบว่ามี ประมาณ 1.3 ล้านลูก และในทุก 200 ปี จะมีลูกหนึ่งที่ถูก บรรยากาศโลกเสียดสี จนให้พลังระเบิดเท่ากับระเบิดปรมาณู 87 ลูก ในกรณีดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาด 150 เมตร ซึ่งมี จำานวนประมาณ 20,000 ลูก จะมีลูกหนึ่งที่เสียดสีบรรยากาศ ในทุก 13,000 ปี จนทำาให้เกิดการระเบิดเทียบเท่าระเบิด ปรมาณู 8,600 ลูก ด้านดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาด 1 กิโลเมตร ซึ่งมีจำนวน ประมาณ 1,000 ลูก จะมีลูกหนึ่งที่เสียดสีกับบรรยากาศในทุก  440,000 ปี และให้พลังระเบิดเทียบเท่าปรมาณู 3 ล้านลูก และกลุ่มสุดท้ายคือ ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาด 10 กิโลเมตร ซึ่งมีประมาณ 4 ลูก จะพุ่งเฉียดบรรยากาศโลกจน ลุกไหม้ในทุก 89 ล้านปี และให้พลังระเบิดเทียบเท่าระเบิด ปรมาณู 3,000 ล้านลูก

เมื่อดาวเคราะห์น้อยมีขนาดแตกต่างกันมากเช่นนี้ และโอกาสตกสู่โลกก็มีมากน้อยไม่เท่ากัน ดังนั้น หนทางรอด สำหรับคนที่อยู่ในเหตุการณ์คือ ถ้าลูกที่ตกมีขนาดเล็ก ให้วิ่ง เข้าไปหลบอยู่ในบ้าน แต่ถ้าเป็นลูกใหญ่คือขนาด 20 เมตร  ก็พยายามไปให้ไกลประมาณ 100 กิโลเมตรจากตำแหน่งที่ มันจะตก 

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://magazine.ipst.ac.th/ 

บรรณานุกรม

Borowsky, P.T. & Rickman, H. (2007). Comet/Asteroid Impacts and Human Society: An Interdisciplinary Approach. Springer-Verlag.