SÁT THỦ TIÊU DIỆT KHỦNG LONG ĐÃ ĐƯỢC NHẬN DẠNG

 

 

 

 

Sát thủ tiêu diệt

loài khủng long đã được nhận dạng

 

Đâu là nguyên nhân làm tiêu diệt loài khủng long? Phối hợp quan trắc thiên văn và những phương pháp mô hình hóa các nhà vật lý-thiên văn đã nhận dạng được nghi can số 1 (tiểu hành tinh thuộc nhóm Baptistina) trong vụ tiêu diệt loài khủng long. Một bản án tường trình đầy đủ  có thể giúp nhân loại nhận thức (và tìm cách tránh được ?) những  vụ thảm sát mới trong tương lai.

 

Người ta đã biết cách đây chừng 60-65 triệu năm đã có một tiểu hành tinh (asteroid) va chạm với trái đất ở vùng Mehico. Đường kính của tiểu hành tinh này chừng 10 km [1].

Một số nhà khoa học Mỹ và Séc đã khôi phục lại quỹ đạo và tìm được nguồn gốc của tiểu hành tinh này và các tiểu hành tinh khác sinh ra đồng thời [2]. Vụ thảm sát do tiểu hành tinh này gây nên đã được đặt vấn đề nghi vấn ngay từ năm 1970 khi người ta tìm thấy trong trầm tích trên toàn trái đất một lớp iridium mỏng lắng đọng đúng vào thời điểm ứng với cuộc tuyệt chủng của loài khủng long. Chất iridium vốn hiếm trên trái đất nên có nhiều xác suất đến từ vũ trụ. Ngoài ra người ta còn tìm thấy trên toàn vùng Trung Mỹ những khối cầu nhỏ (microtectiles) hình thành từ những giọt đá nóng chảy trong vụ va chạm lớn với niên đại khoảng 60-65 triệu năm. Năm 1990 người ta lại tìm thấy ở bán đảo Yucatan (Mehico) một miệng hố rộng 180 km, không nghi ngờ gì nữa đây là miệng hố gây nên bởi vụ va chạm với một tiểu hành tinh có đường kính chừng 10 km (hình 1&2). Những phát hiện này đã khép kín lại  giả thuyết sau đây: một tiểu hành tinh kích thước rất lớn đã rơi vào quả đất ở vùng Mehico, vụ va chạm này gây nên bụi che kín bầu trời, làm giảm nhiệt độ, ngăn cản quá trình quang hợp, tạo nên những cơn địa chấn, sóng thần và những vụ hỏa hoạn khổng lồ. Đây quả là một tai biến toàn cầu và là nguyên nhân của sự tuyệt chủng của nhiều loài giữa kỷ Phấn trắng (Cretaceous) và kỷ Thứ ba (Tertiary).

 

   

 

   

 

        Hình 1. Một tiểu hành tinh  tiến về trái đất

 

     

 

            Hình 2. Hình ảnh của vụ va chạm của tiểu hành tinh với trái đất

 

Phát hiện tình cờ

 

Một số nhà khoa học khác muốn buộc tội tiêu diệt khủng long cho một đồng phạm là vụ núi lửa rất lớn tại vùng Deccan, Ấn độ, xảy ra gần đồng thời. Lại một nghi phạm nũa là thời kỳ băng hà cuối kỷ Permien cách đây 225 triệu năm cũng có khả năng tiêu diệt các loài. Song những tình huống tình cờ đã dẫn đến giả thuyết gần sự thật nhất sau đây. Bill Bottke cùng các nhà vật lý thiên văn (Viện Nghiên cứu  Boulder, Colorado & Đại học Charles, Prague) đã tìm thấy dấu vết của sát thủ. Họ đang nghiên cứu các tiểu hành tinh, tàn vết của vật chất cấu tạo nên hệ Thái dương cùng các hành tinh cách đây chừng 4,5 tỷ năm. Những tiểu hành tinh này có đường kính bằng nhiều trăm km chuyển động theo những quỹ đạo nằm giữa các quỹ đạo sao Hỏa và sao Mộc. Đấy là những thiên thể quá nhỏ ở cách xa chừng 150 triệu km. Các tác giả trên mong tìm mối liên hệ  giữa các tiểu hành tinh đó. Patrick Michel, Đài thiên văn Nice nói rằng: khi chúng ta quan sát các tiểu hành tinh này chúng ta có thể nhân biết được mối liên hệ  giữa một số tiểu hành tinh khi các tiểu hành tính đó có tính chất phổ giống nhau chứng tỏ chúng có cùng những thành phần cấu tạo. Thành phần cấu tạo và quỹ đạo của chúng cho biết rằng chúng phát sinh từ sự bùng nổ của một tiểu hành tinh lớn sau khi bị va chạm với một tiểu hành tinh nhỏ hơn. Vậy vụ bùng nổ này là nguyên nhân của các mối liên hệ  của một số tiểu hành tinh. 

 

Nhóm Baptistina

 

Sau nhiều triệu năm nhiều mảnh vỡ phân tán trong không gian và xâm nhập  lẫn lộn vào các tiểu hành tinh có mối liên hệ nhóm. Các nhà vật lý thiên văn phải sử dụng những mô hình toán học để phân biệt các tiểu hành tinh ngoại lai này với các tiểu hành tinh có mối liên hệ nhóm. Đây là những công việc đòi hỏi tính kiên nhẫn và sự tinh tế chính xác. Và những kết quả bất ngờ đang chờ đợi họ. Bill Bottke kể lại rằng lúc ban đầu họ quan tâm đến tiểu hành tinh mang tên Gaspra, phát hiện bởi  một phi thuyển vũ trụ vào năm 1991. Họ muốn tìm hiểu vì sao bề mặt của tiểu hành tinh này lại bị lỗ chỗ nhiều điểm vì các va chạm và từ đó quan tâm đến một tập những tiểu hành tinh ở vùng lân cận. Tập các tiểu hành tinh này mang một cái tên nghe như tên một băng đảng mafia: Baptistina với một tiểu hành tinh “bố già” có kích thước 40 km.

 

 

  

 

 

    Hình 3.  Sau một vụ va chạm ban đầu giữa hai tiểu hành tinh, một mảnh đường kính 10 km đa bị bắn ra và đi lang thang trong vũ trụ để cuối cùng va chạm vào trái đất.

 

 

 

Sau khi phân loại và sắp xếp tập các tiểu hành tinh này theo kích thước và khoảng cách của chúng đến mặt trời  thì Bill Bottke thốt lên: trên sơ đồ của chúng tôi xuất hiện một lỗ trống, thiếu một số tiểu hành tinh! Chúng đi đâu?

Sau nhiều phép tính toán và mô hình các nhà vật lý thiên văn đi đến kết luận:

2 % các  tiểu hành tinh đã hướng về trái đất và sau đây là các đường nét chính của quá trình đã xảy ra.

Khoảng 160 triệu năm về trước một tiểu hành tinh bán kính chừng 60 km đã va chạm với một tiểu hành tinh khác lớn hơn với đường kính 170 km (hình 3). Vụ va chạm này đã làm phát sinh nhiều mảnh vỡ đường kính vài trăm mét. Dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn các mảnh vỡ này đã kết tụ thành nhiều tiểu hành tinh thành lập nên nhóm Baptistina.

 

Theo ước tính nhóm này gồm khoảng 300 tiểu hành tinh đường kính 10 km và 140000 mảnh khác đường kính lớn khoảng 800 mét. Từ đó chúng bay trong vũ trụ trước hết nhờ  động năng và sau đến nhờ lực nhiệt (hiệu ứng Yarkovsky) [3]. Dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn từ sao Hỏa và sao Mộc một số rơi vào Thái dương hệ. Sau nhiều triệu năm phần lớn (60 %) các thiên thể đó bị mặt trời bắt hết. Còn 40 % chúng tiếp tục phân tán hoặc trong Thái dương hệ hoặc ra ngoài Thái dương hệ và cuối cùng khoảng 2 % lại hướng về Trái đất! Theo mô hình tính toán của Bottke một tiểu hành tinh đường kính lớn hơn 8 km (xem hình 4) đã rơi và va chạm vào trái đất 100 triệu năm sau vụ va chạm ban đầu. Nếu đem 160 triệu năm trừ bớt 100 triệu năm cho ta con số 60 triệu năm, đúng thời điểm gây nên vụ va chạm kinh hoàng KT (Cretaceous-Tertiary / Kỷ Phấn trắng- Kỷ thứ ba) làm tiêu diệt loài khủng long (hình 5).

 

 

 

  

 

      Hình 4 .  Một vụ va chạm ban đầu cách đây 160 triệu năm giữa hai tiểu hành tinh  làm bắn ra nhiều tiểu hành tinh trong số đó có tiểu hành tinh với đường kính 10 km sau khi đi lang thang trong vũ trụ khoảng 100 triệu năm  cuối cùng đã va chạm vào trái đất gây nên thảm họa khủng long cách đây 60 triệu năm.

 

  

     Hình 5 . Cảnh tượng tuyệt chủng của loài khủng long

 

 

Thêm bằng chứng   

 

Bill Bottke tìm dữ liệu khoa học về miệng hố va chạm Chicxulub (xem hình 6) ở bán đảo Yucatan và thấy rằng thành phần đá rơi xuống trùng với thành phần của nhóm Baptistina (chondrite carbon). Như vậy là giả thuyết có thể dứng vững.

 

 

  

 

Hình 6 . Miệng hố Chicxulub ở bán đảo Yucatan là minh chứng của vụ va chạm  KT.

 

Trong tương lai nhiều tiểu hành tinh khác thuộc nhóm Baptistina có thể va chạm trái đất gây nên một thảm họa khủng long mới

 

Các mô hình của các nhà vật lý thiên văn còn chỉ ra rằng một tiểu hành tinh của nhóm Baptistina đã gây nên miệng hố rộng 85 km trên mặt trăng.

Khoảng 20 % các tiểu hành tinh đang đe dọa trái đất đều thuộc nhóm Baptistina. Và không loại trừ một trong số tiểu hành tinh đó có xác suất lặp lại vụ “thảm sát khủng long” trên trái đất. Chúng ta phải dè chừng thảm họa đó.

 

                                                                     CC. biên dịch và chú thích

Tài  liệu tham khảo

[1]  Alan Robok & Owen Brian Toon, Local nuclear War,  Scientific American tháng 1/2010

[2]  Anne Debroise, Asteroide, le tueur des dinosaures enfin démasqué, Science&Vie,12/2007

[3] Hiệu ứng Yarkovsky là lực gây nên trên một vật chuyển động trong vũ trụ (thường là trên các tiểu hành tinh có đường kính khoảng 10 cm đến 10 km) bởi sự bức xạ không đẳng hướng của photon nhiệt có mang xung lượng. Điều thú vị là hiệu ứng này được một kỹ sư người Nga phát hiện (1844-1902) khi dùng thời gian rảnh rỗi để nghiên cứu khoa học.