ความสำคัญและความน่าสนใจของ “หลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่” บนโลก (มีคลิป)

เวลาเราเห็นภาพผิวของดาวเคราะห์วงใน อันได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และ ดาวอังคาร รวมถึงบรรดาดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์เหล่านี้ เรามักจะเห็นว่าที่ผิวของดาวเหล่านี้ทุกดวง (ยกเว้นโลก) มีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่-เล็กจำนวนมากมหาศาล กระจัดกระจายอยู่ทั่ว

การได้เห็นหลุมนับหมื่น-แสนที่มีลักษณะทางกายภาพ เช่น ขนาด ความลึก และมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันเช่นนี้ มักทำให้เราต้องการจะรู้ความเป็นมาและความสำคัญของหลุมต่างๆ เช่นว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร และถือกำเนิดเมื่อใด การศึกษาสมบัติทางธรณีวิทยาของหลุมสามารถบอกโครงสร้างภายในของดาวได้หรือไม่ การรู้ความถี่บ่อยและความรุนแรงในการชนของอุกกาบาตสามารถบรรยายเหตุการณ์ความอลวนขณะสุริยจักรวาลกำลังถือกำเนิดได้หรือไม่ และเหตุใดโลกจึงมีหลุมอุกกาบาตน้อยกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ การพุ่งชนของอุกกาบาตมีความเกี่ยวข้องกับการถือกำเนิดของสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์ใหม่และการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตบางสายพันธุ์อย่างไรหรือไม่ มนุษย์มีวิธีป้องกันภัยอุกกาบาตชนโลกได้หรือไม่ และถ้าไม่ได้ วันสิ้นโลกจะเกิดขึ้นเมื่อใด ฯลฯ

ในปี 1609 Galileo Galilei (1564–1642) ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ชาวอิตาเลียน เป็นบุคคลแรกที่ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูดวงจันทร์และเห็นผิวดวงจันทร์เป็นรอยกระดำ กระด่าง จินตนาการของ Galilei ได้ชี้นำให้เขารู้ว่าผิวดวงจันทร์มีภูเขา หุบเหว และที่ราบเหมือนโลก และถ้าจินตนาการนี้ของ Galileo เป็นความจริง พระเจ้าก็มิได้เป็นสถาปนิกผู้ทรงสร้างเอกภพให้สวยสมบูรณ์แบบได้ เพราะดวงจันทร์มิได้มีผิวราบเรียบเหมือนผิวลูกบิลเลียด

ต่อจากนั้น Giovanni Riccioli (1598–1671) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวอิตาเลียนก็ได้พยายามวาดแผนที่ดวงจันทร์ขึ้นเป็นครั้งแรก ในปี 1651 จึงได้ตั้งชื่อภูเขา ทะเล (maria) และหลุมอุกกาบาตต่าง ๆ เพราะสถานที่บนต่างดาวมีมาก ดังนั้นในเวลาต่อมาองค์การสมาพันธ์ดาราศาสตร์สากลจึงได้กำหนดเกณฑ์การตั้งชื่อส่วนที่เป็นหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ว่า ต้องเป็นชื่อของบุคคลที่มีผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ หรือเป็นนักสำรวจหรือศิลปิน และได้เสียชีวิตไปแล้วเป็นเวลาอย่างน้อย 3 ปี อีกทั้งการตั้งชื่อนี้จะต้องไม่เลือกเชื้อชาติหรือสัญชาติ และใช้ชื่อสกุลเท่านั้นโดยไม่ใช้ชื่อต้น ด้วยเหตุนี้หลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์จึงมีชื่อ Copernicus, Tycho, Einstein, Shakespeare, Kepler, Schroedinger ฯลฯ

ส่วนหลุมอุกกาบาตที่อยู่บนดาวอังคารนั้นก็ได้มีการบันทึกภาพเป็นครั้งแรก โดยยานอวกาศของสหรัฐฯ ชื่อ Mariner 4 ที่ถูกส่งไปโคจรรอบดาวอังคารเมื่อปี 1965 และองค์การสมาพันธ์ดาราศาสตร์สากลก็ได้ออกกฎเกณฑ์ในการตั้งชื่อหลุมอุกกาบาตเช่นกันว่า สำหรับหลุมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่า 60 กิโลเมตร ให้เป็นชื่อของนักวิทยาศาสตร์ผู้ที่ได้ศึกษาดาวอังคาร หรือศิลปินที่มีชื่อเสียง ส่วนหลุมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสั้นกว่า 60 กิโลเมตรก็ให้ตั้งตามชื่อเมืองที่มีจำนวนประชากรน้อยกว่า 100,000 คน ด้วยเหตุนี้บนดาวอังคารจึงมีหลุม Aristotle, Newton, Schiaparelli (ผู้เห็น “คลอง” บนดาวอังคาร) และ Tikal (เมืองมายาโบราณ ที่ปัจจุบันอยู่ในประเทศ Guatemala) ฯลฯ

สำหรับดาวศุกร์ ก็มีหลุมอุกกาบาตเป็นจำนวนมากเช่นกัน โดยในปี 1972 NASA ได้ส่งคลื่นเรดาร์ไปกระทบและสะท้อนที่ผิวดาว เพื่อนำข้อมูลที่ได้มาทำแผนที่ด้วยการรับฟังเสียงสะท้อนในการที่ NASA ใช้เรดาร์ช่วยทำแผนที่นั้น เพราะดาวศุกร์มีเมฆห่อหุ้มอย่างหนาทึบ จนกล้องโทรทรรศน์แสงไม่สามารถเห็นผิวดาวได้ จะอย่างไรก็ตามในปี 1993-1994 รัสเซียได้ส่งยานอวกาศ Venera 15 และ 16 ไปถ่ายภาพผิวของดาวศุกร์ที่ระยะใกล้ และสหรัฐฯ ก็ได้ส่งยาน Magellan ไปสำรวจเช่นกัน การเห็นหลุมอุกกาบาตบนดาวอังคารจำนวนมากมาย ทำให้องค์การสมาพันธ์ดาราศาสตร์สากลต้องกำหนดกฎเกณฑ์ในการตั้งชื่อว่า ต้องใช้ชื่อของสตรี (Venus เป็นเทพธิดาแห่งความรักประจำดาวศุกร์ แต่ก็มีอยู่หนึ่งหลุมที่เป็นชื่อบุรุษ คือ หลุม Maxwell ตามชื่อของ James Clerk Maxwell (1831-1879)) ตัวอย่างชื่อหลุมอุกกาบาตบนดาวศุกร์ ได้แก่ Hypatia, Meitner, Cleopatra, Margaret Mead (นักมานุษยวิทยาผู้มีชื่อเสียงจากงานวิจัยที่ได้พบว่า อารยธรรมมีบทบาทในบุคลิกภาพของชนในชาติ) และกวีสตรีชาวกรีกชื่อ Sappho

ในกรณีดาวพุธ ที่ NASA ส่งยาน Mariner 10 ไปสำรวจเมื่อปี 1974 นั้น ก็มีกฎในการตั้งชื่อหลุมอุกกาบาตว่า ต้องเป็นชื่อของศิลปิน นักดนตรี จิตรกร ที่มีชื่อเสียงและได้เสียชีวิตไปเป็นเวลานานกว่า 50 ปี หลุมอุกกาบาตบนดาวพุธ จึงมีชื่อหลุม Beethoven, Michelangelo, Bach, Mozart, Rembrandt และ Hokusai เป็นต้น

ในส่วนของประเด็นที่เกี่ยวกับสาเหตุการถือกำเนิดของหลุมอุกกาบาตนั้น ในอดีตนักธรณีวิทยาและนักภูมิศาสตร์ได้เคยสันนิษฐานว่า เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟบนดาว ทั้งนี้เพราะปากปล่องภูเขาไฟมีลักษณะคล้ายหลุมอุกกาบาตมาก แต่เมื่อ Grove K. Gilbert (1843–1918) ได้ศึกษาหลุมอุกกาบาต Meteor Crater ที่รัฐ Arizona ในสหรัฐอเมริกาอย่างละเอียด เขาก็ได้ความคิดในปี 1895 ว่า หลุมอุกกาบาตเกิดจากการที่โลกถูกอุกกาบาตที่มาจากอวกาศนอกโลกพุ่งชน แต่ความคิดนี้ได้รับการต่อต้าน เพราะไม่มีใครในเวลานั้นเคยคิดว่า ในอวกาศจะมีอุกกาบาตมากนับแสน-ล้านลูก แต่ในที่สุดความคิดของ Gilbert ก็เป็นที่ยอมรับว่า เวลาดาวเคราะห์น้อยชนกัน หรือเวลาดาวเคราะห์น้อยชนดาวเคราะห์ และดาวหางชนดาวเคราะห์ ชิ้นส่วนที่แตกจะเป็นอุกกาบาต ที่ล้วนมีบทบาทในการทำให้ระบบสุริยะมีสภาพดังทุกวันนี้

แม้แต่ในการถือกำเนิดของโลก เมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน อุกกาบาตก็มีบทบาทในการให้กำเนิดโลก เพราะนักดาราศาสตร์ได้รู้ว่า ขณะที่โลกถือกำเนิดใหม่ ๆ และยังมีขนาดเล็ก ดาวเคราะห์น้อยและอุกกาบาตจำนวนมากได้ถูกโลกดึงดูดเข้ามาหลอมรวมกันเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ และเมื่อโลกถือกำเนิดแล้ว ได้มีดาวเคราะห์ Theia ที่มีขนาดใหญ่เท่าดาวอังคาร พุ่งมาชนโลกในแนวเฉียง ทำให้เนื้อ (mantle) โลกส่วนหนึ่งถูกเฉือนออก และกระเด็นไปโคจรรอบโลก ในเวลาต่อมาเนื้อโลกส่วนนั้นได้รวมตัวกันเป็นดวงจันทร์ นี่คือทฤษฎีการถือกำเนิดของดวงจันทร์ (Theia impact) ซึ่งเป็นที่ยอมรับมาจนทุกวันนี้ เพราะนักวิทยาศาสตร์ได้พบหลักฐานเพิ่มเติมที่สนับสนุนทฤษฎีนี้มากมาย เช่น จากการวิเคราะห์องค์ประกอบของหินและดินที่มนุษย์อวกาศในโครงการ Apollo เก็บจากดวงจันทร์ และได้พบว่ามีองค์ประกอบที่เหมือนกับเนื้อโลกส่วนที่เป็น mantle และการวัดอายุของผลึก zircon (zirconium silicate) ที่พบบนดวงจันทร์ก็พบว่ามีอายุประมาณ 4,460 ล้านปีเท่าโลก และการไม่มีสนามแม่เหล็กบนดวงจันทร์ (แต่หินที่มนุษย์อวกาศเก็บมามีสมบัติแม่เหล็กบ้าง) เพราะแก่นโลกที่เป็นเหล็กไม่ได้ถูกเฉือนไป

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ก็ยังได้พบว่า หินบนดวงจันทร์มี isotope ของออกซิเจน O-16, O-17 และ O-18 ในอัตราส่วนเดียวกับหินบนโลก อีกทั้งระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ในปัจจุบันก็สามารถอธิบายที่มาได้ว่า เกิดจากการที่โลกถูกดาวเคราะห์ขนาดเล็กชน มิได้เกิดจากการที่ดวงจันทร์โคจรหลงเข้ามาให้โลกดึงดูดไว้เป็นดาวบริวาร แม้เหตุการณ์การชนกันครั้งนั้นได้เกิดขึ้นตั้งแต่เมื่อ 4,510 177; 10 ล้านปีก่อน โดยใช้เวลานานไม่เกิน 3 ชั่วโมง แต่ผลกระทบที่เกิดตามมาก็ยังยืนยงมาจนทุกวันนี้

การศึกษาโครงสร้างทางกายภาพของหลุม ยังสามารถให้ความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของการพุ่งชนดาวเคราะห์โดยอุกกาบาตได้ด้วย เช่น ในกรณีของอุกกาบาตขนาดเล็ก (ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 200-300 เมตร) เวลาพุ่งชนโลก ในเบื้องต้นแรงปะทะจะทำให้เกิดคลื่นกระแทก (shock wave) ซึ่งจะอัดชั้นหินแข็งที่ผิวโลกจนหลอมเหลว ละลาย และระเหิดกลายเป็นไอ ทำให้เกิดโพรงในชั้นหินเป็นหลุมลึก จากนั้นผนังโพรงจะยุบตัว กลายเป็นแอ่งโค้งเว้า โดยมีเศษหินที่แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยตกกระจายตกอยู่ภายในแอ่ง

แต่ในกรณีอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวระดับกิโลเมตร เวลามันพุ่งชนโลกด้วยความเร็วที่สูงกว่า 30 กิโลเมตร/วินาที พลังงานจลน์ของอุกกาบาตที่สูญเสียไปเวลาอุกกาบาตหยุดเคลื่อนที่ จะทำให้เกิดความร้อนมากจนหินหลอมเหลวกลายเป็นไอ แล้วแอ่งกลายเป็นหลุม จากนั้นชั้นหินที่บริเวณพื้นเบื้องล่างของหลุมก็จะดันพื้นขึ้นมา ทำให้ก้นหลุมยกตัวขึ้นเล็กน้อย เกิดเป็นเนิน ต่อจากนั้นผนังหลุมก็ยุบตัวลง ทำให้เกิดหลุมใหญ่ที่มีโดมอยู่ภายใน

ดังนั้นถ้าจะพูดกันตามทฤษฎี ลักษณะ ความลึก และขนาดของหลุมสามารถจะให้ข้อมูลความเร็วและขนาดของอุกกาบาตที่พุ่งชนได้ และโดยทั่วไปแล้วเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมจะมีขนาดใหญ่ตั้งแต่ 10-20 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของอุกกาบาต แต่การคำนวณขนาดของหลุมอย่างละเอียดได้พบว่า ขนาดหลุมขึ้นอยู่กับสมบัติความยืดหยุ่นของดาวที่ถูกชน เส้นผ่านศูนย์กลางของอุกกาบาต ความเร็ว มุมตกกระทบ ความหนาแน่นของอุกกาบาต และความหนาแน่นของพื้นหลุม ดังนั้นเวลาอุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 1 กิโลเมตร พุ่งชนโลกด้วยความเร็ว 20 กิโลเมตร/วินาที จะทำให้เกิดหลุมที่กว้างตั้งแต่ 15-20 กิโลเมตร

หากดาวเคราะห์ดวงใดที่ไม่มีบรรยากาศบนดาว ไม่มีน้ำ ไม่มีการเลื่อนตัวของเปลือกทวีป และไม่มีการระเบิดของภูเขาไฟใด ๆ ลักษณะของหลุมอุกกาบาตบนดาวดวงนั้นมักจะไม่เปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา เพราะบนดาวเคราะห์ดวงนั้นไม่มีปัจจัยใด ๆ ที่ทำให้หลุมเปลี่ยนสภาพด้วยการถูกเซาะกร่อน และเมื่อนักดาราศาสตร์ได้รู้อีกว่า จำนวนหลุมอุกกาบาตที่มีบนดาวเคราะห์ ขึ้นกับกาลเวลาที่ผ่านไป เขาก็สามารถใช้ข้อมูลเหล่านี้ คำนวณหาอายุของดาวเคราะห์อย่างหยาบๆ ได้

ในปี 1980 Luis Alvarez (1911–1988) ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์โนเบลปี 1968 กับบุตรชายชื่อ Walter Alvarez (1940-ปัจจุบัน) ซึ่งเป็นนักธรณีวิทยา ได้เสนอทฤษฎีการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ เมื่อ 66 ล้านปีก่อน อันเป็นช่วงเวลารอยต่อระหว่างยุค Cretaceous กับยุค Paleogene ว่า เกิดจากการที่โลกถูกดาวเคราะห์น้อยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 15 กิโลเมตรพุ่งชน และความรุนแรงในการชนครั้งนั้นสามารถเปรียบเทียบได้กับพลังทำลายของระเบิด TNT 100 megatons ทำให้เกิดเหตุการณ์ภูเขาไฟระเบิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรง ไฟป่า คลื่นสึนามิ จนระบบสิ่งแวดล้อมของโลกพังพินาศ ทำให้ 75% ของสิ่งมีชีวิต และสัตว์ทะเลขนาดยักษ์ เช่น pterosaurs, mosasaurus และ plesiosaurus ต้องสูญพันธุ์ แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ตลอดจนสัตว์เลื้อยคลาน เช่น จระเข้ เต่า กบ ยังคงอยู่

ทฤษฎีการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ที่สองพ่อลูกนำเสนอนี้ ในระยะแรกๆ ยังไม่เป็นที่ยอมรับ จนกระทั่งคนทั้งโลกได้เห็นหลักฐานยืนยันเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นว่า มีอุกกาบาตหรือดาวเคราะห์น้อยที่ได้พุ่งชนโลกจริง

ในปี 1978 Glen Penfield (1944-2008) นักสำรวจหาน้ำมันในสังกัดบริษัท Pemex ของเม็กซิโก ได้ออกสำรวจหาน้ำมันในบริเวณคาบสมุทร Yucatan ของเม็กซิโก และได้พบความผิดปกติของสนามแม่เหล็กโลก และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงโลกในบริเวณใกล้หมู่บ้าน Chicxulub จึงได้กล่าวถึงข้อสังเกตนี้ในที่ประชุมทางธรณีวิทยา แต่การนำเสนอด้วยข้อมูลที่ยังไม่สมบูรณ์ได้ทำให้ไม่มีใครให้ความสนใจมาก

จนกระทั่งปี 1991 Alan B. Hildebrand (1955-ปัจจุบัน) ซึ่งในเวลานั้นเป็นนิสิตปริญญาเอกที่มี Walter Alvarez เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาในการทำวิทยานิพนธ์เรื่อง สาเหตุที่ทำให้สิ่งมีชีวิต เช่น ไดโนเสาร์ ต้องสูญพันธุ์อย่างขนานใหญ่ในช่วงเวลาที่เป็นรอยต่อระหว่างยุค Cretaceous กับยุค Paleogene ว่า เกิดขึ้นเพราะโลกได้ถูกอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชน และอ้างว่าถ้าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นจริง จะต้องมีการพบหิน quartz, แร่ iridium, แร่ Tektite, Silica กระจัดกระจายในบริเวณที่มีการชนด้วย

ครั้นเมื่อ Hildebrand ได้ข่าวว่ามีความผิดปกติทางกายภาพเกิดขึ้นมากมายที่บริเวณคาบสมุทร Yucatan ใกล้หมู่บ้าน Chicxulub เขาจึงโยงข้อมูลเรื่องอุกกาบาตตกกับความผิดปกติทางภูมิศาสตร์ที่ Chicxulub ทันที ในเวลาต่อมา นักธรณีวิทยาก็ได้พบว่าบริเวณนั้นมีรอยแอ่งเป็นวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวถึง 180 กิโลเมตร มีแร่ quartz, tektite กับแร่อื่น ๆ อีกหลายชนิด การวัดอายุของหินแร่ในบริเวณนั้นก็ได้พบว่ามีอายุประมาณ 66 ล้านปี ซึ่งก็ตรงกับเวลาที่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์

จึงเป็นว่า การบูรณาการความรู้ทางดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ ธรณีวิทยา สามารถอธิบายปรากฏการณ์การสูญพันธุ์ทางชีววิทยาได้อย่างสมบูรณ์

ทฤษฎีของ Alvarez จึงเป็นที่ยอมรับกันตั้งแต่นั้นมา

ตามปกติหินแข็ง เวลาถูกแรงกระทำจะมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นอย่างช้าๆ ด้วยความเร็วที่อาจเปรียบเทียบได้กับการงอกของเล็บ แต่ถ้าหินนั้นถูกอัดด้วยความดันที่มากมหาศาล เช่น ถูกชนด้วยอุกกาบาตความเร็วสูง ความเครียดและความเค้นที่เกิดในชั้นหิน จะทำให้หินมีอุณหภูมิสูงมาก และเปลี่ยนสภาพจากหินแข็งเป็นหินเหลวที่ไหลได้

ดังนั้นการพุ่งชนโลกโดยอุกกาบาตความเร็วสูง จึงทำให้เกิดคลื่นหินเหลวกระจายเป็นวงแหวนในบริเวณจุดตก (ground zero) เหมือนเวลาเราโยนก้อนหินลงน้ำในสระ ซึ่งจะทำให้เกิดคลื่นน้ำกระจายเป็นวงกลม แต่สำหรับกรณีที่การชนมีความรุนแรงระดับปานกลาง เมื่อจุดกลางของพื้นที่ถูกกดลงจนเป็นแอ่ง สสารที่อยู่ในบริเวณรอบ ๆ แอ่งจะเคลื่อนที่เข้ามาแทนที่ แต่ถ้าการชนนั้นเป็นระดับรุนแรง เมื่อหินเหลวกลายเป็นไอระเหิดไปในอากาศ เนื้อหินที่อยู่ใต้จุดตกกระทบจะถูกดันขึ้นมาเป็นเนินเตี้ยๆ

การสำรวจหลุมอุกกาบาตที่ Chicxulub ที่ระยะไกลได้เห็นวงแหวนและเนินเตี้ยๆ ที่ศูนย์กลางจริง และหลังจากที่อุกกาบาตก้อนนั้นตกไม่นาน มหาสมุทรก็มีคลื่นสึนามิ ภูเขาไฟหลายลูกได้ระเบิด ความร้อนมหาศาลที่เกิดจากการชนของอุกกาบาตได้ ทำให้ป่าลุกไหม้ ฝนกรดตก ทะเลฝุ่นละอองและเถ้าหินที่ลอยขึ้นสู่บรรยากาศเบื้องบน ได้บดบังแสงอาทิตย์จนหมด ทำให้อากาศหนาวจัดนานหลายปี จนสิ่งมีชีวิต เช่น พืช ล้มตาย และสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหารก็ล้มตายตาม ครั้นเมื่อไดโนเสาร์ล้มตาย สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมก็มีโอกาสเจริญพันธุ์ขึ้นมาครองโลกแทน

ดังนั้นการชนของอุกกาบาตจึงทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกหลายชนิดสูญพันธุ์ แต่ในเวลาเดียวกันก็ได้ทำให้สิ่งมีชีวิตอีกหลายชนิดมีโอกาสถือกำเนิดด้วย

สังคมยังมีคำถามอีกคำถามหนึ่งที่น่าสนใจ คือ หลุมอุกกาบาตที่มีอายุมากที่สุดของโลกอยู่ ณ ที่ใด

ภูเขาหิน Barlangi ตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกของประเทศออสเตรเลีย ในสมัยโบราณบริเวณนี้เคยเป็นถิ่นอาศัยของชาวพื้นเมือง Aborigine ที่ชอบสกัดหินบนภูเขาเอาไปทำอุปกรณ์ใช้ ถึงวันนี้เนินหินนี้มีความสำคัญ เพราะการสำรวจทางธรณีวิทยาได้แสดงให้เห็นว่ามันเป็นหินที่มีอายุ 2,239 ล้านปี ซึ่งได้ทำให้เกิดหลุมอุกกาบาตชื่อ Yarrabubba ซึ่งมีปากหลุมกว้าง 70 กิโลเมตร การวัดอายุของอุกกาบาต โดยการวัดอัตราการสลายตัวของยูเรเนียมเป็นตะกั่วในผลึกหิน zircon ได้ทำให้นักธรณีวิทยารู้ว่ามันเป็นอุกกาบาตที่ตก ขณะที่โลกกำลังถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งในยุค Paleoproterozoic และพลังงานจลน์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากอุกกาบาตได้ทำให้ความร้อนเกิดมากจนน้ำแข็งที่ปกคลุมโลกละลาย และไอน้ำกลายเป็นไอ ลอยขึ้นไปในบรรยากาศ เป็นเมฆห่อหุ้มโลก จนทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกที่ช่วยให้ยุคน้ำแข็งต้องยุติในเวลาไม่นาน นอกจากนี้หลุมอุกกาบาตหลุมนี้ก็ตั้งอยู่บนแผ่นเปลือกโลก Yilgarn Craton อันเป็นแผ่นเปลือกโลกที่มีอายุยืนนานมากที่สุดในโลกเปลือกหนึ่งด้วย

เมื่อเร็วๆ นี้ ในวารสาร Nature Communications ฉบับวันที่ 6 มีนาคม ปี 2005 C.L. Kirkland กับคณะ แห่ง Curtin University ในออสเตรเลีย ได้รายงานเรื่องหลุมอุกกาบาตที่พบในออสเตรเลียตะวันตก บนแผ่นเปลือกโลก Pilbara Craton ว่า เป็นหลุมอุกกาบาตที่มีอายุมากที่สุดในโลก เพราะได้ถือกำเนิดเมื่อ 3,470 ล้านปีก่อน โดยในตอนนั้น โลกได้ถูกอุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่ 10-50 กิโลเมตรพุ่งชน ทำให้เกิดหลุมอุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 200 กิโลเมตร และข้อมูลนี้จึงทำให้เรารู้ว่า ทวีปแรกของโลกได้ถือกำเนิดเมื่อเวลาใกล้เคียงกันกับการตกของอุกกาบาต

ในขณะที่หลุมอุกกาบาต ณ บริเวณ Pilbara ในออสเตรเลียตะวันตก ครองสถิติเป็นหลุมอุกกาบาตอายุมากที่สุดในโลก 3,500 ล้านปี หลุมอุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก คือ หลุม Vredefort ในมณฑล Free State ของประเทศแอฟริกาใต้ โดยหลุมนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 250-300 กิโลเมตร เป็นหลุมที่เกิดจากการถูกดาวเคราะห์น้อยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 10-15 กิโลเมตรพุ่งชน เมื่อ 2,020 ล้านปีก่อน และหลุมนี้ได้รับการยกย่องเป็นมรดกโลก โดยองค์การ UNESCO เมื่อปี 2005

ส่วนหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์ คือ หลุม Aitkin ซึ่งอยู่ทางขั้วใต้ของดวงจันทร์ บนด้านที่หันออกจากโลกตลอดเวลา หลุมนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 2,500 กิโลเมตร ลึก 7 กิโลเมตร มีอายุ 4,300 ล้านปี เมื่อปี 2019 องค์การอวกาศของจีน ได้ส่งยาน Chang-e 4 ไปลงที่หลุมอุกกาบาต Von Karman ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 180 กิโลเมตร เพื่อวิเคราะห์หินและดินในหลุมนี้ แล้วส่งข้อมูลไปสู่ดาวเทียมที่กำลังโคจรเหนือดวงจันทร์ เพื่อส่งสัญญาณสู่โลกอีกทอดหนึ่ง

สำหรับหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดบนดาวพุธมีชื่อว่า Caloris Basin ตั้งอยู่ทางบริเวณตอนเหนือของดาวพุธ หลุมนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 1,550 กิโลเมตร และมีอายุ 3,900 ล้านปี ส่วนหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดบนดาวอังคารมีชื่อว่า Hellas Planitia ซึ่งอยู่ทางตอนเหนือของดาว มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 2,300 กิโลเมตร และลึก 8 กิโลเมตร มีอายุ 1,900 ล้านปี สำหรับหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดบนดาวศุกร์มีชื่อว่า Mead Crater มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวเพียง 280 กิโลเมตร เพราะหลุมได้ถูกลาวาภูเขาไฟทับถม ขนาดจึงเล็ก และเมื่อดาวศุกร์มีบรรยากาศหนาแน่น อุกกาบาตขนาดใหญ่จึงลุกไหม้มาก จนเหลือแต่อุกกาบาตก้อนเล็ก ด้วยเหตุนี้หลุมอุกกาบาตบนดาวศุกร์จึงมีขนาดเล็กตามไปด้วย

สำหรับเรื่องความถี่บ่อยในการตกของอุกกาบาตนั้น นักดาราศาสตร์ได้พยากรณ์ไว้ว่า

อุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 10 เมตร จะตก 1 ครั้งในทุก 10 ปี

อุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 100 เมตร จะตก 1 ครั้งในทุก 10,000 ปี

และอุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 10 กิโลเมตร จะตก 1 ครั้งในทุก 1,000,000 ปี

ถึงวันนี้นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่มีวิธีที่ดีที่สุดที่ใช้ในการป้องกันอุบัติภัยเนื่องจากอุกกาบาตตก นอกจากจะใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดู แต่ก็สามารถจะเห็นวิถีโคจรและความเร็วของอุกกาบาตได้ล่วงหน้าประมาณ 2 วัน ซึ่งนานเพียงพอที่จะให้ผู้คนอพยพหนีภัยอุกกาบาตตกได้ แต่เมื่ออุกกาบาตส่วนใหญ่ประมาณ 70% มักตกในทะเล ที่เหลือ 30% จะตกบนแผ่นดิน ดังนั้นผู้คนจึงมีโอกาสรอดชีวิตค่อนข้างสูง

ในการกำจัดภัยอุกกาบาตนั้น ก็สามารถทำได้โดยการยิงจรวดนำระเบิดไปจุดชนวนที่อุกกาบาต หรือยิงจรวดให้พุ่งชนอุกกาบาต แรงปะทะจะทำให้มันเบี่ยงเบนวิถีโคจร ซึ่งจะทำให้มันไม่ชนโลก แต่วิธีนี้ต้องใช้เวลานาน เพราะต้องเตรียมจรวด เตรียมระเบิด และต้องรู้ด้วยว่าหลังจากการชนอุกกาบาตก้อนนั้น จะเป็นอย่างไร

อ่านเพิ่มเติมจาก Koeberl, Christian; Sharpton, Virgil L. "Terrestrial Impact Craters, Second Edition". Lunar and Planetary Institute. Retrieved 27 January 2024.

ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์

ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ,นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน,ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์

website : mgronline.com
facebook : MGRonlineLive
twitter : @MGROnlineLive
instagram : mgronline
line : MGROnline
youtube : MGR Online VDO