อุกกาบาตยักษ์ที่ชนโลกสามพันล้านปีก่อน “ต้มน้ำทะเลเดือด” แต่ช่วยเกื้อหนุนสิ่งมีชีวิตยุคแรก

หลักฐานจากร่องรอยของอุกกาบาตยักษ์ที่พุ่งชนโลกยุคดึกดำบรรพ์ ซึ่งมีการค้นพบที่ประเทศแอฟริกาใต้ตั้งแต่ปี 2014 ชี้ว่าหินอวกาศก้อนดังกล่าวมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยค้นพบมา โดยการชนปะทะของมันทำให้เกิดแรงระเบิดและความร้อนมหาศาลที่ต้มน้ำในมหาสมุทรจนเดือดพล่าน ทั้งยังทำให้เกิดคลื่นยักษ์สึนามิซัดถล่มพื้นที่ชายฝั่งทั่วโลก

หินอวกาศก้อนดังกล่าวมีน้ำหนักมากกว่าอุกกาบาตที่ทำลายล้างเผ่าพันธุ์ไดโนเสาร์ถึง 200 เท่า โดยได้พุ่งเข้าชนโลกอย่างแรง จนพื้นก้นสมุทรกลายเป็นแอ่งหลุมขนาดยักษ์เมื่อราว 3,000 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่โลกยังมีอายุน้อย เพราะเพิ่งถือกำเนิดขึ้นมาได้ไม่กี่พันล้านปี

ทีมนักวิทยาศาสตร์ซึ่งนำโดยศาสตราจารย์นาดจา ดราบอน จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดของสหรัฐฯ ได้ตีพิมพ์รายงานการค้นพบข้างต้นลงในวารสารวิชาการ PNAS ฉบับล่าสุด หลังได้วิเคราะห์ตัวอย่างหินที่เก็บมาจากชั้นหินโบราณในประเทศแอฟริกาใต้

ศ.ดราบอน นำทีมวิจัยของเธอแบกค้อนทุบหินที่หนักอึ้ง ไต่ขึ้นภูเขาไปยังจุดที่อุกกาบาตยักษ์ชนปะทะพื้นมหาสมุทรในยุคโบราณ ซึ่งปัจจุบันความเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา ทำให้บริเวณดังกล่าวกลายเป็นเขาสูงไปเสียแล้ว

ผลของการเจาะสกัดชั้นหินโบราณมาวิเคราะห์พบว่า แม้การพุ่งชนของอุกกาบาตยักษ์ดังกล่าวจะนำมาซึ่งหายนะใหญ่หลวงต่อพื้นผิวและชั้นบรรยากาศของโลก แต่ก็ได้สร้างคุณประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตยุคแรก โดยช่วยให้พวกมันแพร่ขยายเพิ่มจำนวนได้มากขึ้นและมีวิวัฒนาการสืบต่อไป

“เรารู้ว่าหลังจากที่โลกได้ก่อตัวขึ้นใหม่ ๆ ยังคงมีเศษหินอวกาศล่องลอยไปมาอยู่โดยรอบเป็นจำนวนมาก ซึ่งเศษหินอวกาศเหล่านี้สามารถจะพุ่งชนโลกได้เสมอ” ศ.ดราบอนกล่าว “แต่ตอนนี้เรากลับพบว่า สิ่งมีชีวิตนั้นมีความสามารถในการฟื้นตัวอย่างสูง แม้ต้องเผชิญเหตุการณ์อุกกาบาตชนปะทะครั้งรุนแรง โดยสิ่งมีชีวิตจะกลับมาแพร่ขยายเพิ่มจำนวนประชากรได้มากขึ้นหลังจากนั้น”

นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่ออุกกาบาตยักษ์ลูกดังกล่าวว่า S2 โดยมันมีขนาดใหญ่กว่าอุกกาบาตทั่วไปที่เราคุ้นเคยอย่างมาก เพราะหากนำไปเทียบกับอุกกาบาตที่พุ่งชนโลกเมื่อ 66 ล้านปีก่อน จนทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ อุกกาบาต S2 จะมีมวลมากกว่า 50-200 เท่า และมีความกว้างมากกว่า 4-6 เท่า ในขณะที่อุกกาบาตล้างเผ่าพันธุ์ไดโนเสาร์มีความกว้างราว 10 กิโลเมตร ซึ่งเกือบจะเท่ากับความสูงของเขาเอเวอเรสต์

อุกกาบาตยักษ์ S2 พุ่งชนโลกของเราในตอนที่ยังมีอายุน้อย ส่วนสภาพแวดล้อมบนโลกก็แตกต่างไปจากยุคปัจจุบันอย่างสิ้นเชิง ขณะนั้นโลกเต็มไปด้วยห้วงน้ำและมีผืนทวีปที่โผล่พ้นมหาสมุทรขึ้นมาไม่มากนัก สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ยังคงเป็นจุลชีพที่มีเซลล์เดียวเท่านั้น

จุดที่อุกกาบาตยักษ์ S2 ชนปะทะพื้นก้นสมุทรในยุคดึกดำบรรพ์ ปัจจุบันอยู่ที่ส่วนตะวันออกของแถบหินเขียวบาร์เบอร์ตัน (Eastern Barberton Greenstone Belt - BGB) ซึ่งเป็นหนึ่งในชั้นหินเก่าแก่ที่สุดของโลกที่มีร่องรอยของอุกกาบาตปรากฏอยู่

ทีมวิจัยของศ.ดราบอน ต้องเดินทางไปเก็บตัวอย่างหินที่นั่นถึง 3 ครั้ง โดยต้องขับรถลึกเข้าไปในเทือกเขาที่ห่างไกลความเจริญ จากนั้นพวกเขาต้องเดินเท้าโดยแบกเป้ไต่ขึ้นเขาไปยังจุดหมายปลายทาง พร้อมกับพรานป่าที่ถือปืนกลช่วยนำทางและคุ้มกันพวกเขาจากสัตว์ป่าอย่างช้างแรด รวมทั้งพวกลักลอบล่าสัตว์ในอุทยานแห่งชาติ

ศ.ดราบอนและคณะ มุ่งค้นหาลูกหินกลมขนาดจิ๋วที่เรียกว่า “สเฟียรูล” (spherule) ซึ่งเป็นเศษชิ้นส่วนที่แตกออกมาจากอุกกาบาตก้อนใหญ่ ซึ่งจะยังคงหลงเหลืออยู่หลังการชนปะทะผ่านไปแล้ว โดยพวกเขาใช้ค้อนทุบหินเพื่อเก็บตัวอย่างที่หนักหลายร้อยกิโลกรัม แล้วลากลงเขาเพื่อนำไปวิเคราะห์องค์ประกอบในห้องปฏิบัติการ

“พวกเรามักจะโดนเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยตั้งด่านตรวจและกักตัวไว้ชั่วคราว แต่ฉันใช้วิธีกระหน่ำพูดบรรยายเกี่ยวกับความน่าตื่นเต้นของวิทยาศาสตร์และงานวิจัยที่ทำอยู่ จนพวกเขาเบื่อหน่ายที่จะฟัง และปล่อยให้เราผ่านไปได้ในที่สุด” ศ.ดราบอนเล่า

ผลวิเคราะห์ตัวอย่างจากชั้นหินดังกล่าว สามารถย้อนรอยเหตุการณ์ในอดีตที่เกิดขึ้นเมื่ออุกกาบาต S2 พุ่งชนโลก ซึ่งทีมวิจัยของศ.ดราบอนพบว่า แรงระเบิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตยักษ์ ทำให้ชั้นหินตรงจุดปะทะระเหิดเป็นไอลอยขึ้นไปในอากาศ จนเกิดแอ่งหลุมที่กว้างถึง 500 กิโลเมตร ส่วนไอของหินร้อนที่พุ่งขึ้นไปบนฟ้าด้วยความเร็วสูง ได้ก่อตัวเป็นกลุ่มเมฆดำหนาทึบที่ลอยวนและแผ่ปกคลุมไปทั่วโลก

ศ.ดราบอนอธิบายว่า “คุณลองจินตนาการถึงเมฆฝน แต่แทนที่จะมีน้ำฝนหยดจากกลุ่มเมฆ สิ่งที่ตกสู่พื้นกลับเป็นหินหลอมละลายร้อนจัดกระหน่ำเทลงมา”

นอกจากนี้ อุกกาบาตยักษ์ดังกล่าวยังฉีกทำลายพื้นก้นสมุทร และทำให้เกิดคลื่นยักษ์สึนามิซัดเข้าถล่มพื้นที่ชายฝั่งทั่วโลก โดยเหตุการณ์ภัยสึนามิยุคโบราณนี้ ทำให้หายนะจากคลื่นยักษ์ที่เกิดขึ้นในมหาสมุทรอินเดียเมื่อปี 2004 กลายเป็นเรื่องเล็กน้อยไปในทันที

พลังงานมหาศาลจากแรงระเบิดที่เกิดขึ้นหลังการชนปะทะ สร้างความร้อนในระดับสูงที่เพิ่มอุณหภูมิในอากาศขึ้นไปจนถึง 100 องศาเซลเซียส อุณหภูมิดังกล่าวได้ต้มน้ำทะเลจนเดือดพล่าน และทำให้น้ำระเหยเป็นไอจนระดับน้ำทะเลลดลงหลายสิบเมตร

ท้องฟ้ากลายเป็นสีดำมืดมิด เพราะบรรยากาศโลกเต็มไปด้วยฝุ่นละอองและเขม่าควัน จนแสงอาทิตย์ไม่สามารถส่องลงมาถึงพื้นโลกได้ สภาพการณ์เช่นนี้ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตทั้งบนบกและในน้ำตื้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสายพันธุ์ที่อาศัยการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อดำรงชีวิต มีอันต้องสูญพันธุ์ไปในที่สุด

อย่างไรก็ตาม ผลกระทบที่เป็นหายนะภัยจากอุกกาบาต S2 นั้น แทบจะไม่แตกต่างจากสิ่งที่เกิดขึ้นหลังการพุ่งชนของอุกกาบาตยักษ์ลูกอื่น ๆ ทว่าทีมวิจัยของศ.ดราบอน ได้ค้นพบข้อมูลใหม่ที่น่าประหลาดใจในครั้งนี้ โดยพวกเขามีหลักฐานที่บ่งชี้ว่า การชนปะทะของอุกกาบาต S2 ส่งผลดีบางประการที่เป็นประโยชน์กับสิ่งมีชีวิตบนโลกอย่างคาดไม่ถึง

การพุ่งชนอย่างรุนแรง ได้ปลดปล่อยแร่ธาตุที่อยู่ใต้พื้นโลกอย่างเหล็กและฟอสฟอรัสขึ้นมาในปริมาณมาก ทำให้เกิดการกระจายตัวของสารอาหารสำคัญไปหล่อเลี้ยงสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ซึ่งส่งผลให้พวกมันสามารถฟื้นฟูจำนวนประชากรให้กลับคืนมาในระดับเดิมหรือมากกว่าเดิมได้อย่างรวดเร็ว ทั้งยังมีสารอาหารที่ใช้ในการเจริญเติบโตและมีวิวัฒนาการเพิ่มขึ้นด้วย

“มันเหมือนกับตอนที่คุณแปรงฟันในตอนเช้า ยาสีฟันได้ฆ่าเชื้อแบคทีเรียในช่องปากไปอย่างมหาศาลถึง 99.9% แต่พอถึงตอนเย็นพวกมันกลับเพิ่มจำนวนคืนมาได้ตามเดิม” ศ.ดราบอนกล่าวเปรียบเปรย

งานวิจัยล่าสุดยังพบว่า การชนของอุกกาบาตยักษ์นั้นไม่ต่างจากการใส่ปุ๋ยให้พื้นโลกในปริมาณมหาศาล เพราะเหตุการณ์นี้ได้ช่วยกระจายองค์ประกอบสำคัญของชีวิตอย่างเช่นธาตุฟอสฟอรัส ให้ไปสู่ระบบนิเวศทั่วโลก ส่วนคลื่นยักษ์สึนามิที่ซัดถล่มชายฝั่งจนเกิดน้ำท่วมใหญ่ทั่วโลกนั้น ได้พัดพาน้ำที่อุดมไปด้วยธาตุเหล็กจากก้นทะเลลึกให้ขึ้นมาสู่ผิวน้ำและผิวดิน ซึ่งจะช่วยให้จุลชีพในยุคแรกมีพลังงานในเซลล์สูงขึ้น

การค้นพบนี้เป็นอีกหลักฐานหนึ่ง ที่จะช่วยสนับสนุนสมมติฐานใหม่ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ ซึ่งเริ่มเชื่อกันว่าสิ่งที่ช่วยเกื้อหนุนสิ่งมีชีวิตยุคแรก แท้จริงคืออุกกาบาตที่กระหน่ำพุ่งชนโลกหลายต่อหลายลูกอย่างต่อเนื่องไม่ขาดสาย ในยุคดึกดำบรรพ์ตอนที่โลกยังมีอายุน้อยอยู่

“ดูเหมือนว่าสิ่งมีชีวิตที่เหลือรอดอยู่หลังจากการชนของอุกกาบาตยักษ์ จะได้พบกับสภาพแวดล้อมที่เกื้อหนุนต่อการดำรงชีวิต จนสามารถเพิ่มจำนวนประชากรและขยายเผ่าพันธุ์ได้เป็นอย่างดี” ศ.ดราบอนกล่าวสรุป