นักวิทย์อาจพบซากดาวเคราะห์โบราณฝังอยู่ลึกใต้เปลือกโลก

กลุ่มก้อนมวลสารขนาดใหญ่ใต้ชั้นเปลือกโลกที่มีความหนาแน่นต่างจากจุดอื่นๆ โดยรอบ อาจอธิบายได้ว่าเป็นร่องรอยของดาวเคราะห์อีกดวงที่เคยพุ่งชนเข้ากับโลกจนทำให้เกิดดวงจันทร์ขึ้นมา

ย้อนเวลากลับไปราว 4.5 พันล้านปีที่แล้ว เมื่อระบบสุริยะเพิ่งก่อตัวมาได้ไม่นาน และยังมีความปั่นป่วนของวัตถุต่างๆ มากกว่าปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่ามีดาวเคราะห์โบราณขนาดใกล้เคียงกับดาวอังคารชื่อ ไธอา (Theia) พุ่งเข้าใส่โลกของเราอย่างรุนแรงจนทำให้เศษชิ้นส่วนของโลกในตอนนั้นกับไธอารวมกันกลายเป็นดวงจันทร์บริวาร

เนื่องจากระบบสุริยะไม่มีบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษร และนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถย้อนเวลากลับไปดูการกำเนิดดวงจันทร์ได้ ทำให้นี่เป็นหนึ่งในปริศนาที่ยังไม่มีคำตอบอย่างชัดเจน โดยนอกจากสมมติฐานการพุ่งชนของดาวเคราะห์โบราณขนาดดาวอังคารที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดจากหลักฐานในปัจจุบันแล้ว ยังมีสมมติฐานการเกิดขึ้นมาพร้อมกันของทั้งโลกและดวงจันทร์ หรือการที่ดวงจันทร์ถูกแรงโน้มถ่วงโลกจับเข้ามาสู่วงโคจรในภายหลัง

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าต้องมีร่องรอยของดาวเคราะห์โบราณที่ถูกทิ้งไว้บนโลกใบนี้ จากการพุ่งชนที่รุนแรงเมื่อ 4.5 พันล้านปีที่แล้ว โดยคณะนักวิจัยได้ศึกษากลุ่มก้อนมวลสารขนาดใหญ่ 2 ก้อนที่อยู่ใต้แผ่นเปลือกโลก ลึกลงไปราว 2,900 กิโลเมตรในบริเวณที่ถูกเรียกว่า พื้นที่ความเร็วต่ำ หรือ LLVP (Large Low-Velocity Provinces) ซึ่งมีความหนาแน่นและองค์ประกอบต่างจากบริเวณอื่นๆ ของชั้นแมนเทิล

กลุ่มก้อนมวลสารนี้ถูกพบอยู่ใต้ประเทศแอฟริกาใต้กับใต้มหาสมุทรแปซิฟิก โดยเป็นปริศนาที่สร้างความสงสัยให้กับนักวิทยาศาสตร์มาหลายทศวรรษ ว่าก้อนมวลในพื้นที่ LLVP ไปอยู่ในชั้นเนื้อโลกได้อย่างไร ทว่าข้อมูลงานวิจัยล่าสุดได้เสนอว่าวัตถุดังกล่าวอาจเป็นร่องรอยที่หลงเหลือจากดาวเคราะห์โบราณที่มาพุ่งชนโลก และนำไปสู่การกำเนิดดวงจันทร์ได้

งานวิจัย ‘Moon-forming impactor as a source of Earth’s basal mantle anomalies’ ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน โดย ดร.เฉียน หยวน นักธรณีพลศาสตร์ของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย และหัวหน้าคณะวิจัยที่ศึกษาก้อนมวลสารดังกล่าว เปิดเผยว่า “งานวิจัยของเราพบว่าการพุ่งชนอย่างรุนแรงนี้ มีผลกระทบต่อวิวัฒนาการของโลกในระยะยาว และอาจอธิบายได้ว่าทำไมโลกถึงมีความแตกต่างในเชิงธรณีวิทยาเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์หินดวงอื่น”

เติ้งหงผิง จากหอดูดาวเซี่ยงไฮ้ในประเทศจีน ได้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อศึกษาการชนกันของโลกยุคแรกกับไธอา โดยพบว่าองค์ประกอบจากดาวเคราะห์โบราณบางส่วนได้หลอมละลายระหว่างการพุ่งชน ก่อนจมลงสู่ใต้ชั้นแมนเทิลของโลกเรา กลายเป็นก้อนมวลในพื้นที่ LLVP โดยไม่รวมเข้าเป็นเนื้อเดียวกันกับเนื้อโลกส่วนอื่น

แม้นักวิทยาศาสตร์จะเห็นพ้องกันว่าพื้นที่ LLVP นั้นมีอยู่ใต้ชั้นเปลือกโลกมาอย่างยาวนาน หลังมีการค้นพบเป็นครั้งแรกเมื่อช่วงยุคทศวรรษ 1980 แต่การระบุช่วงเวลาการมีอยู่และที่มาของกลุ่มก้อนมวลเหล่านี้อย่างชัดเจน ยังเป็นเรื่องที่ถูกถกเถียงกัน โดยมีนักธรณีพลศาสตร์บางส่วนเสนอว่ามันอาจเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้ใต้เปลือกโลก และไม่ใช่ร่องรอยของดาวเคราะห์โบราณที่พุ่งชนเมื่อราว 4.5 พันล้านปีที่แล้ว

แม็กซิม บอลเมอร์ นักธรณีพลศาสตร์จากมหาวิทยาลัยลอนดอน ให้ความเห็นว่า “โมเดลนี้ควรได้รับการทดสอบจริง แต่ผมไม่คิดว่ามันเป็นไอเดียที่คุ้มค่ากับการศึกษาขนาดนั้น”

ทั้งนี้ ขั้นตอนการพิสูจน์ในลำดับถัดไป คือการเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีของทั้งกลุ่มก้อนมวลสารใต้เปลือกโลกและจากบนดวงจันทร์ โดย ดร.หยวน เสริมว่า “ถ้าองค์ประกอบทางเคมีของทั้งสองแห่งเหมือนกัน มันก็ต้องมีต้นกำเนิดมาจากดาวเคราะห์ดวงเดียวกัน”

อย่างไรก็ตาม นักธรณีวิทยายังไม่สามารถขุดลึกลงไปใต้ผิวโลกเพื่อเก็บตัวอย่างจากพื้นที่ LLVP มาศึกษาได้โดยตรง แต่อาจอาศัยจุดความร้อนจากชั้นแมนเทิล (Mantle Plumes) นำเอาวัตถุปริศนาขึ้นมาปะทุบนพื้นผิวโลกได้ เช่นกันกับการต้องขึ้นไปขุดเจาะลงไปใต้พื้นผิวดวงจันทร์ในบริเวณขั้วใต้ของดาว เพื่อนำตัวอย่างจากดาวบริวารดวงนี้มาศึกษาในห้องแล็บบนโลก และเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีระหว่างตัวอย่างทั้งสองอีกที

ภาพ: Hernán Cañellas

อ้างอิง: