หินที่เก่าที่สุดในโลกที่เรารู้จักอาจจะมาจากดวงจันทร์
ตัวอย่างหินกรวดเหลี่ยม 14321 หรือ Big Bertha ที่นำมาจากดวงจันทร์จากโครงการอะพอลโล 14
(ภาพจาก https://www.lpi.usra.edu/lunar/missions/apollo/apollo_14/samples/)
เอกภพเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 14,000 ล้านปีมาแล้ว โลกของเราเกิดเมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีที่แล้ว ส่วนมนุษย์ในปัจจุบันหรือโฮโม เซเปียนส์พึ่งปรากฎตัวเมื่อราว 1 ล้านปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามตามหาหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลกมานานแล้ว ซึ่งมันอาจจะช่วยบอกเรื่องราวในอดีตได้ ในเดือนมกราคม ปี ค.ศ. 2019 นักวิทยาศาสตร์จากองค์การนาซาได้รายงานการค้นพบหินที่เก่าแก่ที่สุด และก็น่าแปลกใจว่าเราไม่ได้พบมันบนโลก แต่เราพบมันจากการไปดวงจันทร์ในโครงการอะพอลโล 14 และเก็บตัวอย่างหินมา
งานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Earth and Planetary Science Letters ของเดือนมีนาคม ค.ศ. 2019 ในชื่อบทความว่า “Terrestrial-like zircon in a clast from an Apollo 14 breccia” หินที่เก่าที่สุดในโลกที่เรารู้จักเป็นหินที่นักบินอวกาศโครงการอพอลโล 14 นำกลับมายังโลก และต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบชิ้นส่วนของหินก้อนหนึ่งจากที่นำมาหลายก้อน และพบว่าบางส่วนของมันนั้นมาจากโลกจากเมื่อประมาณ 4,000 ล้านปีที่แล้ว โดยพบว่าหินนี้ประกอบไปด้วยแร่ควอทซ แร่หินภูเขาไฟหรือเฟลด์สปาร์ (Feldspar) และเพทายหรือเซอร์คอน (Zircon) ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถพบได้ปรกติทั่วไปในโลก แต่ไม่ปรกติอย่างมากที่จะพบในดวงจันทร์
หินชิ้นนี้ที่นักบินอวกาศโครงการอพอลโลนำกลับมายังโลกในปี ค.ศ. 1971 ชื่อว่าตัวอย่างหินกรวดเหลี่ยม 14321 หรือ Big Bertha นอกจากมันจะมีแร่ที่พบได้ปรกติในโลกแต่ไม่ปรกติอย่างมากที่จะพบบนดวงจันทร์แล้ว เมื่อมีการทดสอบวิเคราะห์ทางเคมีพบว่าหินก้อนนี้เกิดขึ้นในระบบที่มีปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจากการรวมตัวของออกซิเจนกับสารอื่นซึ่งคล้ายกับที่เกิดขึ้นในโลกและในที่ที่มีอุณหภูมิคล้ายกับโลก ฉะนั้นดูเหมือนว่า Big Bertha นี้ครั้งหนึ่งเคยอยู่บนโลกมาก่อน คำถามที่น่าสนใจอีกหนึ่งคำถามก็คือถ้ามันอยู่บนโลกมาก่อนมันถูกส่งไปดวงจันทร์ได้อย่างไร
ในอดีตดวงจันทร์โคจรใกล้กับโลกมากกว่าในปัจจุบันมาก ถ้ามีมนุษย์ไปสังเกตการณ์เราจะเห็นดวงจันทร์ใหญ่กว่าปัจจุบันประมาณ 2.8 เท่า
(ภาพจาก https://www.sciencealert.com/earth-s-oldest-rock-may-have-been-found-it-was-um-on-the-moon?perpetual=yes&limitstart=1)
โชคดีมากที่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เรื่องโลกและดวงจันทร์ในอดีตนั้นสามารถอธิบายเรื่องนี้ได้ นักวิทยาศาสตร์พบว่า Big Bertha อาจถูกส่งไปจากโลกเมื่อประมาณ 4,000 ล้านปีที่แล้ว ซึ่งในตอนนั้นน่าจะมีดาวเคราะห์น้อย (กลุ่มวัตถุในอวกาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 ถึง 480 ไมล์ หรือน้อยกว่าโคจรอยู่ระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัส) หรือ ดาวหาง (ชื่อดาวจรชนิดหนึ่งที่ส่วนท้ายมีแสงลักษณะเป็นทางยาวดุจหาง) มาพุ่งชนโลก ซึ่งตอนนั้นโลกของเรายังอายุน้อยเทียบกับปัจจุบัน ตอนนั้นมันมีอายุเพียงแค่ประมาณ 540 ล้านปี มันคงเป็นการชนที่รุนแรงมากส่งผลให้มวลบางส่วนของโลกกระเด็นไปสู่อวกาศและบางส่วนก็ไปตกที่ดวงจันทร์ ซึ่งมันก็ไม่ต้องเดินทางไปไกล 384,400 กิโลเมตรคือระยะห่างของโลกและดวงจันทร์ในปัจจุบัน เพราะในยุคนั้นดวงจันทร์โคจรรอบโลกใกล้กว่าในปัจจุบันประมาณ 3 เท่า ซึ่งจึงเป็นไปได้ที่มวลของโลกบางส่วนจะไปตกยังดวงจันทร์
นอกจากนี้การที่ Big Bertha มีเพทายหรือเซอร์คอน (Zircon) เป็นส่วนประกอบนั้นช่วยได้มากในการศึกษาเพราะเพทายมียูเรเนียมอยู่ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์รู้จักครึ่งชีวิตของยูเรเนียมอย่างดีทำให้เราสามารถหาเวลากำเนิดของ Big Bertha ได้อย่างค่อนข้างแม่นยำคือมันเกิดขึ้นมาบนโลกเมื่อประมาณ 4,000 – 4,100 ล้านปีที่แล้ว มันก่อตัวภายใต้พื้นผิวของโลกที่ลึกประมาณ 20 กิโลเมตร จนกระทั่งมีบางอย่างจากอวกาศมาพุ่งชนโลกด้วยพลังงานอันมหาศาล ทำให้มันกระเด็นไปสู่อวกาศและตกบนดวงจันทร์
ทุกสิ่งดูสมเหตุสมผล แต่เพื่อที่จะแน่ใจกว่านี้ อาจจะต้องมีการส่งคนหรือหุ่นยนต์ไปดวงจันทร์อีกครั้งเพื่อเก็บหินต่าง ๆ มาตรวจสอบอีกบนโลก เพื่อให้เราเข้าใจมันมากยิ่งขึ้น จากงานวิจัยนี้ที่พบว่าหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลกที่เรารู้จักไม่ได้อยู่บนโลกแต่อยู่ที่ดวงจันทร์ มันเหมือนกับพลอตหนังที่มีการหักมุม แต่นี่แหละคือธรรมชาติของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ มีเรื่องให้แปลกใจอยู่เสมอๆ และนี่ก็คือเสน่ห์ของมันที่ทำให้บุคคลที่เก่งกาจจำนวนมากของโลกอุทิศชีวิตเพื่อไขปริศนาในธรรมชาติเพราะมองในบางแง่มุมแล้ว มันท้าทายและสนุกกว่า หนัง นวนิยายสืบสวน เกมปริศนาซูโดะกุหรือแม้แต่วิดีโอเกมเสียอีก
เรียบเรียงโดย
ณัฐพล โชติศรีศุภรัตน์
ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
อ้างอิง
หอสังเกตการณ์นิวทริโนไอซ์คิวบ์ ตอนที่ 2
29-02-2024
หอสังเกตการณ์นิวทริโนไอซ์คิวบ์ ตอนที่ 1
09-02-2024
