انفجار در جو زمین: شهاب سنگ ۴۳۰ هزار ساله آنتارکتیکا محققان را به چالش می‌کشد

سال‌ها پیش، سیارکی به اندازه یک زمین فوتبال از مسیر خود در منظومه شمسی منحرف شد و با زمین برخورد کرد. این برخورد در قطب جنوب زمین، آنتارکتیکا اتفاق افتاد که جایی خالی از سکنه و پوشیده از یخ بود. حدود ۴۳۰ هزار سال پیش در اواسط دوره پلیستوسن، نئاندرتال‌ها به تازگی در اروپا پخش شده بودند، ماموت‌ها در نیمکره شمالی زندگی می‌کردند و لایه یخی زمین روز به روز ضخیم‌تر می‌شد.

هنگام برخورد این سنگ فضایی به اتمسفر زمین، اصطکاک ایجاد شده به قدری زیاد بود که آن را کاملا متلاشی کرد. وقتی تکه‌های این شهاب به سمت صفحه آنتارکتیک حرکت می‌کرد، رد بزرگی از خود در آسمان به جا گذاشت. شهابسنگ زمانی که به یخ نزدیک‌تر شد، در آسمان منفجر شد و فوران فوق‌گرمی از گاز و خرده سنگ کیهانی تبخیر شده به زمین برخورد کرد.

گرچه این انفجارهای هوایی قدرت تخریب شدیدی دارند، در پوسته زمین اثر گودالی شکل باقی نمی‌گذارند و فقدان چنین اثری، پیدا کردن و محاسبه تناوب این رویداد‌ها را به معمای بزرگی تبدیل می‌کند. امروزه دانشمندان توانستند با مطالعه خرده سنگ‌های باقی‌مانده در آنتارکتیکا اطلاعاتی از این انفجار باستانی به دست آورند و با آنالیز مواد شیمیایی درون آن‌ها، این پازل صدها هزار ساله را حل کنند.

مطالعات اخیر نشان داده است که خطر برخورد سیارک‌های بزرگ، به دلیل نادر بودن آن‌ها، بسیار کمتر از چنین انفجارهای هوایی است. در سال ۱۳۹۲، سیارکی به اندازه یک خانه بر فراز شهر چلیابینسک در روسیه منفجر شد و منجر به شکستن شیشه‌ها و آسیب دیدن بیش از ۱۶۰۰ نفر شد.

اگر شهری در سر راه شهابسنگ آنتارکتیکا در ۴۳۰ هزار سال پیش قرار گرفته بود کاملا نابود می‌شد. قدرت انفجار آن هزاران برابر قوی‌تر از بمب اتمی هیروشیما و چهار برابر قدرت انفجار هوایی شهابسنگ سال ۱۲۸۷ شمسی بود که جنگل‌های نزدیک شهر تونگوسکا در روسیه را از بین برد.

انفجارهایی مانند انفجار چلیابینسک و انفجار سال ۱۳۹۷ در دریای برینگ، به دلیل کوچک بودن سیارک‌ها، اکثر اوقات غیرقابل پیش‌بینی هستند و حتی با بهترین تلسکوپ‌های زمینی هم به سختی یافت می‌شوند. و حالا دانشمندان روشی برای پیدا کردن ردپای چنین برخوردهایی در پیشینه زمین‌شناسی یافتند که می‌تواند نقش مهمی در بازیابی تاریخچه این نوع برخوردها به زمین ایفا کند.

کارآگاه‌های یخ زده

در بهمن ماه ۱۳۹۷، گروهی از دانشجویان برای کاوش شهاب‌سنگ‌های آنتارکتیک به این منطقه رفتند. این گروه در حدود ۲۰ ناحیه به دنبال این خرده سنگ‌های آسمانی گشتند، اما یکی از این مناطق که زمینی مرتفع، صاف و خشک در مرز آنتارکتیک بود برای آن‌ها نقش یک گنجینه را داشت که در این ناحیه خرده سنگ‌های آسمانی، یخ‌های ۸۰۰ هزار ساله این یخچال طبیعی را برش داده بودند.

در آنتارکتیکا چیزی جز سنگ‌های آسمانی روی کوه‌ها نمی‌افتد، فعالیت انسانی زیادی وجود ندارد و هیچ گیاهی رشد نمی‌کند به همین دلیل تمام موادی که از فضا به این منطقه وارد می‌شود در مدت زمان بسیار طولانی حفظ می‌شود.

این گروه بیش از ۵.۵ کیلوگرم از این شهابسنگ‌ها را جمع‌آوری کردند تا در آزمایشگاه مطالعه شوند. در نهایت، ۱۷ سنگ ریزه گوی شکل که طی این برخورد‌ها تشکیل شده بودند برای بررسی دقیق‌تر انتخاب شدند. از ظاهر عجیب آن‌ها می‌شد تشخیص داد که این سنگ‌ها، فضایی هستند؛ آن‌ها یک کره نبودند بلکه دو یا چند کره بودند که هنگام ورود به جو ذوب شده و به یکدیگر چسبیده بودند.

بعد از بررسی ترکیبات اکسیژن، این سنگ‌ها عجیب‌تر از قبل شدند. درون این سنگ‌ها نسبت‌هایی از ایزوتوپ‌های اکسیژن یافت شد که در شهاب‌سنگ‌های شناخته‌شده، ناپایدار بودند. این نسبت‌ها نشان می‌دهند که این سنگ ریزه‌ها در برخورد مستقیم با آنتارکتیک به وجود آمدند که در یک انفجار هوایی غیر طبیعی است.

این سنگ ریزه‌های جدید شبیه به سنگ‌هایی بود که قبلا بررسی و در نزدیکی پایگاه ژاپن و پایگاه ایتالیا-فرانسه در آنتارکتیکا یافت شده بودند که حدودا ۴۳۰ هزار ساله بودند. دانشمندان عمر سنگ‌های فضایی را با موقعیت آن‌ها در عمق یخ‌ها تخمین می‌زنند و این سنگ‌ها حدود ۲.۴ کیلومتر در اعماق یخ‌های آنتارکیتکا دفن شده بودند.

به دلیل شباهت‌های زیادی که بین این دو نمونه وجود داشت، این تیم نتیجه گرفت که این سنگ‌ها طی یک رویداد شکل گرفتند. با توجه به اینکه گودالی در آنتارکتیکا وجود ندارد و این سنگ‌ها در تمام این منطقه پخش شده‌اند، آن‌ها احتمال دادند که این انفجار چیزی مانند انفجار چلیابینسک اما با قدرت بسیار بیشتری اتفاق افتاده باشد.

شواهد شیمیایی

کنار هم گذاشتن بخش‌های مختلف این داستان، به دلیل وجود ایزوتوپ‌های اکسیژن، کار ساده‌ای نبود. معمولا این سنگ ریزه‌های گوی مانند که از ذوب شدن شهاب‌سنگ‌ها در انفجارهای هوایی شکل می‌گیرند، قبل از جامد شدن با سطح سیاره واکنش نمی‌دهند.

این گروه با شبیه‌سازی کامپیوتری فرضیه‌ای را آزمایش کرد که نشان می‌داد این انفجار نوع پیچیده‌تری از یک انفجار هوایی معمولی است. جرمی که باعث این رویداد شد، کمی بزرگ‌تر از چیزی است که فکر می‌کردند و به قدری بزرگ بود که فقط یک لمس کوچک با یخ داشته باشد و سپس منفجر شود.

در مدلی که برای این برخورد طراحی شد، ذرات تبخیر شده در انفجار این سیارک به شکل گلوله‌ای از گاز بسیار داغ به سمت زمین حرکت می‌کند و به سطح زمین مثل یک سونامی بین سیاره‌ای برخورد می‌کند. این برخورد چیزی بین انفجار چلیابینسک و برخوردی است که در سطح زمین گودال تشکیل می‌دهد.

این رویداد چیزی شبیه به انفجاری است که ۳۰ میلیون سال پیش در بخش شرقی صحرای آفریقا اتفاق افتاد و خرده شیشه‌هایی را به وجود آورد که در این ناحیه پراکنده شده‌اند. حضور این ذرات صیقلی و زرد رنگ -که شبیه به سنگ‌های شیشه‌ای ساحلی است- در قلب کویر، معمای حل نشدنی دیگری برای دانشمندان است.

محققان معتقدند که شبیه‌سازی‌های جدید نشان می‌دهد که ممکن است دقیقا همین اتفاق در صحرا منجر به تولید این خرده شیشه‌ها شده باشد. این انفجارها می‌تواند تاثیرات مرگباری بگذارند و هر چیزی که سر راهشان قرار بگیرد را نابود کنند. تعدادی سیارک نزدیک زمین وجود دارد که اندازه آن‌ها دقیقا مطابق با اندازه سنگ‌هایی است که باعث این برخورد‌ها شدند. این سنگ‌ها با طول ۱۰۰ تا ۱۵۰ متر، می‌توانند چنین برخوردهایی را ایجاد کنند به همین دلیل محاسبه تناوب این رویدادها بسیار حیاتی است.

احتمالات دیگر

گرچه نتیجه‌گیری‌های این گروه کاملا منطقی به نظر می‌رسد، محققان دیگر کمی به این موضوع شک دارند. مشکل از آنجایی شروع می‌شود که برای این سنگ‌های گوی شکل عمر خاصی را در نظر می‌گیرند در صورتی که به دست آوردن عمر یک سنگ کار بسیار سختی است. با این که این گروه عمر سنگ‌ها را با شباهت آن‌ها با نمونه‌های قبلی تخمین زده‌اند باید گفت که این شباهت هم قطعی نیست. گرچه این موضوع خطای آن‌ها را نشان نمی‌دهد، این کار صرفا بسیار سخت است و چنین اشتباهاتی یک مشکل رایج بین همه دانشمندان است.

در صورتی که دانشمندان دیگری معتقدند که ممکن است واقعا عمر این سنگ‌های جدید برابر با نمونه قبلی باشد و گودال برخوردی می‌تواند به راحتی با حرکت لایه‌های یخ پر شده باشد. اگر این نوع برخوردها معمول باشند باید شواهد فراوانی برای وجود آن‌ها باشد.

این گروه باور دارند که شواهد و مدارک آن‌ها برای چنین اتفاقی کافی است و این اتفاق غیر ممکن نیست. اگرچه احتمالات دیگری وجود دارد، این احتمال هیجان‌انگیزترین سناریویی است که وجود دارد. دانشمندان امیدوارند که بتوانند دوره تناوب انفجارهای هوایی را به دست آورند. آن‌ها همچین در حال شمارش و تهیه لیست دقیقی از اجرامی هستند که پتانسیل برخورد با زمین را دارند.

البته هنوز راهی برای جلوگیری از خطرات کیهانی پیدا نکردیم اما در اواخر امسال ماموریتی انجام می‌شود که در آن یک موشک با سیارکی برخورد می‌کند و آن را از مسیر خود منحرف می‌کند. اگر این ماموریت موفقیت‌آمیز باشد می‌تواند راهی برای حفاظت از چنین خطراتی باشد. در این بین، درک و محاسبه بزرگی یک انفجار هوایی می‌تواند به ما کمک کند تا اگر چنین اتفاقی رخ داد، بتوانیم مردم آن ناحیه را به اندازه کافی از محل حادثه دور کنیم.