เหนือความคาดหมาย! นักวิทยาศาสตร์พบสัญญาณจาก "แขนกาแล็กซี" อาจถูกเก็บซ่อนไว้ในผลึกบนโลก

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบหลักฐานที่ชวนให้คิดว่าการเดินทางของระบบสุริยะผ่านแขนของกาแล็กซีทางช้างเผือก อาจส่งผลกระทบต่อธรณีวิทยาของโลกเมื่อหลายร้อยล้านปีก่อน โดยหลักฐานชิ้นสำคัญนี้ถูกบันทึกไว้ใน “ผลึกเซอร์คอน” (Zircon) โบราณ ซึ่งทำหน้าที่เหมือนแคปซูลเวลาทางธรณีวิทยาที่ซ่อนร่องรอยการเปลี่ยนแปลงในอดีตของโลกเอาไว้

ตามปกติแล้ว เวลาเราพูดถึงสิ่งที่กำหนดรูปร่างของโลก เรามักนึกถึงภูเขาไฟ แผ่นดินไหว และการเคลื่อนตัวของทวีปที่ใช้เวลาหลายล้านปี นอกจากนี้การพุ่งชนของอุกกาบาตก็มีบทบาทสำคัญ ดังที่เราเห็นได้จากพื้นผิวที่เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตของดวงจันทร์ แต่งานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Research ได้นำเสนอแนวคิดที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้น นั่นคือเรื่องราวทางธรณีวิทยาของโลกอาจถูกเขียนขึ้นจากห้วงอวกาศอันไกลโพ้น โดยเฉพาะจากแขนกังหันของกาแล็กซีทางช้างเผือก

การศึกษาครั้งนี้ได้เปรียบเทียบแผนที่ก๊าซไฮโดรเจนในกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งบ่งบอกถึงตำแหน่งของแขนกาแล็กซี กับข้อมูลทางเคมีที่พบในผลึกเซอร์คอนโบราณบนโลก ผลลัพธ์ที่ได้คือความเชื่อมโยงที่น่าทึ่งระหว่างช่วงเวลาที่ระบบสุริยะของเราเดินทางผ่านแขนกาแล็กซี กับช่วงเวลาที่เปลือกโลกดูเหมือนจะเกิดความ “ปั่นป่วน” มากกว่าปกติ

แขนกาแล็กซีคือ “คลื่นความหนาแน่น”

เพื่อทำความเข้าใจการค้นพบนี้ เราต้องมองแขนกังหันของกาแล็กซีในมุมใหม่ แขนเหล่านี้ไม่ใช่โครงสร้างที่แข็งทื่อ แต่เป็นเพียง “คลื่นความหนาแน่น” (density waves) ดาวฤกษ์ ก๊าซ และฝุ่นที่อยู่ในแขนเหล่านี้จะเคลื่อนที่ช้ากว่าดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ ที่อยู่นอกแขน ระบบสุริยะของเราเคลื่อนที่รอบศูนย์กลางกาแล็กซีเร็วกว่าแขนเหล่านี้ ทำให้เราโคจรผ่านแขนกาแล็กซีเป็นระยะ ๆ ทุก ๆ ประมาณ 180-200 ล้านปี การเดินทางผ่านแขนกาแล็กซีนี้เองที่อาจเพิ่มโอกาสที่ดาวหางและดาวเคราะห์น้อยจะพุ่งเข้ามาสู่โลก

นักดาราศาสตร์ใช้ก๊าซไฮโดรเจนที่เป็นกลาง (neutral hydrogen) เป็นตัวบ่งชี้ตำแหน่งของแขนกาแล็กซี เนื่องจากก๊าซชนิดนี้จะปล่อยคลื่นวิทยุความยาวคลื่น 21 เซนติเมตรออกมา คลื่นนี้สามารถทะลุผ่านฝุ่นและก๊าซที่บดบังส่วนใหญ่ของกาแล็กซี ทำให้เราสามารถมองเห็นโครงสร้างของแขนกาแล็กซีได้แม้จะใช้กล้องโทรทรรศน์แสงที่มองเห็นไม่ได้

ผลึกเซอร์คอน แคปซูลเวลาขนาดจิ๋ว

แต่แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรว่าโลกได้รับผลกระทบจากการเดินทางครั้งนี้จริง ๆ ? คำตอบอยู่ใน “ผลึกเซอร์คอน” ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่ทนทานและพบได้ทั่วไปในเปลือกโลก สามารถมีอายุได้ยาวนานถึงหลายพันล้านปี ผลึกเซอร์คอนก่อตัวขึ้นในแมกมา และทำหน้าที่เหมือนแคปซูลเวลาขนาดจิ๋วที่นอกจากจะระบุอายุได้แล้ว ยังเก็บร่องรอยทางเคมีเกี่ยวกับสภาพของโลกในขณะที่มันก่อตัวไว้ด้วย

ภายในผลึกเหล่านี้มีอะตอมของออกซิเจนในรูปไอโซโทป (isotopes) ที่แตกต่างกัน ซึ่งทำหน้าที่เหมือนสารบ่งชี้ว่าแมกมาที่ก่อตัวผลึกนั้นมาจากส่วนลึกของโลก หรือมีการสัมผัสกับน้ำบนพื้นผิว เมื่อระบบสุริยะเดินทางผ่านแขนกาแล็กซีซึ่งมีก๊าซไฮโดรเจนหนาแน่นกว่า การศึกษานี้พบว่าช่วงเวลาดังกล่าวมีความผันผวนผิดปกติของไอโซโทปออกซิเจนในผลึกเซอร์คอน ซึ่งบ่งชี้ว่ามีบางอย่างรบกวนการก่อตัวของเปลือกโลกในเวลานั้น

สัญญาณจากอวกาศบนเปลือกโลก

หนึ่งในแนวคิดคือเมื่อระบบสุริยะเคลื่อนที่ผ่านแขนกาแล็กซี มันอาจไปเขย่าเมฆออร์ต (Oort Cloud) ซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บดาวหางขนาดใหญ่มหึมาที่อยู่ห่างไกลออกไปจากดาวพลูโต การเขย่านี้อาจทำให้ดาวหางบางส่วนหลุดออกมาและพุ่งเข้าสู่โลก การพุ่งชนแต่ละครั้งจะปลดปล่อยพลังงานมหาศาลมากพอที่จะหลอมหิน ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาครั้งใหญ่ และทิ้งร่องรอยไว้ในเปลือกโลก

สิ่งที่สำคัญคือ ร่องรอยเหล่านี้ถูกเก็บรักษาไว้ในผลึกเซอร์คอนได้นานนับพันล้านปี ซึ่งยาวนานกว่าหลุมอุกกาบาตที่เราสามารถมองเห็นบนโลกได้มาก ทำให้ผลึกเซอร์คอนกลายเป็นเหมือนหอจดหมายเหตุทางธรณีวิทยาที่บันทึกผลกระทบจากอวกาศในอดีตเอาไว้

แม้ว่าความสัมพันธ์ไม่ได้หมายถึงความสัมพันธ์เชิงสาเหตุเสมอไป แต่หลักฐานที่ปรากฏขึ้นก็มีความน่าสนใจมากพอที่จะพิจารณาอย่างจริงจัง การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าการทำความเข้าใจโลกอย่างสมบูรณ์ เราอาจจำเป็นต้องมองให้ไกลออกไปถึงโครงสร้างอันยิ่งใหญ่ของกาแล็กซีทางช้างเผือก ที่อาจมีส่วนกำหนดวิวัฒนาการของโลกและอาจรวมถึงการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตด้วย

ข้อมูลอ้างอิง: Science Alert