หลุมอุกกาบาตล้างเผ่าพันธุ์ไดโนเสาร์ ช่วยไขปริศนากำเนิดชีวิต

หลุมอุกกาบาตชิกซูลุบครึ่งหนึ่งจมอยู่ในทะเลและอีกครึ่งหนึ่งถูกฝังอยู่ใต้พื้นดินของคาบสมุทรยูคาตันในเม็กซิโก Image copyright TIM PEAKE/NASA/ESA
คำบรรยายภาพ หลุมอุกกาบาตชิกซูลุบครึ่งหนึ่งจมอยู่ในทะเลและอีกครึ่งหนึ่งถูกฝังอยู่ใต้พื้นดินของคาบสมุทรยูคาตันในเม็กซิโก

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าระบบน้ำร้อนในชั้นหินที่เกิดจากการชนของอุกกาบาตขนาดใหญ่ สามารถใช้เป็นต้นแบบศึกษากระบวนการกำเนิดชีวิตแรกบนโลกได้

นักวิทยาศาสตร์จากหลายสถาบันในสหรัฐฯ กำลังศึกษาชั้นหินที่ขุดเจาะได้จากหลุมอุกกาบาตชิกซูลุบ (Chicxulub) ในประเทศเม็กซิโก ซึ่งเกิดจากการชนของอุกกาบาตขนาดใหญ่ถึง 15 กิโลเมตร เมื่อ 66 ล้านปีก่อน และทำให้สิ่งมีชีวิต 75% บนโลกรวมทั้งไดโนเสาร์สูญพันธุ์ โดยเชื่อว่าระบบน้ำร้อนในชั้นหินของหลุมอุกกาบาตนี้จะสามารถใช้เป็นต้นแบบในการศึกษาถึงกำเนิดสิ่งมีชีวิตแรกบนโลกได้

Image copyright PAUL RINCON
คำบรรยายภาพ ตัวอย่างแกนกลางของชั้นหินที่ขุดเจาะมาจากขอบวงแหวนของหลุมอุกกาบาตชิกซูลุบ

ดร. เดวิด คิง หนึ่งในคณะผู้ค้นพบตำแหน่งของหลุมอุกกาบาติชิกซูลุบ และนักวิจัยประจำสถาบันศึกษาดวงจันทร์และดาวเคราะห์ (LPI)ที่เมืองฮิวสตัน รัฐเท็กซัส บอกว่าการชนของอุกกาบาตขนาดใหญ่ทำให้เกิดระบบน้ำร้อนขึ้นภายในชั้นหินที่ถูกชน โดยน้ำร้อนจะไหลเวียนแทรกซึมไปตามรอยแตกของชั้นหิน และนำพาเอาสารเคมีต่าง ๆ ในชั้นหินไปด้วย ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมแบบเดียวกับที่เชื่อว่าเอื้ออำนวยให้สิ่งมีชีวิตชนิดแรกเกิดขึ้นบนโลกได้ โดยระบบน้ำร้อนนี้อาจคงอยู่นานถึงกว่า 2 ล้านปีหลังการชนของอุกกาบาต และเป็นแหล่งอาศัยให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้

ปัจจุบันหลุมอุกกาบาตชิกซูลุบซึ่งมีความกว้าง 200 กิโลเมตร จมอยู่ในอ่าวเม็กซิโกครึ่งหนึ่ง และอีกครึ่งหนึ่งถูกกลบฝังอยู่ใต้พื้นดินของคาบสมุทรยูคาตัน โดยนักวิทยาศาสตร์ได้ขุดเจาะเอาชั้นหินในส่วนขอบวงแหวน ซึ่งเป็นส่วนที่สูงที่สุดของหลุมอุกกาบาต และเป็นส่วนชั้นหินที่ถูกผลักออกไปไกลที่สุดจากศูนย์กลางการชนมาศึกษา โดยดูถึงองค์ประกอบและร่องรอยที่ชี้ถึงความเปลี่ยนแปลงของระบบน้ำร้อนในชั้นหินในช่วงเวลาต่าง ๆ เพื่อเป็นข้อมูลประกอบความเข้าใจในกระบวนการกำเนิดสิ่งมีชีวิตชนิดแรกได้มากขึ้น

Image copyright NASA
คำบรรยายภาพ หลุมยุบที่มีชื่อเสียงของเม็กซิโก (cenotes) เกิดขึ้นในชั้นหินปูนที่อ่อนเปราะเหนือหลุมอุกกาบาตชิกซูลุบ

ศาสตราจารย์ โซเนีย ทิคู หนึ่งในคณะผู้วิจัยระบุว่า ร่องรอยการกลับทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในชั้นหิน ซึ่งเกิดขึ้นทุก 2-3 แสนปี ช่วยให้ทราบได้ว่าระบบน้ำร้อนใต้หลุมอุกกาบาตนี้คงอยู่เป็นเวลาอย่างน้อยกี่ปีหลังการชน โดยในระยะแรกระบบน้ำร้อนนี้จะมีอุณหภูมิสูงเกินกว่าที่สิ่งมีชีวิตจะอาศัยอยู่ได้ แต่ในเวลาต่อมาระบบจะค่อย ๆ เย็นลง และเปิดโอกาสให้สิ่งมีชีวิตใช้สารเคมีในน้ำเป็นแหล่งพลังงานได้ โดยคาดว่าสิ่งมีชีวิตชนิดแรกในระบบนี้น่าจะคล้ายกับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยตามบ่อน้ำพุร้อนในแหล่งภูเขาไฟ

นอกจากนี้ ข้อมูลอื่น ๆ ในชั้นหินที่ขุดเจาะได้จากหลุมอุกกาบาตชิกซูลุบ ยังอาจช่วยไขปริศนาอีกหลายเรื่องเกี่ยวกับเหตุการณ์ครั้งที่ทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ เช่นอาจช่วยตอบคำถามว่า เหตุใดสัตว์จำนวนมากจึงตายลงหลังการชนของอุกกาบาต ในขณะที่นก เต่า และสัตว์เลื้อยคลานกลับรอดชีวิต ซึ่งอาจหาคำตอบได้จากร่องรอยในชั้นหิน ซึ่งบอกถึงขอบเขตพลังงานของการชน รวมทั้งทิศทางการชนได้ด้วย