Vụ tan vỡ thiên thạch gần Sao Mộc có thể gây mưa thiên thạch trên Trái Đất suốt 150 triệu năm

Khoảng 800 triệu năm trước, một thiên thạch lớn trong vành đai chính giữa Sao Hỏa và Sao Mộc đã bị va chạm và tan vỡ thành vô số mảnh nhỏ. Đây là phát hiện từ nghiên cứu mới của nhóm khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam (Southwest Research Institute). Vành đai chính chứa hàng triệu thiên thạch quay quanh Mặt Trời, và sự kiện va chạm tạo ra các mảnh đá vụn có thể đã di chuyển vào hệ mặt trời trong hàng triệu năm, gây ra loạt các va chạm trên Trái Đất, Mặt Trăng và Sao Hỏa.

Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh sự kiện này có thể là nguyên nhân giải thích tại sao Mặt Trăng lại có nhiều hố va chạm lớn có niên đại khoảng 800 triệu năm. Đồng thời, thời điểm mưa thiên thạch này cũng trùng hợp với những chuyển biến lớn về khí hậu và sự phát triển của sự sống trên Trái Đất.

Từ lâu, các nhà khoa học đã biết va chạm thiên thạch đóng vai trò quan trọng trong việc định hình các hành tinh trong hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, chứng minh các tác động này đã ảnh hưởng đến sự sống trên Trái Đất là thách thức lớn do hầu hết dấu tích cổ xưa đã bị xóa mờ bởi các quá trình tự nhiên như núi lửa, kiến tạo mảng và thời tiết.

Nhà khoa học William Bottke, giám đốc điều hành của bộ phận Khoa học và Khám phá hệ Mặt Trời thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam và tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Mặt Trăng với bề mặt nhiều hố va chạm là minh chứng cho các vụ va chạm lớn xảy ra trong lịch sử Trái Đất. Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ sự kiện va chạm Chicxulub 66 triệu năm trước mới được xác nhận tác động rõ ràng tới sự sống, gây sự diệt vong hàng loạt của loài khủng long".

Không giống Trái Đất, Mặt Trăng không có kiến tạo mảng, không khí dày đặc hay nước để xói mòn bề mặt. Điều này cho phép các hố va chạm trên Mặt Trăng tồn tại hàng tỷ năm. Các nghiên cứu trước đây đã phát hiện rằng Mặt Trăng có sự tăng đột biến các vụ va chạm lớn vào khoảng 800 triệu năm trước.

Bằng cách phân tích tuổi của các hố va chạm lớn và các mảnh kính va chạm thu thập từ các nhiệm vụ Apollo, các nhà khoa học ước tính thời gian xảy ra sự kiện này. Kính va chạm hình thành khi một thiên thạch va vào bề mặt, khiến đá nóng chảy và nguội xuống tạo thành thủy tinh, bảo tồn thông tin hóa học giúp xác định niên đại va chạm.

Nghiên cứu mới nhận định vụ tan vỡ có liên quan đến gia đình thiên thạch Eulalia. Theo nhóm nghiên cứu, một thiên thạch lớn giàu cacbon gọi là vật thể mẹ Eulalia đã va chạm với một thiên thạch khác trong vành đai chính, khiến nó vỡ thành vô số mảnh.

"Đội điều tra vũ trụ đã dùng các mô hình va chạm và động lực học để liên kết vụ này với sự hình thành gia đình thiên thạch Eulalia, khi một vật thể có thành phần cacbon axit cacbonat nguyên thủy va chạm với một vật thể khác", ông Bottke cho biết. Các thiên thạch cacbonaxit chứa các nguyên liệu cổ xưa của hệ Mặt Trời, giàu cacbon, khoáng vật chứa nước và hợp chất hữu cơ, rất quan trọng trong nghiên cứu nguồn gốc hệ Mặt Trời.

Thiên thạch bị vỡ gần khu vực cộng hưởng quỹ đạo 3:1 với Sao Mộc, tức quanh vùng mà thiên thạch thực hiện ba vòng quỹ đạo quanh Mặt Trời trong khi Sao Mộc thực hiện một vòng. Khu vực này được xem như một cửa ngõ hấp dẫn do lực hút lớn của Sao Mộc gây ra các dao động định kỳ, đẩy các mảnh thiên thạch ra khỏi vành đai chính và hướng chúng tới các quỹ đạo cắt ngang các hành tinh.

Mô phỏng máy tính của nhóm nghiên cứu cho thấy khoảng một nửa mảnh vụn đã nhanh chóng theo đường này di chuyển vào trong hệ Mặt Trời, phân tán rộng rãi và làm tăng xác suất va chạm trên Trái Đất, Mặt Trăng và Sao Hỏa. Trong khoảng 100-150 triệu năm tiếp theo, một phần tư số mảnh còn lại dần di chuyển vào vùng cộng hưởng do ảnh hưởng của hiệu ứng Yarkovsky - lực nhỏ sinh ra khi thiên thạch hấp thụ nhiệt mặt trời và phát xạ lại dưới dạng bức xạ hồng ngoại, tạo lực đẩy nhỏ làm biến đổi quỹ đạo theo thời gian.

Mô hình của nhóm cho thấy vụ tan vỡ thiên thạch Eulalia có thể giải thích sự gia tăng các hố va chạm lớn trên Mặt Trăng vào khoảng 800 triệu năm trước. Do Trái Đất có kích thước lớn hơn và lực hấp dẫn mạnh hơn Mặt Trăng, hành tinh chúng ta thu hút nhiều thiên thạch hơn nhiều. Các nhà khoa học ước tính cứ mỗi thiên thạch lớn va chạm lên Mặt Trăng, Trái Đất có thể bị va đập bởi 20 thiên thạch cùng kích cỡ hoặc lớn hơn.

Hầu hết dấu tích của các vụ va chạm trên Trái Đất đã biến mất do các quá trình địa chất liên tục thay đổi bề mặt. Tuy nhiên, thời kỳ mưa thiên thạch này trùng hợp với những dấu hiệu về sự lạnh toàn cầu và các biến đổi lớn trong sinh thái Trái Đất. Mặc dù chưa có bằng chứng xác thực cho thấy va chạm thiên thạch là nguyên nhân trực tiếp, các nhà khoa học tin rằng sự trùng hợp này cần được nghiên cứu sâu hơn.

Ông Bottke cho rằng: "Việc cao điểm của đợt mưa thiên thạch trùng với thời kỳ làm lạnh toàn cầu và biến đổi sinh học lớn khiến ta không thể không nghi ngờ điều này có liên quan". Nghiên cứu cũng đề cập đến những ảnh hưởng tương tự đến Sao Hỏa trong thời gian này.

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.