“นักวิทยาศาสตร์พบ ‘หินที่เก่าแก่ที่สุดในโลก’ อายุ 4,160 ล้านปี”
ด้วยวิธีหาอายุแบบใหม่ ทำให้หินที่อยู่ในที่ห่างไกลของแคนาดานั้นมีอายุมากอย่างเหลือเชื่อ และหากมันเป็นความจริง หินก้อนนี้จะเป็นหินที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักบนโลก เป็นหินก้อนแรกที่ถูกค้นพบในช่วงยุคเริ่มแรกและลึกลับที่สุดของโลก โดยพวกเขาหวังว่าจะเป็นก้อนที่ยุติการถกเถียงที่มีมาอย่างยาวนานเช่นกัน
“หินเป็นหนังสือสำหรับนักธรณีวิทยาและในตอนนี้เราก็ยังไม่มีหนังสือ (เกี่ยวกับยุคฮาเดียน) แถบหินสีเขียนูวัวกิตตุ๊ก (Nuvvuagittuq Greenstone Belt ซากหินใตท้องทะเลโบราณในแคนาดา) มีความยาวอย่างน้อยหนึ่งหน้าในหนังสือนั้น นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมมันจึงสำคัญมาก” โจนาธาน โอนีล (Jonathan O’Nei) นักธรณีวิทยาผู้เขียนรายงาน กล่าว
ประวัติศาสตร์โลก
เป็นที่รู้กันดีว่าโลกนั้นก่อตัวขึ้นประมาณ 4,570 ล้านปีก่อน ซึ่งเริ่มขึ้นหลังดวงอาทิตย์เริ่มก่อตัวได้ไม่นาน อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์แทบไม่พบหินบนพื้นผิวโลกที่ย้อนกลับไปได้ไกลขนาดนั้นเลย เนื่องจากยุคดังกล่าวที่เรียกว่า ‘ฮาเดียน’ นั้นโลกมีแต่ความโกลาหลเต็มไปหมด
ในช่วง 600 ล้านปีแรกของโลก ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกโจมตีซ้ำแล้วซ้ำเล่าจากวัตถุในอวกาศทั้งหิน อุกกาบาต และดาวเคราะห์น้อย ยิ่งไปกว่านั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าช่วงเวลาดังกล่าว โลกถูกวัตถุขนาดใกล้เคียงดาวอังคารพุ่งชนทำให้ส่วนหนึ่งของโลกแตกออกกลายเป็นดวงจันทร์ในปัจจุบัน
แต่ความปั่นป่วนยังไม่หยุดแค่นี้ เมื่อการโจมตีผ่านไป แผ่นเปลือกโลกก็เคลื่อนไปมาซึ่งอาจเกิดขึ้นก่อน 3,000 ล้านปีที่แล้ว การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้หินยุคเริ่มแรกถูกโยกไปมาอย่างไม่รู้จบ ทั้งมุดตัวลงไปใต้โลก สร้างภูเขา และถูกกระบวนการทางธรณีวิทยากดดันครั้งแล้วครั้งเล่า
สิ่งนี้ทำให้หินบนแผ่นเปลือกโลกนั้นมีอายุค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับอายุทางธรณีวิทยา แต่เมื่อไม่นานนี้นักวิทยาศาสตร์พบว่าแผ่นทวีปบางแห่งเช่น อเมริกาเหนือ มีบางจุดที่เก่าแก่มากโดยเฉพาะใจกลางที่อยู่ห่างจากขอบแผ่นเปลือกโลกมากพอที่จะอยูรอดจากความเปลี่ยนแปลงดังกล่าว
“พื้นที่ส่วนใหญ่ในแถบนั้นมีอายุประมาณ 2.7 พันล้านถึง 3 พันล้านปี” โอนีล กล่าว “ปัจจุบันมีพื้นที่ที่ทราบแล้วประมาณ 5 ถึง 6 แห่งที่มีหินอายุเท่ากับตัวเลขนี้” ส่วนหนึ่งตั้งอยู่ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของแคนาดา ครอบคลุมพื้นที่ของควิเบกและออนแทรีโอ โดยเรียกกันกว่า -แถบหินสีเขียนูวัวกิตตุ๊ก หรือ NGB-
แถบหินเหล่านี้ถูกศึกษาโดยกลุ่มวิจัยต่าง ๆ ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันอย่างมาก ส่วนใหญ่ระบุว่า NGB นั้นมีอายุอย่างน้อย 3,750 ล้านปี แต่รายงานที่สร้างเสียงฮือฮาในปี 2008 ที่ โอนีล มีส่วนร่วมนั้นโต้แย้งว่า NGB มีอายุมากถึง 4,300 ล้านปี
ทว่าตัวเลขนี้ได้รับการวิพากย์วิจารณ์อย่างมาก นักธรณีวิทยาคนอื่น ๆ ไม่เห็นด้วยเนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิคในการหาอายุและการตีความข้อมูล แต่ด้วยรายงานใหม่ที่เผยแพร่บนวารสาร Science แม้จะผ่านไป 17 ปีแล้ว โอนีล ก็ได้โต้แย้งกลับเพื่อจะพิสูจน์ว่าผู้ที่วิพากย์วิจารณ์ก่อนหน้านั้นคิดผิด
หาอายุหิน
“การจะระบุอายุของหินที่โผล่ขึ้นมานั้นมาทำได้ยาก เนื่องจากองค์ประกอบของหิน” โอนีล เล่า และมันก็ยากอย่างเหลือเชื่อ
เพราะหินเหล่านี้เป็นหินบะซอลต์ซึ่งก่อตัวขึ้นจากภูเขาไฟที่ก้นทะเล แต่ปัญหาก็คือหินบะซอลต์โดยทั่วไปไม่มีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมาะสมในการสร้างเซอร์คอน (Zircons) มันเป็นแร่ธาตุขนาดเล็กที่มีความแข็งแกร่งพอ และที่สำคัญก็คือมันมีไอโซโทป 2 ชนิดที่สลายตัวไปเป็นตะกั่ว 2 ชนิดที่ทำให้ระบุอายุได้
โดยทั่วไปแล้ววิธีที่ง่ายที่สุดในการหาอายุหินก็คือตรวจสอบไอโซโทปเหล่านั้น แล้ววัดการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของอะตอมยูเรเนียมที่เป็นองค์ประกอบในไอโซโทปดังกล่าวว่าใช้เวลาเท่าไหร่ในการเปลี่ยนเป็นตะกั่ว
“เซอร์คอนถือเป็นมาตรฐานทองคำ” โอนีล บอก แต่เรื่องก็ไม่ได้อย่างนั้น “เราพยายามค้นหาเซอร์คอน แต่ไม่มีแร่อยู่ที่นั่น หรือเกิดขึ้นภายหลังระหว่างการแปรสภาพหรือการเปลี่ยนแปลงของหิน” ดังนั้นพวกเขาจึงต้องใช้วิธีอื่น ๆ หรือก็คือธาตุที่หายากกว่าเซอร์คอนเป็น ไอโซโทปซาแมเรียม-146 ที่สลายตัวเป็นนีโอดิเมียม-142
การสลายตัวเหล่านี้เคยเป็นวิธีที่ใช้ระบุอายุหินบนดวงจันทร์และอุกกาบาตบนดาวอังคาร แต่ไม่เคยเลยสักครั้งที่จะมาใช้กับโลกเนื่องจาก ‘ไม่มีสิ่งใดเก่าพอ’ สิ่งที่พิเศษก็คือ ซาแมเรียม-146 จะมีครึ่งชีวิตอยู่ที่ 96 ล้านปี ขณะที่ ซาแมเรียม-147 จะยาวนานหลายล้านล้านปี
ดังนั้นมันจึงเป็นเครื่องพิสูจน์ว่า “หากคุณใช้นาฬิกาที่ยังเดินอยู่ (ซาแมเรียม-147) ทุกครั้งที่คุณเผาหิน (ผ่านเหตุการณ์ทางธรณีวิทยา) คุณจะมีความเสี่ยงที่จะรีเซ็ตนาฬืกานั้น” โอนีล อธิบาย
แต่ก็ยังมีข้อกังวลก็คือ นักวิจัยบางคนระบุว่าปฏิกิริยาเคมีในอดีตระะหว่างหินเหล่านี้กับแมกมายุคฮาเดียนโบราณ อาจทำให้มีการผสมผสานไอโซโทปที่ทำให้การตีความอายุสับสนไปอีก ดังนั้นทีมวิจัยจึงเสริมด้วยการมองหา ‘จุดแทรกซึม’
ซึ่งเป็นจุดที่แมกมาโบราณได้แทรกซึมเข้าไปในหินที่เก่ากว่ามาก ด้วยวิธีนี้ ความสัมพันธ์ทางธรณีวิทยาระหว่างการแทรกซึมและหินที่เข้าผสมกันก็จะชัดเจนยิ่งขึ้น หรือก็คือในตอนนี้พวกเขาวัดทั้งหินที่ไม่มีการแทรกซึมและหินที่มีการแทรกซึมเพื่อเปรียบเทียบกัน และทั้งสองก็บรรจบกันที่อายุเท่ากันคือ 4,160 ล้านปี
“ผมต้องบอกว่านี่เป็นครั้งแรกที่ผมเชื่อได้ว่าอย่างน้อยส่วนหนึ่งของหินที่เปิดเผยที่ NGB อาจมีอายุเท่ากับยุคเฮเดียน” ยอร์ก เอลิส ฮอฟฟ์มันน์ (Jörg Elis Hoffmann) นักธรณีเคมีจากมหาวิทยาลัยอิสระแห่งเบอร์ลิน ซึ่งไม่มีส่วนร่วมในงานวิจัยนี้ กล่าว
การถกเถียงยุติแล้วรึยัง?
ยังไม่เป็นที่ชัดเจนว่าหินใน NGB จะได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลก เนื่องจากต้องมีการตรวจสอบอิสระอีกเป็นจำนวนมาก แต่นักวิทยาศาสตร์หลายคนก็ดูเหมือนจะเอียนเองไปที่ยอมรับตัวเลขเหล่านี้ได้มากขึ้น
“สิ่งที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับเอกสารในปี 2008 ก็คือความจริงที่ว่า เทคนิคทั้งสองนั้น ให้อายุเท่ากันซึ่งเป็นเรื่องที่ดี และนั่นคือจุดที่เราวิพากย์วิจารณ์ผลลัพธ์ในตอนแรก” เบอร์นาร์ด บัวร์ดอน (Bernard Bourdon) นักธรณีวิทยาจากฝรั่งเศส และไม่มีส่วนร่วมในงานวิจัยนี้ กล่าว “ท้ายที่สุดแล้ว ผมคิดว่าอายุของหินนี้น่าเชื่อถือ แม้จะมีข้อสงสัยเล็กน้อยก็ตาม”
อย่างไรก็ตามยังมีบางข้อที่น่ากังวลอยู่ก็คือ ความหายากของแร่ธาตุเหล่านี้ ทำให้ไม่สามารถเปรียบเทียบตัวอย่างอื่น ๆ อีกจำนวนมากเพื่อหา ‘ค่าเฉลี่ย’ ของอายุปกติของแร่ธาตุ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงใด ๆ จากทั้งอุณหภูมิที่สุงหรือต่ำก็สามารถเปลี่ยนอายุการตกผลึกได้ทั้งนั้น
แต่การค้นพบเหล่านี้ก็ได้ให้คุณค่าแก่อีกสาขาวิชาหนึ่งที่ดูจะไม่เกี่ยวข้องกันเลยนั่นคือ ชีวิตโบราณ ดอมินิก ปาปิโน (Dominic Papineau) นักวิจัยอาวุโสจากจากสถาบันวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมใต้ทะเลลึกแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีน ที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในงานวิจัยนี้กล่าววว่า หินใกล้เคียงอาจมีลายเซ็นของสิ่งมีชีวิตอยู่ก็เป็นไปได้
“หินที่เพิ่งระบุอายุได้นั้นมาจากชั้นเนื้อโลก ซึ่งเชื่อกันว่าไม่น่าจะมีสิ่งมีชีวิตหรือเหมาะแก่การอยู่อาศัย” เขากล่าว “อย่างไรก็ตาม หินตะกอนที่อยู่ติดกันนั้นได้รับการยืนยันแล้วว่ามีอายุอย่างน้อย 4,160 ล้านปี ซึ่งเพียงประมาณ ‘400’ ล้านปีหลังจากการรวมตัวของโลกและระบบสุริยะ
มันอาจบันทึกอะไรบางอย่างไว้เช่น ไมโครฟอสซิล เส้นใยขนาดเล็ก และท่อที่เกิดจากแบคทีเรีย เพราะ “หลักฐานของชีวิตในยุคแรกเริ่มในหินตะกอนเหล่านี้จะบ่งชี้ว่าต้นกำเนิดของชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วมาก (เมื่อเทียบกันแล้ว) ซึ่งจะเพิ่มความเป็นไปได้ที่ชีวิตจะพบได้ทั่วไปและแพร่หลายในจักรวาล”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
อ่านเพิ่มเติม : นักวิทยาศาสตร์พบพิษแมงป่องจากแอมะซอน
สามารถฆ่าเซลล์มะเร็งเต้านมได้
