Tìm kiếm thiên thạch ở sa mạc của tiểu vương quốc Ô-man

Một trong số 3 thiên thạch không hạt(*) được phát hiện trong chiến dịch tìm kiếm hợp tác giữa Ô-man và Thụy Sỹ. Thiên thạch không hạt này đựơc phát hiện vào ngày 21.1.2009. Chú ý sự tương phản giữa cát và lớp vỏ đen bị nóng chảy của thiên thạch © 2009 Beda Hofmann

Thiên thạch cung cấp nhiều thông tin quý giá về thời kì sơ khai của hệ mặt trời. Một nhóm các nhà địa chất Thụy Sĩ đã tiến hành nhiều cuộc tìm kiếm thiên thạch một cách có hệ thống tại Ô-man từ năm 2001. Họ vừa kết thúc và trở về từ cuộc tìm kiếm gần đây nhất của mình.

Hầu hết các thiên thạch được tìm thấy đều là mảnh vỡ của những tiểu hành tinh, một vài trong số đó chứa vật chất hữu cơ. Một số mảnh thiên thạch chứa thông tin về cấu tạo hóa học của hệ mặt trời trước khi các hành tinh được hình thành. Một số khác là những mảnh vỡ do sự va chạm của bề mặt mặt trăng và sao hỏa. Những mảnh vỡ thuộc sao hỏa và mặt trăng rất hiếm. Chúng thường là những mảnh vỡ trong quá khứ và bị văng ra ngoài không gian từ mặt trăng và sao hỏa cách đây hàng nghìn, thậm chí hàng triệu năm trước.

Chúng ta chỉ có trong tay một vài mảnh thiên thạch của sao hỏa để phân tích trong phòng thí nghiệm. Chúng ta cũng có một vài mẫu vật được các nhà du hành vũ trụ thu thập và mang về từ mặt trăng. Những mảnh thiên thạch của mặt trăng cung cấp nhiều đầu mối về tiến trình phát triển sớm của hệ mặt trăng – trái đất ví dụ như sự va chạm mạnh mới đây. Giai đoạn đó diễn ra khoảng 3.9 triệu năm trước đây, khi sự sống vừa mới hình thành trên hành tinh chúng ta thì một lượng khổng lồ các thiên thạch bị bắn vào trái đất và mặt trăng,

“Tìm kiếm thiên thạch có ý nghĩa rất quan trọng cho ngành khoa học nghiên cứu hành tinh và sinh vật học vũ trụ”, ông Beda Hofmann, giám đốc viện bảo tàng Lịch sử tự nhiên và khoa học trái đất Thụy Sỹ cho biết. Hofmann và Edwin Gnos đến từ Viện bảo tàng Lịch sử tự nhiên tại Geneva – Thụy Sỹ cũng chính là trưởng đoàn tìm kiếm thiên thạch tại Oman.

Trong 30 năm trở lại đây, hoang mạc lạnh giá ở Nam cực là một trong số những nơi thích hợp nhất để thu thập thiên thạch còn nguyên sơ. Người ta dễ dàng nhặt đá đen từ tuyết trắng và cũng chẳng có sông hay các quá trình tự nhiên nào khác cuốn thiên thạch trôi đi. Gần đây hơn, những sa mạc ở Châu Phi và Châu Đại Dương cũng là nơi có thể tìm thấy thiên thạch. Điều kiện khô ở sa mạc có xu hướng bảo tồn đá và hạn hán đồng nghĩa với việc đá ít bị bào mòn hay bị bao phủ bởi lớp bồi tích.

Năm 1999, trên thị trường xuất hiện khá nhiều thiên thạch do hoạt động của những người thu thập và buôn bán tư nhân ở Ô-man. Được đặt ở phía tây nam Châu Á trên bán đảo Ả-rập, dự án Ô-man là một chương trình tìm kiếm dài hạn đang được tiến hành ở sa mạc.

Trong vòng 10 năm trở lại đây, Ô-man cung cấp 1/5 lượng thiên thạch trên toàn thế giới, gồm hơn 5000 mẫu thiên thạch với khối lượng khoảng 4 tấn. Kết quả tìm kiếm ở Ô-man bao gồm 1/3 tổng lượng thiên thạch mặt trăng và sao hỏa có được.

Những người thu thập thiên thạch nghiệp dư bị buộc tội không bảo quản thiên thạch hợp lý và không ghi chép đầy đủ dữ kiện về việc tìm kiếm của họ, gây ra khó khăn cho những nhà khoa học muốn tìm hiểu về đối tượng này. Những người nghiệp dư tìm thấy thiên thạch sao hoả đầu tiên ở Ô-man. Thực tế, chính sự xuất hiện và sự mua bán những thiên thạch này và thiên thạch mặt trăng đã thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu Thụy Sỹ. Họ tranh thủ được sự ủng hộ của chính phủ Ô-man, và trong chuyến tìm kiếm đầu tiên vào năm 2001, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy 1 mẫu thiên thạch từ sao hoả.

Đội tìm kiếm hợp tác giữa Ô-man và Thụy Sỹ trên viên đá màu đen phía trước là thiên thạch không hạt được tìm thấy vào ngày 27 tháng 1 năm 2009. Từ trái qua phải: Matthias Meier (ETH Zurich); Florian Zurfluh (Đại học Bern); Nathalie Dalcher (Đại học. Bern); Mohammed Al-Battashi, Bộ trưởng bộ thương mại và công nghiệp, Muscat, Ô-man; Mariana Cosarinsky, (Đại học Bern); Nicolas Greber (Bảo tàng lịch sử tự nhiên Bern); Beda Hofmann (Bảo tàng lịch sử tự nhiên Bern); Silvio Lorenzetti (ETH Zurich). (Ảnh: © Beda Hofmann)

Hofmann tự hào rằng việc thu thập thiên thạch được tiến hành với sự cộng tác của chính phủ Ô-man. “Tới nay, chúng tôi đã được phép đem tất cả những mẫu vật cần thiết về Thụy Sỹ” ông nói, “tuy nhiên, những mẫu vật này vẫn thuộc quyền sở hữu của đức vua Ô-man.” Sau cùng thì những mẫu tiêu biểu sẽ được trưng bày tại Bảo tàng lịch sử quốc gia Muscat, thủ đô của Ô-man.

Năm nay, Hofmann cùng đội tìm kiếm của ông tiến hành một chiến dịch tìm kiếm kéo dài từ tháng một đến tháng hai. Nhóm của Hofmann gồm có năm người sử dụng xe địa hình để tìm kiếm những thiên thạch sẫm màu trên bề mặt sáng của sa mạc. Chiến dịch 2009 này đã thu được kết quả rất khả quan. 143 mảnh thiên thạch tương đương với 123kg được tìm thấy đại diện cho 80 đến 100 sự kiện va chạm khác nhau (một vài mảnh thiên thạch đã bị vỡ làm nhiều phần trong quá trình đi vào bầu khí quyển trái đất). Hầu hết các thiên thạch được tìm thấy là thiên thạch không hạt, các thiên thạch đá chứa này chứa chondrule. Là vật liệu thể rắn cổ nhất tồn tại từ thời kì sơ khai của hệ mặt trời, các chondrule thậm chí còn cổ hơn các tiểu hành tinh. Có thể chúng là những khối vật liệu nguyên thủy cấu tạo nên các hành tinh đó.

Các mảnh thiên thạch là các hóa thạch mà dựa vào đó các nhà địa chất có thể tái tạo lại lịch sử của hệ mặt trời. Hầu hết các mảnh thiên thạch được tìm thấy ở Ô-man đều không rơi xuống trái đất trong thời gian gần đây. Chúng đã rơi xuống trái đất và nằm trên sa mạc từ khoảng vài ngàn năm trước. Sức ép chính của cuộc nghiên cứu này của các nhà khoa học Thụy Sĩ là tìm hiểu xem môi trường đã làm những mảnh thiên thạch biến đổi như thế nào và những mảnh thiên thạch đó có thể thay đổi hình dạng như thế nào so với ban đầu.

Sa mạc ở Ô-man có vẻ như chứa rất nhiều những mảnh thiên thạch đặc biệt. Những mảnh vỡ quý giá có thể hé lộ cho các nhà khoa học rất nhiều về trạng thái của hệ mặt trời sơ khai khi những mảnh thiên thạch này lần đầu tiên được ghép nối lại. Những mảnh vỡ này sau đó được gắn lại với nhau bởi lực hấp dẫn của trái đất đối với các hành tinh, mặt trăng và các tiểu hành tinh. Bằng cách giúp chúng ta tái tạo lại thời kì sơ khai của hệ mặt trời và hành tinh của chúng ta, các thiên thạch này đưa chúng ta tiến gần hơn đến bí mật về các điều kiện cần thiết cho sự sống nguyên thủy của trái đất.

Chú giải:

(*) Achondrite: Thiên thạch không hạt
Đây là một loại thiên thạch đá mà thành phần của nó tương tự với đất bazan (terrestrial basalt) hoặc đá sâu (plutonic rock). Các thiên thạch không hạt rất dễ nhận ra bằng lớp vỏ và khoáng chất khá đặc trưng do những vết cháy qua quá trình nung chảy và kết tinh lại.

Các thiên thạch không hạt chiếm khoảng 8% các thiên thạch rơi vào Trái Đất, đa phần trong số đó (khoảng hai phần ba) là thiên thạch loại HED (HED meteorite), có nguồn gốc từ lớp vỏ của tiểu hành tinh 4 Vesta. Còn lại là xuất phát từ Sao Hỏa, Mặt Trăng và một số tiểu hành tinh không xác định khác. Việc phân loại các thiên thạch không hạt dựa trên phân tích tỷ lệ thành phần hóa học của Fe/Mn và các đồng vị Ôxi O17/O18, chúng được coi là "dấu vân tay" của các thiên thể mẹ của các thiên thạch này.