“Lịch sử của mọi khu vực trên trái đất, giống như đời sống của một người lính, là chuỗi dài chán nản cùng với những lo sợ”. – Nhà địa chất học người Anh, Derek V. Ager. Suốt một khoảng thời gian dài người ta biết rằng có một điều gì đó kỳ quặc ẩn bên dưới mặt đất vùng Manson, Iowa. Năm 1912, một người khoan giếng để cung cấp nước cho thành phố đã kể lại rằng mình đã tìm thấy nhiều loại đá biến dạng dưới lòng đất – “các mảnh đá giống như pha lê với chất nền tan chảy”, theo những mô tả trong một bản mô tả chính thức. Nguồn nước ở đây cũng khác lạ. Nó không có muối khoáng, giống như nước mưa. Trước đó loại nước không chứa muối khoáng chưa từng được tìm thấy tại Iowa.
Dù các loại đá và nguồn nước khác lạ của Manson là điều khiến người ta tò mò, mãi bốn mươi mốt năm sau mới có một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Iowa chính thức tìm hiểu về vấn đề này. Năm 1953, sau khi đào nhiều hố sâu để thử nghiệm, các nhà địa chất học xác định rằng khu vực này thực sự kỳ dị và sở hữu các loại đá cổ biến dạng.
Sự chấn động tại Manson không phải xuất nguồn từ bên trong lòng đất, mà là xuất nguồn từ cách đó 100 triệu dặm. Tại một khoảng thời gian nào đó trong quá khứ xa xôi, khi Manson còn xuất hiện ven bờ một đại dương cạn, do là một khối đá có bề rộng khoảng một dặm rưỡi, cân nặng mười tỷ tấn và di chuyển ở vận tốc gấp hai trăm lần vận tốc âm thanh và đâm sầm vào trái đất với sức mạnh và sự đột ngột mà chúng ta khó có thể hình dung được. Nơi hiện nay Manson tồn tại trở thành một chiếc hố sâu ba dặm và có chiều rộng hơn hai mươi dặm. Loại đá vôi giúp Iowa có được nguồn nước chứa nhiều muối khoáng đã bị phá hủy hoàn toàn và được thay thế bằng một loại đá nền khiến người khoan giếng này phải sửng sốt vào năm 1912.
Sự va chạm của Manson là sự va chạm lớn nhất từng xảy ra tại lục địa Hoa Kỳ. Chiếc hố mà nó để lại rộng đến mức bạn chỉ có thể trông thấy bờ bên kia vào những ngày thời tiết tốt. Suốt 2,5 triệu năm qua chiếc hố này đã được lấp đầy và phẳng như mặt bàn. Dĩ nhiên đây là lý do tại sao không ai nghe nói đến chiếc hố Manson.
Đối với hầu hết những người sống tại Manson thì sự kiện lớn nhất đã từng xảy ra tại đây là cơn lốc xoáy tại Main Streat vào năm 1979, phá hủy khu thương mại này. Một trong những thuận lợi của sự bằng phẳng này là bạn có thể trông thấy nguy hiểm từ xa. Gần như toàn bộ người dân thị trấn đều chứng kiến hình ảnh nó tiến gần về phía Main Street và trải qua nửa giờ đồng hồ quan sát cơn lốc xoáy này đang hướng về phía họ, với hy vọng rằng nó sẽ đổi hướng, sau đó phải tháo chạy khi nó không hề đổi hưởng. Ngày nay, mỗi khi đến tháng Sáu người dân Manson lại tổ chức một sự kiện kéo dài một tuần lễ được gọi là Crater Days nhằm giúp mọi người quên đi kỷ niệm đáng tiếc đó. Rõ ràng sự kiện này chẳng liên hệ gì đến chiếc hố mà chúng tôi đã trình bày. Không ai có thể xác định được vị trí của vụ va chạm mà họ không thể nhìn thấy.
“Đôi khi cũng có người đến đây và hỏi rằng họ nên đi về hướng nào để tham quan chiếc hố đó và chúng tôi phải nói với họ rằng chẳng có gì để xem cả”, Anna Schlapkohl, người quản lý thư viện của thị trấn, nói, “Sau đó họ bỏ đi với vẻ thất vọng”. Tuy nhiên, hầu hết mọi người, kể cả hầu hết người dân Iowa, chưa bao giờ nghe nói đến chiếc hố Manson. Ngay cả các nhà địa chất học cũng chỉ ghi chú vài dòng về sự kiện này. Nhưng trong khoảng thời gian ngắn vào thập niên 1980, Manson là nơi thú vị nhất trên trái đất trong mắt các nhà địa chất học.
Câu chuyện bắt đầu vào đầu thập niên 1950 khi một nhà địa chất học trẻ tuổi tên là Eugene Shoemaker đến thăm chiếc hố sao băng ở Arizona. Ngày nay hố sao băng này là chứng tích va chạm nổi tiếng nhất trên trái đất và là điểm thu hút khách du lịch nổi tiếng. Tuy nhiên vào những năm 1950 nó không hề thu hút khách du lịch và vẫn thường được gọi là hố Barringer sau khi một kỹ sư địa chất giàu có tên là Daniel M. Barringer đặt cược vào nó năm 1903. Barringer tin rằng chiếc hố này đã được hình thành bởi một ngôi sao băng nặng mười triệu tấn, chứa nhiều sắt và niken, và ông tin chắc rằng mình sẽ giàu sụ khi khai thác được lượng sắt và niken này. Vì không biết được rằng ngôi sao băng này và mọi thứ trong nó sẽ bị bốc hơi ngay khi va chạm, ông đã hoang phí nhiều tiền của và hai mươi sáu năm đào bới và tìm kiếm mà chẳng thu được thứ gì cả.
Xét theo các tiêu chuẩn ngày nay, việc nghiên cứu vào đầu những năm 1900 là quá thô sơ, có thể nói như thế. Tiên phong là G. K. Gilbert của Đại học Columbia, ông lập mô hình về các tác động của các vụ va chạm bằng cách ném mạnh các viên bi vào những chiếc chảo đựng yến mạch. (Vì một lý do nào đó, Gilbert tiến hành các thử nghiệm này không phải tại một phòng thí nghiệm mà là tại một phòng khách sạn). Từ thử nghiệm này, Gilbert kết luận rằng những chiếc hố trên mặt trăng được hình thành từ các vụ va chạm – đây là một khái niệm khá cơ bản vào thời ấy – nhưng những chiếc hố trên trái đất lại không phải thế. Hầu hết các nhà khoa học khi ấy đều phủ nhận kết luận này. Họ cho rằng những chiếc hố trên mặt trăng là bằng chứng về các núi lửa cổ đại.
Trước thời của Shoemaker, người ta thường quan niệm rằng hố sao băng này đã hình thành bởi một vụ nổ hơi nước dưới lòng đất. Shoemaker không biết gì về các vụ nổ hơi nước dưới lòng đất – ông không thể biết: chúng không tồn tại – nhưng ông thực sự biết rõ mọi khu vực xảy ra các vụ nổ. Một trong những việc đầu tiên của ông sau khi tốt nghiệp Đại học là nghiên cứu về các vành đai của các vụ nổ tại khu vực thử nghiệm hạt nhân Yucca Flats ở Nevada. Ông kết luận, giống như Barringer vào thời trước đó, rằng tại chiếc hố sao băng này không có bằng chứng nào cho thấy hoạt động của núi lửa, nhưng ở đó xuất hiện các chất liệu khác – silic dioxit nguyên chất và manhetit – đây là bằng chứng về sự va chạm từ không gian bên ngoài. Rất thích thú với việc này, ông dành thời gian nhàn rỗi để nghiên cứu vấn đề này.
Trước tiên ông làm việc cùng đồng nghiệp Eleanor Helin và sau đó là cùng vợ mình, Carolyn, và người cộng tác David Levy, ông bắt đầu nghiên cứu một cách có hệ thống về hệ mặt trời. Họ phải dành một tuần lễ mỗi tháng tại đài thiên văn ở California để quan sát các vật thể, chủ yếu là các hành tinh nhỏ với quỹ đạo cắt ngang quỹ đạo của trái đất.
“Khi chúng tôi mới bắt đầu, chúng tôi chỉ khám phá được hơn một chục các hành tinh nhỏ”, Shoemaker nhớ lại sau đó vài năm trong một cuộc phỏng vấn truyền hình. “Các nhà thiên văn của thế kỷ hai mươi mốt dường như không quan tâm đến hệ mặt trời”, ông nói. “Họ chỉ chú ý đến các vì sao và các dải ngân hà”.
Những khám phá của Shoemaker và các đồng nghiệp của mình là điều mà không ai có thể hình dung được.
Các hành tinh nhỏ, như hầu hết mọi người đều biết, là những vật thể bằng đá di chuyển theo quỹ đạo khó có thể xác định được trong vành đai giữa sao Hỏa và sao Mộc. Trong các hình minh họa, chúng được trình bày rối tung như mớ bòng bong, nhưng hệ mặt trời của chúng ta là khoảng không gian lớn và bình quân các hành tinh nhỏ này cách xa nhau khoảng một triệu dặm. Không ai biết được chính xác có bao nhiêu hành tinh nhỏ như thế này trong không gian, nhưng người ta cho rằng con số này ít hơn một tỷ. Chúng được xem là các hành tinh gần như không bao giờ va chạm vào nhau, vì lực hút của sao Mộc luôn giữ chúng tách xa nhau.
Khi các hành tinh nhỏ này được khám phá lần đầu tiên vào những năm 1800 – cái đầu tiên được khám phá vào ngày đầu tiên của thế kỷ mới bởi Giuseppi Piazzi – chúng được xem là các hành tinh, và hai hành tinh nhỏ đầu tiên được đặt tên là Ceres và Pallas. Nhà thiên văn học William Herschel xác định rằng kích cỡ của chúng nhỏ hơn nhiều so với kích cỡ của các hành tinh thực sự. Ông gọi chúng là các vật thể không gian, ngày nay người ta thường gọi chúng là các hành tinh nhỏ.
Việc tìm kiếm các hành tinh nhỏ này trở nên phổ biến vào đầu thế kỷ mười chín, và đến cuối thế kỷ mười chín người ta tìm được khoảng một nghìn hành tinh như thế. Vấn đề ở đây là không ai có được những ghi nhận một cách có hệ thống về chúng. Đầu những năm 1900, người ta không thể phân biệt được đâu là hành tinh cũ và đâu là hành tinh mới được khám phá. Lúc này, vật lý học thiên thể cũng phát triển mạnh nên các nhà thiên văn học thường tập trung nghiên cứu về các hành tinh nhỏ này. Chỉ một vài nhà thiên văn học, đáng ghi nhận là Gerard Kuiper, nhà thiên văn học người Hà Lan mà vành đai các sao chổi Kuiper được đặt tên theo tên ông, quan tâm đến hệ mặt trời. Nhờ bởi nghiên cứu của ông tại đài thiên văn McDonald ở Texas, sau đó là nghiên cứu của các nhà khoa học khác tại trung tâm Minor Planet ở Cincinnati và công trình Spacewatch ở Arizona, chúng ta có được danh sách cụ thể về các hành tinh nhỏ này. Mãi đến cuối thế kỷ hai mươi chỉ còn lại một hành tinh nhỏ nằm ngoài khả năng hiểu biết của chúng ta – một vật thể không gian được gọi là 719 Albert. Lần cuối cùng gần đó nhất họ trông thấy nó là vào tháng Mười 1911, mãi đến gần đây nó mới xuất hiện vào năm 2000 sau khi biến mất suốt tám mươi chín năm.
Đến tháng Bảy 2001, hai mươi sáu nghìn hành tinh nhỏ đã được xác định và được đặt tên cụ thể, con số các hành tinh nhỏ còn lại lên đến hàng triệu, rõ ràng việc này chỉ mới bắt đầu.
Xét từ một khía cạnh nào đó thì việc này cũng trở thành vô nghĩa. Việc xác định một hành tinh nhỏ không thể giúp nó trở nên an toàn. Ngay cả khi chúng ta xác định được mọi hành tinh nhỏ trong hệ mặt trời, không ai có thể nói rằng liệu chúng có thể va chạm vào chúng ta hay không. Chúng ta không thể dự đoán được liệu những thiên thể này có đâm sầm vào trái đất chúng ta hay không. Chúng trôi dạt trong không gian và không ai có thể đoán biết được sự vận hành của chúng.
Bạn hãy hình dung quỹ đạo của trái đất là đường cao tốc, chúng ta là chiếc xe duy nhất di chuyển trong đó, nhưng trên con đường này có thể xuất hiện người đi bộ băng qua đường vào bất kỳ lúc nào, họ không biết cách quan sát trước khi băng qua đường. Ít nhất 90 phần trăm những người bộ hành này là những người hoàn toàn xa lạ với chúng ta. Chúng ta không biết họ sống ở đâu, họ thường di chuyển lúc mấy giờ, họ có thường xuyên băng qua đường không. Chúng ta biết rất ít về họ và thông tin chúng ta có được luôn mơ hồ, bất kỳ lúc nào họ cũng có thể băng qua đường trong khi chúng ta đang di chuyển với vận tốc sáu mươi sáu nghìn dặm một giờ. Theo lời Steven Ostro của đài thiên văn Jet Propulsion thì, “Giả sử có một chiếc nút nào đó bạn có thể nhấn và để thắp sáng mọi vật thể băng qua trái đất có đường kính lớn hơn mười mét, con số các vật thể này có thể lên đến hơn 100 triệu”. Tóm lại, bạn có thể không trông thấy hàng nghìn ngôi sao ở xa, nhưng bạn có thể trông thấy hàng triệu triệu các ngôi sao ở khoảng cách gần hơn và những vật thể chuyển động ngẫu nhiên – “tất cả những thứ này đều có khả năng va chạm với trái đất, và chúng di chuyển theo những hướng khác nhau với vận tốc khác nhau trên bầu trời”.
Nhưng chúng ta không thể nhìn thấy chúng. Nhìn chung người ta nghĩ – suy nghĩ thực ra cũng chỉ là sự ước chừng, dựa vào phương pháp ngoại suy từ mật độ các hố trên mặt trăng – rằng có khoảng hai nghìn hành tinh nhỏ như thế này có khả năng cắt ngang quỹ đạo trái đất của chúng ta, đe dọa sự tồn tại của con người trên trái đất này, nhưng chúng ta gần như không thể theo dõi được chúng.
Mãi đến năm 1991 chúng ta mới xác định được cái đầu tiên trong số chúng, sau khi nó đã vụt bay mất. Được đặt tên là 1991 BA, nó di chuyển cắt ngang chúng ta, cách chúng ta khoảng 106.000 dặm – đây là một khoảng cách nhỏ trong vũ trụ, có thể ví như một viên đạn đi qua ống tay áo nhưng lại không chạm vào cánh tay. Hai năm sau, một vật thể khác hơi lớn hơn một chút di chuyển cách chúng ta chỉ 90.000 dặm – đây là khoảng cách gần nhất được ghi nhận cho đến nay. Và chúng ta cũng chỉ nhận ra nó khi nó đã băng qua chúng ta mà không hề nhận được bất kỳ lời cảnh báo nào. Theo Timothy Ferris, viết trong tờ New Yorker, những chuyển động như thế có lẽ xảy ra hai hoặc ba lần một tuần mà chúng ta không hề hay biết.
Kính viễn vọng đặt tại trái đất không thể phát hiện được những vật thể có đường kính một trăm yard (1 yard = 0,914 mét) mãi đến khi nó chỉ còn cách trái đất chỉ vài ngày, và sự phát hiện này cũng chỉ là may mắn vì con số những người đang nghiên cứu về các vật thể này rất khiêm tốn. Chúng ta có thể so sánh con số những người trên thế giới thực sự đang nghiên cứu về các hành tinh nhỏ này còn ít hơn số nhân viên của một nhà hàng McDonald điển hình.
Trong khi Eugene Shoemaker đang cố gắng làm mọi người quan tâm đến những nguy cơ tiềm ẩn trong hệ mặt trời, một khám phá mới được thực hiện tại Ý bởi một nhà địa chất trẻ đến từ đài thiên văn Lamont Doherty tại Đại học Columbia. Đầu thập niên 1970, trong khi Walter Alvarez đang nghiên cứu ngoài trời tại hẻm núi Bottaccione Gorge, gần thị trấn Umbrian của Gubbio, ông tỏ ra rất ngạc nhiên đối với lớp đất sét mỏng màu đỏ xuất hiện giữa hai lớp đá vôi cổ – một từ kỷ creta và một từ kỷ tertiary. Các nhà địa chất học thường gọi đây là đường biên giới KT [1], và nó đánh dấu khoảng thời gian cách đây sáu mươi lăm triệu năm, khi loài khủng long và một nửa các loài khác đột nhiên biến mất. Alvarez băn khoăn về ý nghĩa của lớp đất sét mỏng này, chỉ dày một phần tư inch, ông cho rằng ắt hẳn nó có liên quan mật thiết đến lịch sử của trái đất.
Lúc này người ta quy ước rằng sự tuyệt chủng của loài khủng long đã xảy ra tại cùng thời điểm mà Charles Lyell đã xác định trước đó một thế kỷ – rằng loài khủng long đã bị tuyệt chủng cách đây hàng triệu năm. Nhưng sự mỏng manh của lớp đất sét này rõ ràng cho thấy rằng tại Umbria, nếu không còn nơi khác, đã có một điều gì đó rất đột ngột đã xảy ra. Đáng tiếc là vào thập niên 1970 không ai kiểm tra để xác định xem mất bao lâu lớp trầm tích này mới xuất hiện.
Lẽ ra Alvarez đã bỏ dở vấn đề ở đây, nhưng may mắn là ông có được sự trợ giúp của một người – cha ông, Luis. Luis Alvarez là nhà vật lý nguyên tử lừng danh, ông giành giải Nobel vật lý trong thập niên trước đó. Trước đó ông luôn tỏ ra coi thường sự quan tâm của con trai mình dành cho các loại đá, nhưng vấn đề này đã gợi sự thích thú nơi ông. Ông nhận thấy rằng câu trả lời ở đây có thể gắn liền với bụi trong không gian.
Mỗi năm trái đất nhận khoảng ba mươi nghìn tấn bụi không gian, đây là một lượng khá lớn nếu bạn thu gom thành một đống, nhưng lại trở nên vô cùng nhỏ khi được trải rộng trên toàn bề mặt trái đất. Được phân tán qua lớp bụi này là các nguyên tố lạ hiếm thấy trên trái đất. Trong số các nguyên tố lạ này có iridi, nguyên tố này tồn tại trong không gian nhiều gấp một nghìn lần so với ở lớp vỏ trái đất (vì, người ta cho rằng, hầu hết iridi trên trái đất đều chìm vào lõi của trái đất khi trái đất còn non trẻ).
Alvarez biết rằng trước đó một đồng nghiệp của mình tại phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley tại California, Frank Asaro, đã phát minh một kỹ thuật đo lường rất chính xác các thành phần hóa học của các loại đất sét, kỹ thuật này vận dụng một quá trình được gọi là phân tích sự hoạt hóa nơtron. Kỹ thuật này liên quan đến việc dùng các hạt nơtron bắn vào các mẫu vật trong một lò phản ứng hạt nhân nhỏ và cẩn thận đếm các tia gama phát ra; đây là một công việc vô cùng tỉ mỉ. Trước đó Asaro đã vận dụng kỹ thuật này để phân tích các mẫu đồ gốm, nhưng Alvarez lý luận rằng nếu ông đo lường được lượng các nguyên tố lạ trong các mẫu đất của con trai mình và so sánh số liệu đó với tốc độ lắng đọng hàng năm của nó, ông sẽ biết được rằng mất bao lâu chúng mới hình thành. Một buổi chiều tháng Mười năm 1977, Luis và Walter Alvarez ghé thăm Asaro và nhờ Asaro thực hiện các bước kiểm tra hộ họ.
Đó là lời yêu cầu khá táo bạo. Họ yêu cầu Asaro dành ra vài tháng khó nhọc để đo lường chính xác các mẫu đất này. Rõ ràng không ai có thể nghĩ rằng nghiên cứu của họ có thể đem lại những bước đột phá lớn.
“Vâng, họ rất có duyên, rất thuyết phục”, Asaro nhớ lại trong một cuộc phỏng vấn năm 2002. “Và dường như đó là một thử thách thú vị, thế nên tôi đồng ý thử. Đáng tiếc rằng khi ấy tôi còn nhiều việc đang dở dang, thế nên mãi tám tháng sau tôi mới có thể bắt đầu. Ngày 21 tháng Sáu năm 1978, lúc 1 giờ 45 phút chiều, chúng tôi đặt một mẫu đất vào máy dò. Nó vận hành suốt 224 phút và chúng tôi có thể nhận thấy rằng chúng tôi sắp sửa có những kết quả thú vị, thế nên chúng tôi dừng nó lại và bắt đầu quan sát”.
Kết quả thật bất ngờ, thực ra thoạt tiên cả ba nhà khoa học này cứ ngỡ rằng họ đã đi sai hướng. Lượng iridi trong mẫu đất của Alvarez nhiều hơn gấp ba trăm lần so với mức độ bình thường – nhiều hơn xa so với những gì họ mong đợi. Vài tháng sau Asaro và đồng nghiệp của mình là Helen Michel làm việc suốt ba mươi giờ đồng hồ (“Một khi bạn đã bắt đầu bạn không thể dừng lại”, Asaro giải thích) để phân tích các mẫu đất này, họ luôn luôn có cùng một kết quả như nhau. Các thử nghiệm trên các mẫu đất khác – từ Đan Mạch, Tây Ban Nha, Pháp, New Zealand, Antarctica – cho thấy rằng trầm tích iridi xuất hiện trên toàn thế giới và với một lượng lớn hơn mức bình thường đến năm trăm lần. Rõ ràng đã có một sự kiện nào đó rất lớn và đột ngột, và có lẽ đó là một biến động vô cùng lớn giống như cơn đại hồng thủy, đã xảy ra trên trái đất.
Sau khi suy xét cẩn thận, cha con Alvarez kết luận rằng lời giải thích hợp lý nhất – hợp lý đối với họ – là: trái đất đã từng bị tấn công bởi một hành tinh nhỏ hoặc một sao chổi nào đó.
Ý tưởng rằng trái đất đã bị va chạm hết lần này đến lần khác không phải là một ý tưởng mới mẻ gì. Năm 1942, một nhà vật lý học thiên thể tên là Ralph B. Baldwin đã đề xuất một khả năng như thế trong tạp chí Popular Astronomy. (Ông xuất bản trên tạp chí này vì không một nhà xuất bản khoa học nào khác chấp nhận in nó). Và ít nhất hai trăm nhà khoa học nổi tiếng khác, chẳng hạn nhà thiên văn học Ernst Opik và nhà hóa học nhận giải Nobel tên là Harold Urey, đã nhiều lần lên tiếng ủng hộ ý tưởng này. Thậm chí các nhà cổ sinh vật học cũng chẳng lạ gì với ý tưởng này. Năm 1956 một Giáo sư tại Đại học Oregon State, M. W. de Laubenfels, viết trong tờ Journal of Paleontology, đã tiên đoán được ý tưởng này qua đề xuất rằng có lẽ loài khủng long đã chết qua một vụ va chạm giữa trái đất và một vật thể từ không gian bên ngoài, và năm 1970 chủ tịch tổ chức American Paleontological Society, Dewey J. McLaren, đề xuất tại cuộc họp hàng năm về khả năng đã từng xuất hiện một vụ va chạm giữa trái đất và vật thể từ không gian.
Dường như để khẳng định rằng đây là một ý tưởng không hề mới lạ, năm 1979 một xưởng phim tại Hollywood phát hành một bộ phim có tựa đề Sao băng (“Có đường kính khoảng năm dặm… Di chuyển với tốc độ 30.000 mét/giờ – và không có nơi nào để ẩn nấp!”) với các diễn viên Henry Fonda, Natalie Wood, Karl Malden, và một viên đá rất lớn.
Thế nên, trong tuần lễ đầu tiên của năm 1980, tại cuộc họp của tổ chức American Association for the Advancement of Science, hai cha con nhà Alvarez công bố kết luận của họ rằng sự tuyệt chủng của loài khủng long không diễn ra suốt hàng triệu năm như người ta vẫn nghĩ, rằng sự tuyệt chủng này diễn ra đột ngột trong một vụ nổ duy nhất, rằng mọi người không nên bất ngờ về kết luận này.
Nhưng nó đã khiến mọi người sửng sốt. Mọi nơi, đặc biệt trong giới cổ sinh vật học, đều xem đó là một ý tưởng kỳ quặc.
“Các bạn hãy nhớ rằng”, Asaro nhắc nhở, “chúng ta không chuyên trong lĩnh vực này. Walter là nhà địa chất chuyên về cổ từ học, Luis là nhà vật lý và tôi là nhà hóa học nguyên tử. Và giờ đây chúng ta nói với các nhà cổ sinh vật học rằng chúng ta đã giải quyết được vấn đề đã từng khiến họ đau đầu suốt một thế kỷ”. Luis Alvarez nói khôi hài: “Chúng ta bị bắt quả tang khi đang hành nghề địa chất mà không có giấy phép”.
Nhưng cũng có một điều gì đó mâu thuẫn cơ bản trong giả thuyết về sự va chạm này. Niềm tin rằng quá trình hình thành đời sống trên cạn là quá trình diễn ra chầm chậm đã là một niềm tin cơ bản trong lịch sử tự nhiên kể từ thời của Lyell. Vào thập niên 1980, thuyết tai biến đã trở thành lạc hậu đến mức trở thành vô lý. Đối với hầu hết các nhà địa chất thì ý tưởng về sự va chạm tạo ra sự hủy diệt này, theo lời Eugene Shoemaker, là một ý tưởng “trái ngược với niềm tin khoa học”.
Điều đó cũng chẳng ích gì khi Luis Alvarez tỏ ra khinh miệt các nhà cổ sinh vật học và những đóng góp của họ đối với kiến thức khoa học. “Họ không phải là những nhà khoa học giỏi. Họ giống nhân viên đưa thư hơn”, ông viết trong tờ New York Times.
Những người phản đối giả thuyết của Alvarez đưa ra nhiều lời giải thích khác nhau về lớp trầm tích iridi – ví dụ, đó là kết quả của những lần phun trào núi lửa tại Ấn Độ Dương được gọi là Deccan Traps – và trên hết họ khẳng định rằng không có bằng chứng nào cho thấy loài khủng long biến mất một cách đột ngột cả. Một trong những người phản đối mạnh mẽ nhất ở đây là Charles Officer của Đại học Dartmouth. Ông khẳng định trong một cuộc phỏng vấn của báo chí rằng iridi đã được hình thành bởi các hoạt động núi lửa dù rằng ông chẳng có bằng chứng nào cho ý tưởng này. Cuối năm 1988 hơn một nửa các nhà cổ sinh vật học Hoa Kỳ thực hiện một cuộc khảo sát nọ và họ tiếp tục tin rằng sự tuyệt chủng của loài khủng long không hề liên quan gì đến các vụ va chạm từ không gian vũ trụ.
Có một bằng chứng ủng hộ giả thuyết của Alvarez: khu vực xảy ra sự va chạm. Về phần Shoemaker, cô con dâu của ông giảng dạy tại Đại học Iowa, thế nên ông rất quen thuộc với chiếc hố Manson qua những nghiên cứu của mình. Nhờ có ông mà lúc này mọi người bắt đầu quan tâm nhiều đến Iowa.
Địa chất học là môn học có nhiều biến tấu tùy theo từng khu vực. Tại Iowa, một bang có địa hình phẳng và có kết cấu địa tầng tương đối ổn định, ở đó không có các đỉnh núi cao hay các dòng sông băng khắc nghiệt, cũng không có lớp trầm tích của dầu hỏa hay các kim loại quý hiếm, cũng không có dấu hiệu gì về dòng nham thạch.
Ray Anderson và Brian Witzke trải qua cả đời làm việc tại đây giữa các đống giấy tờ, tài liệu, tạp chí, biểu đồ, và các mẫu đá nặng nề. Văn phòng làm việc của họ là nơi mà nếu bạn muốn tìm một thứ gì đó – một chiếc ghế, một tách cà phê, một chiếc điện thoại– bạn sẽ phải dọn dẹp mớ tài liệu hỗn độn này sang một bên.
“Đột nhiên chúng tôi trở thành trung tâm của mọi việc”, Anderson nói, hồi tưởng lại những gì đã qua, khi tôi gặp ông và Witzke tại văn phòng của họ vào một buổi sáng tháng Sáu mưa dầm ảm đạm. “Đó là khoảng thời gian tuyệt vời”.
Tôi hỏi họ về Eugene Shoemaker, người đã được mọi người tôn kính. “Ông là người tuyệt vời”, Witzke lập tức đáp. “Nếu không có ông ấy, có lẽ chúng tôi chẳng bao giờ giải quyết được vấn đề. Ngay cả khi có sự hỗ trợ của ông ấy, chúng tôi cũng phải mất hai năm để chuẩn bị mọi thứ và bắt tay vào việc. Việc khoan cắt là việc rất tốn kém – khoảng ba mươi lăm đô–la cho một foot (0,3048 m) vào thời ấy, vào thời điểm này chi phí còn cao hơn thế, và chúng tôi cần phải xuống sâu ba nghìn foot”.
“Đôi khi còn nhiều hơn thế”, Anderson nói thêm.
“Đôi khi còn nhiều hơn thế”, Witzke đồng ý. “Và tại nhiều khu vực khác nhau. Thế nên đó là công việc tốn nhiều tiền của. Rõ ràng nhiều hơn ngân sách của chúng tôi”.
Thế nên sự cộng tác giữa Iowa Geological Survey và U. S. Geological Survey được hình thành.
“Ít nhất chúng tôi cũng nghĩ rằng đó là một sự cộng tác”, Anderson nói, kèm với nụ cười buồn.
“Đó là bài học cho chúng tôi”, Witzke tiếp tục. “Thực ra giai đoạn đó xuất hiện nhiều điều tồi tệ trong khoa học – người ta vội vã đi đến các kết luận mà không hề thẩm định kỹ càng”. Một trong những kết luận quá vội vã này được trình bày tại cuộc họp hàng năm của tổ chức American Geophysical Union vào năm 1985, khi Glenn Izett và C. L. Pillmore của U. S. Geological Survey thông báo rằng chiếc hố Manson có liên quan mật thiết đến sự tuyệt chủng của loài khủng long. Lời công bố này thu hút nhiều sự quan tâm của báo chí nhưng đáng tiếc đó lại là một kết luận quá hấp tấp. Một cuộc điều nghiên cẩn thận về các dữ liệu liên quan cho thấy rằng chiếc hố Manson không những quá nhỏ mà còn xuất hiện trước khi loài khủng long tuyệt chủng đến chín triệu năm.
Anderson và Witzke biết rằng mình đã thất bại trong việc này khi họ xuất hiện tại một cuộc hội nghị tại Nam Dakota và nhận thấy mọi người tìm đến họ với vẻ cảm thông và nói rằng: “Chúng tôi nghe nói các anh đã thất bại trong vụ chiếc hố Manson”. Đó là lần đầu tiên họ biết rằng trước đó Izett và các nhà khoa học của U. S. Geological Survey vừa mới công bố các con số chính xác hơn cho thấy rằng chiếc hố Manson không thể là chiếc hố tạo ra sự tuyệt chủng của loài khủng long.
“Thật choáng váng”, Anderson nhớ lại. “Tôi muốn nói là, trước đó chúng tôi là những nhân vật quan trọng nhưng rồi đột nhiên chúng tôi chẳng là gì cả. Nhưng điều tệ hơn nữa là: những người mà chúng tôi xem là những người cộng tác với mình lại chẳng hề quan tâm đến việc chia sẻ với chúng tôi những khám phá mới của họ”.
“Tại sao không?”
Anderson nhún vai. “Ai mà biết được! Dù sao điều này cũng cho thấy rằng khoa học là một trò chơi chẳng có gì hấp dẫn khi bạn đến một giai đoạn nào đó”.
Việc khám phá chuyển sang một nơi khác. Tình cờ vào năm 1990 một trong số các nhà nghiên cứu, Alan Hildebrand của Đại học Arizona, gặp gỡ một phóng viên của tờ Houston Chronicle, phóng viên này tình cờ biết đến một vành đai không thể giải thích được, vành đai này có đường kính 120 dặm và độ sâu 30 dặm, dưới vùng Yucatan Peninsula của Mexico tại Chicxulub, gần thành phố Progreso, khoảng 60 dặm hướng về phía nam của New Orleans. Trước đó vành đai này đã được khám phá bởi Pemex, một công ty dầu hỏa của Mexico, vào năm 1952 – rất ngẫu nhiên, đây cũng là năm mà Eugene Shoemaker lần đầu tiên đến thăm chiếc hố sao băng tại Aiona – nhưng các nhà địa chất học của công ty xác định rằng đó là vành đai núi lửa, rất hợp với suy nghĩ chung của thời điểm đó. Hildebrand tìm đến khu vực này và lập tức khẳng định rằng họ đã tìm được chiếc hố họ muốn tìm. Đầu năm 1991, gần như mọi người đều cảm thấy hài lòng khi Chicxulub chính thức được công nhận là khu vực xảy ra vụ va chạm giữa trái đất và vật thể không gian.
Tuy nhiên, nhiều người vẫn không hiểu được hậu quả của cú va chạm này. Theo lời Stephen Jay Gould thuật lại trong một bài tiểu luận của mình: “Tôi nhớ rằng thoạt tiên tôi rất nghi ngờ về tác động của một sự kiện như thế… [Tại sao một vật thể có đường kính chỉ sáu dặm lại có thể tạo ra một chiếc hố có đường kính tám nghìn dặm được?]”
Một cuộc xét nghiệm về giả thuyết này xuất hiện khi Shoemaker và Levy khám phá rằng sao chổi Shoemaker–Levy 9 đang tiến thẳng về phía sao Mộc. Lần đầu tiên trong lịch sử, con người có thể chứng kiến một vụ va chạm trong vũ trụ – nhờ bởi kính thiên văn hiện đại của Hubble. Theo lời Curtis Peeles thì hầu hết các nhà thiên văn học đều cho rằng sao chổi này không phải là một khối cầu mà là một chuỗi gồm hai mươi mảnh. Một nhà khoa học nọ đã viết, “Tôi nghĩ rằng sao Mộc sẽ nuốt chửng loạt sao chổi này và chẳng hề bị suy suyển gì đáng kể”. Một tuần lễ trước vụ va chạm này, tờ Nature xuất bản một bài báo tiên đoán rằng vụ va chạm này sẽ diễn ra nhẹ nhàng giống như một cơn mưa sao băng.
Những va chạm này bắt đầu diễn ra từ ngày 16 tháng Bảy, 1994, tiếp diễn suốt một tuần lễ và mạnh mẽ hơn nhiều so với những gì mà bất kỳ ai – ngoại trừ Eugene Shoemaker – mong đợi. Một mảnh của loạt sao chổi này, được đặt tên là Nucleus G, lao thẳng vào sao Mộc với một lực khoảng sáu triệu megaton – mạnh gấp bảy mươi lăm lần so với tổng mọi loại vũ khí hạt nhân mà chúng ta có. Nucleus G chỉ có kích cỡ bằng một ngọn núi nhỏ, nhưng vết thương mà nó tạo ra trên bề mặt sao Mộc có kích cỡ bằng trái đất. Đây là một đòn đánh mạnh vào những ai phản đối học thuyết của Alvarez.
Luis Alvarez không bao giờ biết đến những khám phá về chiếc hố Chicxulub hay sao chổi Shoemaker–Levy, vì ông qua đời trước đó vào năm 1988. Shoemaker cũng sớm qua đời. Tại lễ kỷ niệm lần thứ ba về vụ va chạm Shoemaker–Levy, ông và vợ mình vẫn đang ở vùng rừng núi nước Úc, năm nào họ cũng đến đó để tìm kiếm những khu vực đã từng xảy ra những vụ va chạm từ vũ trụ. Tại sa mạc Tanami – được xem là một trong những nơi hoang vắng nhất thế giới – họ bắt gặp một chiếc xe tải đang tiến về phía họ. Shoemaker bị giết ngay lập tức, vợ ông bị thương tích nặng. Một phần tro từ xương cốt của ông được mang lên mặt trăng bằng tàu không gian Lunar Prospector. Phần còn lại được rải quanh chiếc hố sao băng.
Anderson và Witzke không còn cho rằng chiếc hố này đã giết chết loài khủng long, “nhưng chúng ta vẫn còn chiếc hố do sự va chạm từ vũ trụ lớn nhất và được bảo tồn gần như nguyên vẹn”, Anderson nói. “Hố Chicxulub được chôn vùi dưới hai hoặc ba km đá vôi và phần lớn bị chôn vùi dưới nước biển, điều này khiến chúng ta gặp khó khăn trong việc nghiên cứu nó. Trong khi hố Manson lại rất dễ tiếp cận. Chính vì nó bị chôn vùi nên nó gần như ở tình trạng nguyên thủy”.
Tôi hỏi họ rằng ngày nay nếu có một tảng đá tương tự như thế sắp va chạm vào trái đất thì liệu chúng ta có nhận được lời cảnh báo nào không.
“0, có lẽ là không”, Anderson nói với vẻ phấn khởi. “Mắt thường của chúng ta không thể trông thấy được nó mãi đến khi nó nóng lên, và nó không thể nóng lên mãi đến khi nó tiếp cận với bầu khí quyển của trái đất, khi ấy khoảnh khắc nó sắp đâm sầm vào trái đất là một giây đồng hồ. Ở đây chúng ta đang nói đến một vật thể di chuyển với vận tốc nhanh hơn vận tốc của một đầu đạn gấp hàng chục lần. Trừ khi một ai đó trông thấy nó qua kính viễn vọng, và không ai có để đảm bảo được điều này, nó sẽ bất ngờ đâm sầm vào trái đất”.
Một hành tinh nhỏ hoặc một sao chổi di chuyển ở vận tốc lớn sẽ tiếp cận với bầu khí quyển của trái đất với tốc độ nhanh đến mức không khí bên dưới nó không kịp dạt sang hai bên và sẽ bị nén lại, giống như chiếc ống bơm xe đạp. Như các bạn đều biết, không khí bị nén sẽ trở nên vô cùng nóng, và nhiệt độ của nó có thể lên đến khoảng 60.000 Kelvin, nói cách khác, nhiệt độ này cao gấp mười lần nhiệt độ bề mặt của mặt trời. Ngay khi nó tiếp cận với bầu khí quyển của trái đất, mọi thứ trên đường đi của nó – con người, nhà cửa, xe cộ – sẽ bị đè bẹp và biến mất giống như tờ giấy bóng biến mất trong ngọn lửa.
Chỉ một giây sau khi tiếp cận bầu khí quyển trái đất, thiên thạch này sẽ va mạnh vào bề mặt trái đất. Chính thiên thạch này cũng bị bốc hơi ngay lập tức, nhưng cú va chạm này sẽ làm nổ tung một nghìn kilomet khối đá, đất, và các loại khí cực nóng. Mọi loài vật sống trong bán kính 150 dặm nếu không bị giết chết bởi nhiệt độ cao thì cũng bị giết chết bởi vụ nổ này. Bức xạ xuất hiện ở dạng một làn sóng di chuyển với tốc độ ánh sáng, hất tung mọi thứ.
Đối với những đối tượng ngoài khu vực bị hủy diệt tức thì này, dấu hiệu đầu tiên mà họ nhận thấy về thảm họa này là một tia chớp cực sáng – sáng nhất so với bất kỳ thứ gì họ đã nhìn thấy – sau đó một hoặc hai phút là bóng đêm bao phủ mọi thứ, che kín bầu trời, bóng đêm này di chuyển với tốc độ hàng nghìn dặm/giờ.
Trong vòng vài phút, toàn bộ khu vực từ Denver đến Detroit và khu vực đã từng là Chicago, St. Louis, Kansas City, và Twin Cities – nói ngắn gọn là toàn bộ khu vực trung tâm phía Bắc Hoa Kỳ – gần như mọi thứ đều bị san bằng hoặc bốc cháy, và gần như mọi vật sống đều bị diệt vong. Những người sống cách đó một nghìn dặm sẽ bị hất văng lên hoặc bị xô ngã bởi một cơn bão mạnh. Sự tàn phá của vụ nổ này sẽ giảm dần tại các khu vực cách xa tâm chấn động hơn một nghìn dặm.
Nhưng đó chỉ là sóng xung kích. Chúng ta chỉ có thể phỏng đoán về những thiệt hại mà nó gây ra. Sự va chạm này có thể tạo ra hàng loạt các vụ động đất liên tục. Núi lửa trên toàn thế giới sẽ sôi ùng ục và phun trào. Sóng địa chấn xuất hiện và gây thiệt hại cho các bờ biển trên toàn cầu. Trong khoảng thời gian một giờ đồng hồ, một đám mây đen sẽ bao phủ cả hành tinh này, các tảng đá bốc cháy và các mảnh vụn bay tứ tung, gây ra nhiều vụ hỏa hoạn trên trái đất. Ít nhất một tỷ rưỡi người trên hành tinh này sẽ chết ngay trong ngày đầu tiên. Sự nhiễu loạn ở tầng điện ly sẽ phá hủy hệ thống liên lạc toàn cầu, thế nên những người sống sót sẽ chẳng biết điều gì đang xảy ra. Một nhà bình luận nọ đã diễn đạt rằng, việc tẩu thoát đồng nghĩa với việc “chọn một cái chết diễn ra chậm hơn. Dù bạn có cố gắng chạy đến đâu thì bạn cũng có rất ít cơ may sống sót, vì lúc này khả năng dung dưỡng sự sống của trái đất đã bị giảm thiểu”.
Lượng tro bụi trong không khí từ vụ va chạm này sẽ che kín bầu trời suốt nhiều tháng, thậm chí nhiều năm. Năm 2001 các nhà nghiên cứu của học viện kỹ thuật California phân tích các chất đồng vị heli từ lớp trầm tích còn sót lại sau vụ va chạm KT và kết luận rằng nó đã tác hại đến khí hậu của trái đất suốt mười nghìn năm. Đây rõ ràng là bằng chứng ủng hộ khái niệm rằng sự tuyệt chủng của loài khủng long đã diễn ra rất đột ngột. Chúng ta chỉ có thể phỏng đoán rằng liệu con người có thể đương đầu với một thảm họa như thế hay không.
Và, xin hãy ghi nhớ rằng rất có khả năng điều này sẽ xuất hiện mà không hề có bất kỳ lời cảnh báo nào từ vũ trụ.
Nhưng giả sử chúng ta có thể phát hiện một thiên thể nào đó đang tiến gần đến chúng ta. Chúng ta sẽ làm gì? Mọi người đều nghĩ rằng chúng ta sẽ dùng tên lửa bắn nát nó thành nhiều mảnh trên không trung. Tuy nhiên, ý tưởng này cũng gặp phải vài rắc rối. Trước tiên, theo lời John S. Lewis, các tên lửa của chúng ta được thiết kế không phù hợp với các mục tiêu như thế. Chúng không có đủ sức mạnh để thoát ra khỏi trọng lực của trái đất và, dù chúng có thể thoát ra khỏi trọng lực của trái đất, không có kỹ thuật nào có thể điều khiển chúng qua khoảng cách hàng chục triệu dặm trong không gian. Tệ hơn thế, chúng ta không còn tên lửa nào đủ mạnh để đưa con người vượt xa hơn mặt trăng. Tên lửa gần đây nhất có thể đưa con người vượt xa hơn mặt trăng, Saturn 5, đã về hưu cách đây nhiều năm và vẫn chưa được thay thế bằng loại tên lửa khác. Chúng ta cũng không thể nhanh chóng xây dựng một tên lửa mới vì, thật ngạc nhiên, các kế hoạch dành cho tên lửa Saturn đã bị NASA gạt bỏ.
Ngay cả khi chúng ta có thể tìm cách dùng tên lửa bắn phá thiên thể này và làm nổ tung nó thành nhiều mảnh, có khả năng chúng ta sẽ biến nó thành một loạt các tảng đá lớn liên tục oanh tạc trái đất theo cách mà sao chổi Shoemaker–Levy đã oanh tạc sao Mộc – nhưng sự khác biệt ở đây là lúc này các tảng đá sẽ tạo ra năng lực phóng xạ cực lớn. Tom Gehrels, một chuyên gia săn tìm các thiên thể tại Đại học Arizona, nghĩ rằng dù chúng ta có nhận được lời cảnh báo trước một năm thì có lẽ chúng ta cũng không kịp có được những hành động thích đáng. Tuy nhiên, khả năng rất lớn là chúng ta không thể trông thấy bất kỳ vật thể nào – ngay cả sao chổi – mãi đến khi nó chỉ còn cách chúng ta sáu tháng, lúc này mọi việc đã trở thành quá trễ. Sao chổi Shoemaker–Levy 9 đã di chuyển quanh sao Mộc từ năm 1929, nhưng nửa thế kỷ sau chúng ta mới có thể phát hiện ra nó.
Dù chúng ta có biết được rằng một vật thể nào đó đang hướng về phía mình, chúng ta cũng không khẳng định được rằng liệu nó có đâm vào chúng ta hay không mãi đến khi nó chỉ còn cách chúng ta vài tuần lễ.
“Một sự kiện giống như cú va chạm Manson có thường xảy ra không?” tôi hỏi Anderson và Witzke.
“Bình quân là một lần sau mỗi một triệu năm”, Witzke nói.
“Và hãy nhớ rằng”, Anderson tiếp lời, “Đây là một sự kiện tương đối không quan trọng. Bạn có biết rằng vụ nổ Manson đã khiến bao nhiêu loài bị tuyệt chủng không?”.
“Tôi không biết”, tôi đáp.
“Không loài nào cả”, Anderson nói, với vẻ hài lòng. “Không loài nào cả”.
Dĩ nhiên, Witzke và Anderson cùng tiếp lời, sẽ có sự thiệt hại nghiêm trọng cho trái đất như đã mô tả, sẽ có sự hủy diệt trong bán kính hàng trăm dặm. Nhưng khi làn khói bụi biến mất thì mọi loài vẫn còn sống sót với số lượng đủ để duy trì nòi giống.
Dường như tin tốt ở đây là rất khó có thể hủy diệt toàn bộ một chủng loài nào đó. Tin xấu ở đây là: chúng ta không thể hoàn toàn hy vọng vào tin tốt. Tệ hơn thế, chúng ta không cần phải ngước nhìn bầu trời để tìm kiếm những thảm họa. Như những gì chúng ta sắp sửa thấy, chính trái đất luôn mang bên nó rất nhiều tiềm năng của các thảm họa.
____________
[1] Người ta thường viết là KT hơn so với CT vì C là ký tự tắt của Cambrian. Tùy vào việc bạn tin vào nguồn nào, K là ký tự xuất nguồn từ tiếng Hy Lạp kreta hoặc tiếng Đức kreide. Cả hai đều có nghĩa là “phấn”, từ Cretaceous cũng có nghĩa là “phấn”.
