Cách đây đúng 100 năm đã xảy ra một vụ nổ bí ẩn tại vùng Tunguska, Siberia (Nga), gây nên bởi một thiên thể mà bản chất của nó cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa xác định thống nhất là gì. Người ta hy vọng sẽ làm sáng tỏ bí ẩn của vụ nổ đó trong năm đặc biệt này, năm thứ 100 của thảm họa Tunguska.

Vụ nổ Tunguska

Vào lúc 7h14’ ngày 30.6.1908, tại trung tâm Siberia (gần sông Podkamennaya Tunguska, một vùng taiga hoang vắng không dân cư, băng giá suốt 8-9 tháng trong năm) đã xảy ra một vụ va chạm lớn nhất trong lịch sử loài người giữa một thiên thể với trái đất (hình 1, 2).

Hình 1: Một quả cầu lửa rất lớn nhìn thấy trên bầu trời là dấu hiệu đầu tiên của một thiên thể bí ẩn đã bùng nổ trên vùng Siberia. Trong bức tranh là nông trang viên  Semen Semenov, nhân chứng vụ nổ từ một điểm cách xa 65 km.

Hình 2: Vị trí của Tunguska trên vùng Siberia.                           

Tác động vụ của nổ lan truyền khắp khu vực Bắc Âu và Trung Á. Dân chúng thành phố Luân Đôn (Anh) nhìn thấy một quầng ánh sáng lạ trên bầu trời và thậm chí còn đọc được báo mà không cần đến đèn. Mặc dù đa số nghĩ rằng đây là một vụ va chạm của một tiểu hành tinh hoặc một sao chổi, song một điều khó hiểu là, đến nay người ta vẫn chưa tìm thấy miệng hố gây nên bởi va chạm với trái đất hoặc dấu vết của thiên thể đó.

Việc nghiên cứu vụ nổ Tunguska rất quan trọng vì những va chạm đó có ảnh hưởng đến quá trình tiến triển của trái đất. Khoảng 4,4 tỷ năm về trước, một tiểu hành tinh có kích thước như sao Hoả đã va chạm với trái đất làm bắn ra những mảnh vỡ mà sau này đã tạo thành mặt trăng. Một va chạm khác có thể là nguyên nhân hủy diệt loài khủng long vào thời điểm  65 triệu năm trước1.

Tần suất của một va chạm như Tunguska là khoảng 1/200 năm đến 1/1000 năm.

Nghiên cứu vụ nổ Tunguska giúp chúng ta có thể đối diện với những vụ va chạm tương tự trong tương lai và giúp chúng ta tìm cách ngăn ngừa được chúng. Vụ nổ Tunguska không chỉ có ý nghĩa riêng đối với nước Nga mà là đối với toàn nhân loại. Các nhà khoa học cho rằng, để tránh được các va chạm thì khả năng làm lệch quỹ đạo của thiên thể nhiều hơn khả năng phá nổ thiên thể như trong kịch bản của các nhà làm phim Hollywood.

Thiên thể Tunguska là vật gì?

Việc đầu tiên là tìm hiểu xem thiên thể Tunguska (Tunguska Cosmic Body - TCB)  là một tiểu hành tinh hay là một sao chổi? Vì sao chổi xuất hiện với tần suất rất thấp cho nên nếu TCB là một sao chổi thì vụ nổ Tunguska quả là một hiện tượng hy hữu.

Nếu TCB là một tiểu hành tinh thì tại sao không tìm thấy miệng hố va chạm và những mảnh vỡ? Có thể khi đi qua bầu khí quyển do áp suất và nhiệt độ lớn nên tiểu hành tinh đã nổ tan, không để lại những mảnh vỡ có kích thước đáng kể và thảm họa chỉ gây nên bởi sóng xung kích và nhiệt?

Đoàn khảo sát thứ nhất

Vùng Tunguska xa xôi và tình hình chế độ Sa hoàng sắp đổ, chiến tranh thế giới thứ nhất, cách mạng 1917 là những yếu tố ngăn cản việc tổ chức các đoàn tham hiểm sớm hơn. Chỉ đến năm 1927 mới có Leonid Kulik, (Viện Hàn lâm Khoa học Nga), lãnh đạo đoàn khảo sát thứ nhất đến Tunguska2. Khi Kulik đến, đó là một cảnh tượng hoang tàn rộng hơn 2.000 km2 với khoảng 80 triệu cây bị san phẳng (hình 3) và diện tích bị tác động có dạng hình một con bướm. Kulik đoán rằng TCB là một thiên thạch sắt. Kulik còn dẫn đầu các đoàn khảo sát vào các năm 1920 và 1930 song không tìm thấy miệng hố va chạm cũng như các mảnh vỡ của TCB. Kulik mất năm 1942.

Hình 3: Cảnh tượng Tunguska  do đoàn của Kulik chụp năm 1928.

Các giả thuyết

·          Năm 1978, nhà thiên văn học Slovak Lubor Kresak đưa ra ý tưởng TCB là một mảnh của sao chổi với chu kỳ ngắn có tên là Enke.

·          Năm 1983, nhà thiên văn học Zdenek Sekanina phê bình kịch bản sao chổi, cho rằng nếu đó là sao chổi thì các thành phần của sao chổi đã bị phá hủy trên bầu trời truớc khi có thể gây một tác động lớn cho mặt đất, vì sao chổi chỉ gồm những mảnh đá, bụi và băng. Song nếu đó là một tiểu hành tinh thì vì sao không tìm thấy miệng hố va chạm?

·          Bom khinh khí thiên nhiên? Các nhà thiên văn D’Alessio và Harms cho rằng, một lượng deuterium trong sao chổi khi đi qua khí quyển đã chịu một phản ứng tổng hợp nhiệt hạch và gây nên vụ nổ của một quả bom khinh khí thiên nhiên.

·          TCB là một lỗ đen? Năm 1973, Albert A.Jackson và Michael P.Ryan (Đại học Texas - Mỹ) cho rằng, đây là một lỗ đen nhỏ (khoảng 1.020 g đến 1.022 g) đã đi xuyên ngang trái đất. Song giả thuyết này gây khó hiểu vì không tìm thấy dấu vết lối ra của lỗ đen khỏi trái đất3.

·          Phản vật chất? Năm 1965, Cowan, Atluri và Libby cho rằng, sự kiện Tunguska đã xảy ra vì một lượng phản vật chất đã rơi từ vũ trụ xuống. Giả thuyết này khó đứng vững vì người ta không quan sát được một lượng phản vật chất trong vùng vũ trụ quanh chúng ta; ngoài ra, nếu có một lượng phản vật chất như thế thì chúng ta đã phải quan sát được nhiều tia gamma sinh ra vì sự tương tác của phản vật chất với môi trường vũ trụ.

·          Các nhà nghiên cứu UFO (Unidentified Flying Object - Đĩa bay) còn đưa ra giả thuyết mạnh bạo rằng TCB là một con tàu vũ trụ của người ngoài hành tinh đã bị nổ trên bầu trời Tunguska khoảng 5 đến 10 km trên không (giả thuyết này có thể bắt nguồn từ cuốn sách của nhà văn viễn tưởng Alexander Kazantsev). Họ cho rằng, đã tìm được một thỏi kim loại nghi là một mảnh vỡ của con tàu vũ trụ ngoài hành tinh. Nhà khoa học Nga Yuri Lavbin còn đưa ra kịch bản: TCB đã bị bắn phá bởi một con tàu vũ trụ của người ngoài hành tinh để cứu trái đất khỏi một thảm họa trước mắt. Yuri Lavbin nói rằng, chúng ta đã được cứu sống nhờ một sức mạnh của một nền văn minh thượng đẳng.

·          Nhà vật lý Nga Andrei Ol’Khovatov đưa ra giả thiết là vụ nổ gây nên bởi các kiến tạo địa chất (tectonic). Cơ sở là, quỹ đạo giả định của thiên thể trùng với các đường nứt địa chất và tâm nổ trùng với một miệng núi lửa lâu đời. Ông cho rằng các hiện tượng quang học mà các nhân chứng nhìn thấy là do các quá trình đột ngột trong kiến tạo địa chất (hiệu ứng điện áp - piezo electrique). Song giả thiết này không phù hợp với lời kể của hơn 800 nhân chứng vụ nổ Tunguska.

·          Một số nhà vật lý đưa ra giả thiết TCB là một tiểu hành tinh giống như tiểu hành tinh Mathilde phát hiện năm 1997. Tiểu hành tinh này cấu trúc không có liên kết chắc chắn và mật độ khối lượng gần mật độ khối lượng của nước, do đó, tiểu hành tinh này nổ trên bầu trời và chỉ có sóng xung kích tác động vào mặt đất.

Một giả thuyết gây nhiều tin cậy hơn cả

Tháng 3.2007, tại hội thảo quốc tế Bảo vệ hành tinh (được tổ chức tại Đại học Washington, Mỹ), nhà khoa học Nga A.E.Zlobin đã trình bày giả thuyết của mình sau nhiều năm nghiên cứu Tunguska và đi đến kết luận bản chất sao chổi của TCB. Theo Zlobin4, TCB khi tiến gần trái đất bị phân làm 4 mảnh gây nên 4 vụ nổ tạo một diện tích rừng cháy và ngã đổ. Diện tích vùng cháy có hình dạng một con bướm với 3 hình móng ngựa ở phía trong, và ở phía nam còn có một hình móng ngựa khác là vùng các cây bị ngã đổ. Các hình móng ngựa theo tính toán động học của Zlobin được hình thành do các sóng xung kích đạn đạo (ballistic shock wave) (hình 4). A.E.Zlobin còn trình bày một mảnh của sao chổi tìm thấy ở Tunguska (hình 5).

Hình 4: Sơ đồ quỹ đạo 3 chiều của 4 mảnh sao chổi.

 Hình 5: Mảnh vỡ tìm thấy tháng 7.1988 bởi A.E.Zlobin.

Giả thuyết của Zlobin về bản chất sao chổi của TCB không được Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia - Mỹ cùng các cộng tác viên công nhận (17.12.2007). Song theo ý kiến của Viện sĩ Nga N.V.Vasilijev, người đã bỏ công nghiên cứu vụ nổ Tunguska hơn 40 năm thì giả thuyết của Zlobin có lẽ gần sự thật nhất.

Ước tính năng lượng

Năm 1975, Ari Ben-Menahem, Viện Khoa học Weizmann (Israel) ước tính năng lượng thoát ra ở Tunguska vào khoảng bằng 1.000 quả bom nguyên tử mà Mỹ đã ném xuống Hiroshima.

Một ước tính khác cho rằng năng lượng thoát ra tương đương với một vụ động đất 5 độ Richter. Theo Zlobin  thì năng lượng bằng khoảng 5,6 x1016 J.

Một chi tiết mới quan trọng: Hồ Cheko

Hai nhà khoa học Nga V.A.Koshelev và K.P.Florensky lưu ý đến sự hiện diện của một hồ nhỏ (hồ Cheko) nằm cách tâm nổ khoảng 8 km theo hướng bắc - tây bắc. Koshelev cho rằng, hồ này chính là miệng hố va chạm. Song, Florensky bác bỏ ý tưởng này vì cho rằng, hồ Cheko tồn tại trước vụ Tunguska căn cứ trên các lớp trầm tích dày trên 7 m dưới đáy hồ.

Có thể hồ này là hộp đen của vụ nổ Tunguska? Nhóm các nhà khoa học Mỹ phối hợp với Đại học quốc gia Matxcơva và Đại học quốc gia Tomsk (có sự tham gia của nhà du hành vũ trụ Georgi M.Grechko) đã đến Tunguska khảo sát. Họ đã dùng các kỹ thuật hiện đại và GPS (Global Positioning System - Định vị toàn cầu) để nghiên cứu tôpô (địa hình) toàn vùng liên quan trong đó có hồ Cheko.

Một điều rất lạ là đáy hồ có dạng một cái phễu không giải thích được!

Dạng cái phễu của hồ Cheko (hình 6) giống như dạng của miệng hố Odessa tạo nên 25.000 năm trước bởi va chạm của một tiểu hành tinh nhỏ. Cũng cần chú ý rằng dạng thường gặp hơn là dạng một cái bát hơn là dạng một cái phễu. Các nhân chứng nói rằng, hồ Cheko được tạo bởi Tunguska. Vậy làm sao giải thích được độ dày các trầm tích dưới đáy hồ?

Người ta giả thiết rằng, trước đây đã có một khu rừng mọc ở đấy trước khi hồ hình thành và trầm tích nằm chồng lên trên khu rừng đó làm cho độ dày trầm tích tăng lên và điều này cho phép giả đoán rằng hồ Cheko không tồn tại trước vụ nổ Tunguska.

Một điều rất lý thú nữa là, khi dùng máy đo phản xạ âm, nhóm các nhà khoa học Mỹ phát hiện dường như tồn tại một vật thể cứng ở phía dưới đáy hồ, phải chăng đây là một mảnh vỡ của vụ nổ Tunguska?

Nhóm các nhà khoa học Mỹ vô cùng ấn tượng bởi những phát hiện này và sẽ quay lại đây trong năm 2008, năm thứ 100 của hiện tượng Tunguska.

Hình  6: Tái tạo 3D (3 chiều) của hồ Cheko dựa trên những dữ liệu tôpô thu được. Mức nước đã được hạ thấp xuống 40 m để bộc lộ hình dáng cấu trúc của hồ.

Người ta hy vọng trong năm 2008 sẽ vén được bức màn bí mật về vụ nổ Tunguska, tìm ra bản chất TCB. Điều này rất quan trọng cho việc nghiên cứu những biến thiên trong quá trình kiến tạo và chuyển động trái đất, và theo ý kiến của nhà khoa học Zlobin, nó còn giúp chúng ta có thêm kinh nghiệm thực tế trong những cuộc đối diện với các thảm họa có thể xảy ra, trong việc hình thành những tổ chức cấp cứu (emergency organisations) toàn cầu và tìm khả năng bảo vệ trái đất5.

                                                                                                    Cao Chi

Tài liệu tham khảo

¹Luca Gasperini, Enrico Bonatti and Giuseppe Longo, The Tunguska Mystery-100 Years Later Scientific American, June 30, 2008.

² Kulik, L. A.Akademiia Nauk S.S.S.R, Co. R. (Doklady), No. 23, 399 (1927).

³ Albert A.Jackson and Michael P.Ryan - “Was the Tungus Event due to a Black Hole?” Nature, vol. 245, September 14, 1973, pp. 88-89.

⁴A.E.Zlobin, Quasi Three-dimensional Modeling of Tunguska Comet Impact (1908),
2007 Planetary Defence Conference, March 5-8, 2007.

⁵ A.E.Zlobin, Comet Danger, CIAM , 9-10 (36-37) 28/Jule 1995.