Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Điều gì sẽ xảy ra nếu Trái Đất bị một tiểu hành tinh thảm khốc khác đâm vào?
Trong khi một sự kiện như vậy sẽ gây ra thảm họa, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Vật lý Khí hậu IBS (ICCP) tại Đại học Quốc gia Pusan ở Hàn Quốc tự hỏi cụ thể khí hậu và hệ sinh thái của Trái đất có thể thay đổi như thế nào sau một tác động như vậy. Họ tính toán rằng có một cơ hội rất nhỏ — khoảng 1 trong 2700, hay chính xác là 0,037% — rằng tiểu hành tinh Bennu, có kích thước gần bằng Tòa nhà Empire State, có thể va chạm với hành tinh của chúng ta vào tháng 9/2182. Bennu là mục tiêu của nhiệm vụ lấy mẫu tiểu hành tinh OSIRIS-REx của NASA, đã hạ cánh trong thời gian ngắn trên tảng đá vũ trụ vào tháng 10/2020 để thu thập hơn 4 ounce vật liệu, sau đó mang mẫu đó trở lại Trái đất để hạ cánh xuống sa mạc Utah vào tháng 9/2023.
Mặc dù khả năng Bennu va chạm với Trái đất có vẻ đáng báo động, nhưng chúng không hoàn toàn bất ngờ. "Trung bình, các tiểu hành tinh cỡ trung bình va chạm với Trái đất khoảng 100–200 nghìn năm một lần. Điều này có nghĩa là tổ tiên loài người thời kỳ đầu của chúng ta có thể đã trải qua một số sự kiện dịch chuyển hành tinh này trước đây với những tác động tiềm tàng đến quá trình tiến hóa của con người và thậm chí cả cấu tạo di truyền của chính chúng ta", Axel Timmermann, giáo sư tại IBS và là một trong những tác giả đóng góp cho nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố.
Trong khi một số người lo lắng về khả năng va chạm thấp của Bennu, các nhà nghiên cứu IBS đã sử dụng các mô hình khí hậu tiên tiến và siêu máy tính Aleph để tìm ra điều gì sẽ xảy ra sau đó.
"Tùy thuộc vào các thông số va chạm, một vụ va chạm giữa một tiểu hành tinh cỡ trung bình và Trái Đất có thể gây ra sự tàn phá ở quy mô khu vực đến quy mô lớn", Timmermann và đồng nghiệp Lan Dai đã viết trong nghiên cứu của họ . "Ngoài những tác động tức thời như bức xạ nhiệt, động đất và sóng thần, các vụ va chạm tiểu hành tinh sẽ có những tác động lâu dài đến khí hậu bằng cách thải ra một lượng lớn khí dung và khí vào khí quyển".
Các nghiên cứu trước đây đã khám phá sâu rộng hậu quả của tiểu hành tinh Chicxulub lớn hơn nhiều , xảy ra khoảng 66 triệu năm trước và có khả năng gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt của loài khủng long . Nhưng không phải tác động có tác động tàn phá nhất: tiểu hành tinh rộng 6 dặm (10 km) này đã phun ra một lượng lớn bụi, bồ hóng và lưu huỳnh vào khí quyển, tạo ra "mùa đông va chạm" toàn cầu.
Dai và Timmermann viết: "Người ta ít chú ý đến tác động của các vụ va chạm tiểu hành tinh cỡ trung bình, xảy ra thường xuyên hơn nhiều so với các tiểu hành tinh 'sát thủ hành tinh' nhưng vẫn có thể gây ra hậu quả đáng kể trên toàn cầu".
Tác động của lượng bụi quá lớn đến khí hậu phụ thuộc vào một số yếu tố: lượng bụi xâm nhập vào bầu khí quyển của Trái Đất , bụi được "tiêm" vào đâu và bụi tồn tại trong bao lâu.
Sau khi chạy một số kịch bản sử dụng mô hình của họ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc phun khoảng 100–400 triệu tấn bụi vào khí quyển sẽ gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng đối với khí hậu, làm thay đổi tính chất hóa học của khí quyển Trái Đất và làm giảm quá trình quang hợp toàn cầu trong nhiều năm sau vụ va chạm.
"Mùa đông tác động đột ngột sẽ tạo ra điều kiện khí hậu bất lợi cho thực vật phát triển, dẫn đến giảm 20–30% quang hợp ban đầu trong hệ sinh thái trên cạn và dưới biển", Dai cho biết trong một tuyên bố. "Điều này có thể gây ra sự gián đoạn lớn đối với an ninh lương thực toàn cầu".
Trong kịch bản cực đoan nhất, sự mờ dần của mặt trời do bụi có thể làm mát hành tinh tới khoảng 39 độ F (4 độ C), làm giảm lượng mưa toàn cầu 15% và làm suy giảm tầng ôzôn khoảng 32% — và những tác động này có thể còn tồi tệ hơn tùy thuộc vào khu vực.
Điều này không hoàn toàn bất ngờ, nhưng bộ đôi này đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng dữ liệu đại dương từ các mô phỏng của họ cho thấy sinh vật phù du có thể phục hồi nhanh hơn thực vật trên cạn. Thay vì suy giảm nhanh chóng và phục hồi chậm trong hai năm như trên đất liền, sinh vật phù du trong đại dương đã phục hồi trong vòng sáu tháng và thậm chí còn tăng vượt mức bình thường sau đó.
"Chúng tôi có thể theo dõi phản ứng bất ngờ này đối với nồng độ sắt trong bụi", Timmerman cho biết. Điều này là do sắt là chất dinh dưỡng quan trọng đối với tảo.
Lớp vỏ trên cùng của Trái Đất chứa khoảng 3,5% sắt và bụi sinh ra khi va chạm sẽ mang theo các chất dinh dưỡng này vào đại dương, cùng với bất kỳ lượng sắt bổ sung nào có thể được tiểu hành tinh mang theo.
Các nhà khoa học viết trong nghiên cứu của họ rằng: "Tùy thuộc vào hàm lượng sắt trong tiểu hành tinh và vật chất trên cạn bị thổi vào tầng bình lưu, các khu vực vốn cạn kiệt chất dinh dưỡng có thể trở nên giàu chất dinh dưỡng với sắt có khả năng sinh học, từ đó kích hoạt hiện tượng tảo nở hoa chưa từng có".
Dai cho biết thêm: "Sự bùng nổ quá mức của thực vật phù du và động vật phù du có thể là một điều may mắn cho tầng sinh quyển và có thể giúp giảm bớt tình trạng mất an ninh lương thực đang nổi lên liên quan đến tình trạng suy giảm năng suất trên cạn kéo dài".
Thế giới chắc chắn sẽ thay đổi sau một sự kiện như vậy, với sự làm mát nhanh chóng và sự sụp đổ của hệ sinh thái khiến việc sinh tồn trở thành một thách thức. Tuy nhiên, hiểu được những tác động tiềm tàng này có thể giúp chuẩn bị cho nhân loại cho tương lai có thể xảy ra này.
"Những phản ứng sinh thái và khí hậu mô phỏng của chúng tôi đối với bụi phun ra từ các vụ va chạm tiểu hành tinh cỡ trung bình cung cấp cơ sở để định lượng những tác động có thể xảy ra của các sự kiện đột ngột đối với sự sống trên hành tinh", họ kết luận.
Nghiên cứu " Phản ứng về khí hậu và sinh thái đối với các vụ va chạm tiểu hành tinh kiểu Bennu" đã được công bố trên tạp chí Science Advances vào ngày 5/2/2025.
