Thiên Thạch Là Gì? Tác Dụng Và Cách Phân Biệt Với Đá Thường

Thiên thạch là gì? Khái niệm này xuất hiện ngày càng nhiều trên các phương tiện truyền thông, nhưng không phải ai cũng hiểu rõ bản chất của nó. Sự thật là, những vật thể ngoài không gian này đang ảnh hưởng trực tiếp đến nghiên cứu vũ trụ của con người. Để hiểu hơn về tác dụng cũng như các ảnh hưởng mà thiên thạch gây ra, mời bạn đọc theo dõi bài viết này.

Thiên thạch là gì?

Thiên thạch (Meteorite) là phần còn sót lại của một thiên thể rắn, chủ yếu là tiểu hành tinh, đôi khi là sao chổi hay các hành tinh lớn hơn như sao Hỏa hoặc mặt trăng. Chúng đã sống sót sau khi đi xuyên qua bầu khí quyển và chạm đến bề mặt Trái Đất hoặc một thiên thể khác.

Quá trình hình thành thiên thạch bao gồm ba giai đoạn:

• Thiên thể: Là một vật thể rắn nhỏ, trôi nổi trong không gian.
• Sao băng: Là hiện tượng thiên thể này bốc cháy khi ma sát mạnh với khí quyển Trái Đất, tạo thành vệt sáng trên bầu trời.
• Thiên thạch: Là phần vật chất còn lại sau khi sao băng va chạm và nằm trên mặt đất.

Đa số các thiên thạch có nguồn gốc từ vành đai tiểu hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc.

Hình ảnh thiên thạch đang rơi vào Trái Đất

Cách nhận biết thiên thạch

Việc nhận biết một mẫu vật là thiên thạch đòi hỏi phải dựa vào các đặc điểm vật lý và hóa học đặc trưng, hình thành trong quá trình di chuyển qua không gian và khí quyển.

• Vỏ tan chảy: Khi đi qua khí quyển, bề mặt thiên thạch bị nung nóng cực mạnh và tan chảy. Khi hạ cánh, lớp tan chảy này nhanh chóng nguội đi, tạo thành một lớp vỏ mỏng, tối màu, bóng hoặc mờ, trông giống như men sứ.
• Hình dạng và bề mặt: Thiên thạch thường có hình dạng không đều, góc cạnh hoặc tròn trịa. Bề mặt thường có những vết lõm nông, tròn, giống như vết ngón tay cái do ma sát khí quyển tạo thành.
• Mật độ: Thiên thạch, đặc biệt là loại sắt và sắt-đá, thường có mật độ vật chất cao hơn nhiều so với hầu hết các loại đá trên Trái Đất, khiến chúng cảm thấy nặng hơn đáng kể so với kích thước của chúng.
• Tính từ tính: Hầu hết các thiên thạch chứa một lượng đáng kể kim loại sắt-niken, khiến chúng có tính từ tính mạnh và có thể bị nam châm hút.

Có những loại thiên thạch nào?

Dựa trên thành phần hóa học và cấu trúc khoáng vật, thiên thạch được các nhà khoa học phân thành ba nhóm chính. Việc phân loại này giúp chúng ta truy ngược lại nguồn gốc và lịch sử của chúng trong hệ mặt trời.

• Thiên thạch đá: Đây là loại phổ biến nhất, chiếm tới khoảng 94% số thiên thạch được tìm thấy. Chúng chủ yếu được cấu tạo từ các khoáng vật silicate. Chúng được chia thành hai nhóm nhỏ: Chondrite chứa các hạt tròn nguyên thủy và Achondrite – mảnh vỡ từ vỏ các thiên thể lớn.
• Thiên thạch sắt: Loại này chiếm khoảng 5%, dễ nhận biết nhờ trọng lượng nặng và có từ tính mạnh. Thành phần chính của chúng là hợp kim sắt-niken. Chúng được cho là những mảnh vỡ từ lõi của các tiểu hành tinh đã bị phá vỡ.
• Thiên thạch hỗn hợp: Đây là nhóm hiếm nhất, chỉ chiếm khoảng 1%. Chúng có cấu trúc pha trộn gần như bằng nhau giữa kim loại và các khoáng vật đá. Thiên thạch hỗn hợp được hình thành ở vùng ranh giới giữa lõi và lớp phủ của các tiểu hành tinh.

Thiên thạch có nhiều loại khác nhau

Đá thiên thạch có tác dụng gì?

Giá trị của thiên thạch không chỉ dừng lại ở tính độc đáo mà còn mang lại ý nghĩa to lớn về mặt khoa học, lịch sử và thậm chí là thương mại.

• Giá trị khoa học: Thiên thạch là vật chất cổ xưa nhất mà các nhà khoa học có thể nghiên cứu, cung cấp bằng chứng trực tiếp về sự hình thành và thành phần của Hệ Mặt Trời từ 4.6 tỷ năm trước. Đặc biệt, thiên thạch carbonaceous chondrite chứa các hợp chất hữu cơ và axit amin, rất có ích cho những nghiên cứu về nguồn gốc của sự sống.
• Giá trị lịch sử hành tinh: Các thiên thạch đến từ sao Hỏa hoặc mặt trăng mang thông tin về thành phần địa chất của các hành tinh này, điều mà các nhiệm vụ không gian đôi khi khó thu thập.
• Giá trị thương mại và sưu tầm: Thiên thạch có giá trị thương mại cao, đặc biệt là những loại hiếm như pallasites (thiên thạch sắt-đá có chứa tinh thể olivine) hoặc thiên thạch có nguồn gốc Sao Hỏa.

Sức tàn phá của thiên thạch nghiêm trọng như thế nào?

Sức tàn phá của một vụ va chạm thiên thạch phụ thuộc vào kích thước, tốc độ và thành phần của nó:

• Kích thước nhỏ (vài cm): Thường cháy rụi hoàn toàn trong khí quyển, tạo thành sao băng.
• Kích thước trung bình (vài mét): Có thể gây nổ trên không, tạo ra sóng xung kích làm vỡ kính cửa sổ và gây thương tích.
• Kích thước lớn (hàng trăm mét đến hàng km): Có thể gây ra thảm họa toàn cầu. Vụ va chạm tạo ra hố thiên thạch khổng lồ, gây ra động đất, sóng thần, bụi bặm che phủ bầu khí quyển, dẫn đến “mùa đông hạt nhân” và tuyệt chủng hàng loạt.

Sức công phá của thiên thạch có thể tương đương hàng tỷ quả bom nguyên tử

Các vụ thiên thạch rơi thảm khốc nhất trong lịch sử

Trong suốt lịch sử hình thành và phát triển của Trái Đất, các vụ va chạm thiên thạch đã nhiều lần định hình lại sự sống trên hành tinh của chúng ta. Dưới đây là những sự kiện thảm khốc nhất được ghi nhận qua các bằng chứng địa chất và nghiên cứu khoa học.

Sự kiện tuyệt chủng Kỷ Phấn Trắng – Cổ Cận (Cretaceous-Paleogene – K-Pg)

• Thời gian: Khoảng 66 triệu năm trước.
• Địa điểm va chạm: Bán đảo Yucatán, Mexico (tạo nên miệng hố Chicxulub).
• Mức độ thảm khốc: Đây là sự kiện va chạm thiên thể nổi tiếng nhất và có sức hủy diệt lớn nhất trong lịch sử Trái Đất. Thiên thể ước tính có đường kính khoảng 10 – 15 km đã tạo ra một miệng hố rộng khoảng 180 km.

Vụ va chạm đã giải phóng năng lượng tương đương hàng tỷ quả bom nguyên tử, gây ra động đất mạnh, sóng thần khổng lồ. Đặc biệt là giải phóng lượng lớn bụi, tro và sol khí vào khí quyển. 

Điều này dẫn đến mùa đông kéo dài, ngăn chặn ánh sáng mặt trời, làm ngưng trệ quá trình quang hợp, gây ra sự sụp đổ chuỗi thức ăn và dẫn đến sự tuyệt chủng của khoảng 75% các loài trên Trái Đất, bao gồm hầu hết các loài khủng long.

Loài khủng long đã bị tuyệt chủng hoàn toàn sau sự kiện Kỷ Phấn Trắng

Sự kiện Siberi (Tunguska Event)

• Thời gian: Ngày 30 tháng 6 năm 1908.
• Địa điểm va chạm: Sông Podkamennaya Tunguska, Siberia, Nga.
• Mức độ thảm khốc: Đây là vụ nổ khí quyển lớn nhất trong lịch sử hiện đại. Vật thể (được cho là một tiểu hành tinh hoặc sao chổi có kích thước khoảng 50 – 60 mét) đã phát nổ ở độ cao 5 – 10 km trên không trung.

Mặc dù không chạm tới mặt đất và không tạo miệng hố va chạm nhưng vụ nổ có sức công phá ước tính từ 10 đến 15 megaton TNT, tương đương với quả bom khinh khí mạnh nhất. Vụ nổ đã san phẳng khoảng 2.000 km2 rừng Taiga và gây ra các sóng địa chấn mạnh. Nếu vụ nổ xảy ra trên một thành phố lớn, thiệt hại sẽ là khủng khiếp.

Sự kiện Chelyabinsk

• Thời gian: Ngày 15 tháng 2 năm 2013.
• Địa điểm va chạm: Trên bầu trời thành phố Chelyabinsk, Nga.
• Mức độ thảm khốc: Vật thể có đường kính khoảng 20m đã đi vào khí quyển và phát nổ ở độ cao khoảng 30km. Mặc dù nhỏ hơn Tunguska, đây là sự kiện thiên thạch có người chứng kiến và quay phim rộng rãi nhất.

Vụ nổ khí quyển giải phóng năng lượng tương đương 500 kiloton TNT. Sóng xung kích đã làm vỡ cửa kính của gần 7.200 tòa nhà và gây thương tích cho hơn 1.500 người, chủ yếu do kính vỡ. Sự kiện này làm nổi bật mối đe dọa từ các thiên thể kích thước nhỏ hơn mà chúng ta thường bỏ qua.

Hình ảnh thiên thạch nổ kinh hoàng ở Nga được người dân ghi lại

Vụ va chạm Vredefort

• Thời gian: Khoảng 2.023 tỷ năm trước.
• Địa điểm va chạm: Nam Phi, tạo nên miệng hố Vredefort Dome.
• Mức độ thảm khốc: Thiên thể gây va chạm ước tính có đường kính lên tới 15 – 20 km. Miệng hố ban đầu có đường kính khoảng 300 km hoặc lớn hơn. Điều này khiến Vredefort Dome trở thành miệng hố va chạm lớn nhất từng được xác nhận trên Trái Đất.

Tuy vụ va chạm này xảy ra khi sự sống đa bào chưa phát triển đầy đủ nhưng nó đã gây ra những biến đổi địa chất và khí hậu cực đoan vào thời điểm đó.

Làm thế nào để phân biệt thiên thạch với đá thường?

Để phân biệt được đá thường với thiên thạch, bạn phải là người có chuyên môn. Tuy nhiên, các bạn có thể dựa vào một số đặc điểm vật lý sau đây:

Thiên thạch không chỉ là những viên đá quý hiếm từ ngoài không gian mà còn là những bằng chứng vật lý quan trọng về vũ trụ và những mối đe dọa tiềm tàng. Việc hiểu rõ thiên thạch là gì, cách phân biệt và sức tàn phá của chúng giúp chúng ta không chỉ bảo tồn di sản khoa học mà còn chuẩn bị cho các biện pháp phòng vệ hành tinh trong tương lai.