โลกยุคน้ำแข็ง 720 ล้านปี พบหลักฐานสำคัญในหมู่เกาะสกอตแลนด์

นักธรณีวิทยาค้นพบว่าหมู่เกาะ “การ์เวลแล็ก” (Garvellach Islands) ในประเทศสกอตแลนด์ อาจจะเป็นพื้นที่ที่ดีที่สุด ที่เก็บหลักฐานทางธรณีวิทยายุคน้ำแข็งสเตอร์เชียน (Sturtian Glaciation) ซึ่งเป็นยุคน้ำแข็งครั้งใหญ่ในประวัติศาสตร์โลก ที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 720 ล้านปีที่แล้ว

ยุคน้ำแข็งครั้งใหญ่

เมื่อประมาณ  720 - 635 ล้านปีที่แล้ว คือช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ชื่อว่า ยุคไครโอจีเนียน (Cryogenian Period) ในยุคนี้เกิดน้ำแข็งปกคลุมโลกครั้งใหญ่ 2 ครั้ง คือ ยุคน้ำแข็งสเตอร์เชียน (Sturtian glaciation) เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 720 - 662 ล้านปีที่แล้ว และอีกครั้งคือ ยุคน้ำแข็งมารีเนียน (Marinoan Glaciation) เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 650 - 635 ล้านปีที่แล้ว ในช่วงเวลาอันยาวนานนี้เอง พื้นที่ส่วนใหญ่ของโลกถูกน้ำแข็งปกคลุม คาดการณ์ว่าเหมือนก้อนน้ำแข็งขนาดมหึมา จนนักวิทยาศาสตร์เรียกโลกในช่วงเวลานี้ว่า สโนวบอลเอิร์ธ (Snowball Earth) หรือ โลกลูกบอลหิมะ 

ย้อนกลับไปช่วงก่อนที่โลกจะก้าวเข้าสู่สโนวบอลเอิร์ธ คือเมื่อหลายพันล้านปีก่อน นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าโลกมีเพียงสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหรือพวกสาหร่ายเท่านั้น แต่หลังจากผ่านพ้นยุคน้ำแข็งในยุคไครโอจีเนียนแล้ว นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ารูปแบบของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็ซับซ้อนยิ่งขึ้น จนก่อเกิดเป็นสัตว์ชนิดแรกของโลกขึ้นมา

ปริศนา ? เหตุใดยุคน้ำแข็งจึงทำให้สิ่งมีชีวิตซับซ้อน

คำถามต่อมาคือเพราะอะไรจึงทำให้สิ่งมีชีวิตซับซ้อนจนเกิดเป็นสัตว์ชนิดแรกของโลกขึ้นมา? หนึ่งในทฤษฎีที่นักวิทยาศาสตร์นำเสนอก็คือ ระหว่างยุคน้ำแข็งนี้ โลกเกิดสภาพแวดล้อมแบบสุดโต่ง จนทำให้สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเรียนรู้ที่จะช่วยเหลือกันเพื่อเอาตัวรอด จนก่อเกิดเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์

แต่ว่านี่เป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น ทั้งนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้ว่าทำไมโลกจึงกลายเป็นสโนวบอลเอิร์ธ (Snowball Earth) รวมถึงระหว่างที่น้ำแข็งปกคลุมทั่วโลกนั้น เกิดกระบวนการอะไรขึ้น จนทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนขึ้นมา ซึ่งเหตุผลที่ยังไม่พบคำตอบก็เนื่องจากว่าหลักฐานต่าง ๆ ได้ถูกธารน้ำแข็งกัดเซาะไปหมดแล้ว

การค้นพบหลักฐานทางธรณีวิทยาของโลกยุคไครโอจีเนียน

แต่ล่าสุดนักธรณีวิทยาอาจจะได้ข้อมูลหลักฐานเกี่ยวกับโลกในช่วงยุคน้ำแข็งสเตอร์เชียนมากขึ้น โดยนักศึกษาวิจัยระดับปริญญาเอกสาขาธรณีวิทยาชื่อ เอเลียส รูเจน (Elias Rugen) จากมหาวิทยาลัยคอลเลจ ลอนดอน (UCL) ประเทศอังกฤษ พบชั้นหินที่เป็นหลักฐานทางธรณีวิทยาในยุคน้ำแข็งสเตอร์เชียน ซึ่งพื้นนี้คือหมู่เกาะการ์เวลแล็ก ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศสกอตแลนด์ เกาะนี้ไม่มีคนอาศัยอยู่ มีเพียงนักวิจัยที่แวะเวียนไปเป็นครั้งคราว 

ในหมู่เกาะการ์เวลแล็ก นักวิทยาศาสตร์พบชั้นหินพอร์ท แอสเคก ฟอร์เมชัน (Port Askaig Formation) ซึ่งคำว่าฟอร์เมชันนี้ก็อธิบายถึงกลุ่มหินที่มีความแตกต่างจากหินที่อยู่ติดกัน โดยชั้นหินนี้ประกอบด้วยชั้นหินหนาประมาณ 1.1 กิโลเมตร ทอดตัวยาวระหว่างประเทศไอร์แลนด์และประเทศสกอตแลนด์ นักวิจัยทำการวิเคราะห์แร่เซอร์คอนในหิน ทำให้พบว่าชั้นหินดังกล่าวนี้มีแนวโน้มว่าจะเกิดขึ้นระหว่าง 720 - 662 ล้านปีก่อน หรือก็คือในช่วงยุคน้ำแข็งสเตอร์เชียนนี่เอง

ชั้นหินนี้มีความพิเศษอีกอย่างคือ มันแสดงให้เห็นการเปลี่ยนผ่านจากสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นและร้อนชื้น ก่อนที่ก้าวเข้าสู่โลกน้ำแข็ง ซึ่งหินในพื้นที่อื่น ๆ ที่ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน เช่น ในทวีปอเมริกาเหนือและประเทศนามิเบีย ไม่มีหลักฐานของการเปลี่ยนแปลงนี้

รูเจนกล่าวว่ากล่าวว่าการค้นพบนี้ สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรง และนำข้อมูลเหล่านี้มาประยุกต์ใช้ เพื่อจำลองสภาพภูมิอากาศและคาดการณ์สภาพภูมิอากาศได้

การค้นพบอันน่าทึ่งครั้งนี้ อาจจะทำให้มีการกำหนดพื้นที่นี้เป็นเครื่องหมายของการเริ่มต้นยุคไครโอจีเนียนอย่างเป็นทางการ ซึ่งเครื่องหมายที่ว่านี้ก็คือการตอก หมุดทองคำ (Gold Spike) ลงไปในชั้นหิน ซึ่งบรรดานักธรณีวิทยาจะพิจารณาตอกเข้าไปในพื้นที่ที่ได้รับการระบุว่า เป็นบันทึกช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่เปลี่ยนแปลงดาวโลกของเราได้ดีที่สุด

โดยหลังจากนี้ก็จะเปิดให้นักธรณีทั่วโลกเข้ามาศึกษาชั้นหินในหมู่เกาะการ์เวลแล็กเพื่อแสดงความคิดเห็นว่า หมู่เกาะการ์เวลแล็กเหมาะสมที่จะตอกหมุดทองคำลงไปหรือไม่ ? ซึ่งหากไม่มีใครคัดค้าน เสนอหลักฐานโต้แย้ง หรือเสนอพื้นที่อื่นที่เหมาะสมกว่า ก็อาจจะสามารถตอกหมุดทองคำได้ภายในปี 2025

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of the Geological Society of London ฉบับวันที่ 16 สิงหาคม 2024

ที่มาข้อมูล BBC, UCL, Lyellcollection

ที่มารูปภาพ UCL