ปริศนาอายุหลายล้านปีบนดาวอังคารคลี่คลาย! นักวิทยาศาสตร์ไขความลับ “เนินทรายดาว” ยักษ์ได้อย่างไร?

ปริศนาอายุหลายล้านปีบนดาวอังคารคลี่คลาย! นักวิทยาศาสตร์ไขความลับ “เนินทรายดาว”

ในที่สุด ปริศนาลึกลับที่รอการคลี่คลายมายาวนานก็สิ้นสุดลง เมื่อนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการค้นพบอายุของเนินทรายดาว (star dune) หรือเนินทรายพีระมิด (pyramid dune) ซึ่งถือเป็นเนินทรายที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนที่สุดในโลก เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์

เนินทรายดาว โดดเด่นด้วยรูปร่างอันเป็นเอกลักษณ์ คล้ายดาวหรือพีระมิด เกิดจากการทับถมของทรายสูงได้ถึงหลายร้อยเมตร พบกระจายตัวในทะเลทรายหลายแห่งทั่วโลก เช่น ทวีปแอฟริกา เอเชีย อเมริกาเหนือ รวมไปถึงบนดาวอังคารด้วย

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยทราบแน่ชัดคือ เนินทรายเหล่านี้มีอายุเท่าใด คำถามนี้สร้างความสงสัยมานาน เนื่องด้วยความยากลำบากในการหาหลักฐานที่บ่งชี้ถึงอายุที่แท้จริง

แต่แล้ว ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและเทคนิคการวิจัยที่ทันสมัย ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถไขปริศนานี้ได้สำเร็จ โดยใช้เทคนิคการเรืองแสง (luminescence) ในการวิเคราะห์ตัวอย่างทรายจากเนินทรายดาว

ผลลัพธ์ที่ได้ เผยให้เห็นอายุที่น่าทึ่งของเนินทรายดาว ตัวอย่างเช่น เนินทรายลาลา ลัลเลีย (Lala Lallia) ในโมร็อกโก ส่วนฐานของเนินทรายมีอายุมากถึง 13,000 ปี แต่ส่วนยอดมีอายุน้อยกว่ามาก เพียง 1,000 ปี

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบอายุที่แท้จริงของเนินทรายดาว “ลาลา ลัลเลีย”

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ประเทศอังกฤษ นำโดย ดร. อลิซาเบธ วอล์คเกอร์ ได้ค้นพบข้อมูลใหม่เกี่ยวกับเนินทรายดาว โดยใช้เทคนิคการเรืองแสง (luminescence) วิเคราะห์ตัวอย่างทรายจากเนินทรายลาลา ลัลเลีย (Lala Lallia) ในประเทศโมร็อกโก

ผลการศึกษาเผยให้เห็นว่า บริเวณส่วนฐานของเนินทรายลาลา ลัลเลีย ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 13,000 ปีก่อน ซึ่งเก่าแก่กว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคาดการณ์ไว้มาก ส่วนยอดของเนินทรายนั้นมีอายุน้อยกว่ามาก เพียงแค่ 1,000 ปี

การค้นพบครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการศึกษาความก่อตัวและวิวัฒนาการของเนินทรายดาว ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกระบวนการทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นในทะเลทรายได้ดีขึ้น

ปริศนาอายุหลายล้านปีบนดาวอังคารคลี่คลาย: ลาลา ลัลเลีย สูงเด่น ศักดิ์สิทธิ์กลางทะเลทราย

ท่ามกลางทะเลทรายเอิร์ก เชบบี ทางตะวันออกเฉียงใต้ของโมร็อกโก ลาลา ลัลเลีย เนินทรายดาว รูปโดมขนาดมหึมา ยืนตระหง่านสูงเด่นเหนือผืนทราย เปรียบเสมือนผู้พิทักษ์แห่งดินแดนรกร้าง ชื่อของมันในภาษาอะมาซิกฮ์ หมายถึง “จุดศักดิ์สิทธิ์สูงสุด” สะท้อนถึงความยิ่งใหญ่ดึงดูดผู้คนจากทั่วทุกมุมโลกให้มาเยือน

แต่เบื้องหลังความงดงาม ลาลา ลัลเลีย ยังซ่อนความลับอันน่าทึ่งไว้ ผลงานวิจัยล่าสุดโดยศาสตราจารย์จอฟฟ์ ดัลเลอร์ จากมหาวิทยาลัยอาเบอร์ริสต์วิธ ร่วมกับศาสตราจารย์ชาร์ลส์ บริสโตว จากมหาวิทยาลัยเบิร์คเบ็ค เผยให้เห็นวิวัฒนาการอันน่าอัศจรรย์ของเนินทรายแห่งนี้

จากการวิเคราะห์ตัวอย่างทราย นักวิจัยค้นพบว่า ลาลา ลัลเลีย ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 13,000 ปีก่อน แต่ไม่ได้เติบโตอย่างต่อเนื่อง ในช่วง 8,000 ปีแรก เนินทรายแทบจะหยุดนิ่ง แต่เมื่อ 5,000 ปีก่อน ลาลา ลัลเลีย กลับมาขยายตัวอย่างรวดเร็ว จนกระทั่งมีความสูง 100 เมตร และกว้าง 700 เมตร ดังที่เราเห็นในปัจจุบัน

อะไรคือสาเหตุที่ทำให้ลาลา ลัลเลีย กลับมาเติบโตอีกครั้ง?

นักวิจัยเชื่อว่า การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศเป็นปัจจัยหลัก เมื่อประมาณ 5,000 ปีก่อน ภูมิอากาศในบริเวณนี้เปลี่ยนแปลงจากร้อนแห้ง กลายเป็นเย็นและชื้น ส่งผลให้ปริมาณฝนตกเพิ่มมากขึ้น

น้ำฝน ช่วยให้พืชพรรณในทะเลทรายเติบโต พืชเหล่านี้ยึดเกาะพื้นทราย ช่วยให้ทรายจับตัวกันเป็นเนินทราย ลาลา ลัลเลีย เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว กลายเป็นเนินทรายขนาดใหญ่ที่เราเห็นในปัจจุบัน

การค้นพบ เนินทรายดาว ช่วยให้เราเข้าใจวิวัฒนาการของเนินทรายได้ดีขึ้น และยังมีนัยสำคัญต่อการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในอดีต ลาลา ลัลเลีย จึงไม่ใช่แค่เนินทรายธรรมดา แต่มันคือบันทึกประวัติศาสตร์ที่รอให้เราค้นหา

ลาลา ลัลเลีย ยักษ์ทรายผู้มีชีวิต เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงพลังอันยิ่งใหญ่ของธรรมชาติ แม้จะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่โหดร้าย แต่ชีวิตก็ยังสามารถหาทางรอดและเติบโตได้

เนินทรายดาวขนาดมหึมาที่กลับมามีชีวิตอีกครั้ง

ความลับของยักษ์ใหญ่ การค้นพบนี้สร้างความประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ เนินทรายขนาดยักษ์เกิดขึ้นได้อย่างไร? อะไรคือสาเหตุที่มันหยุดนิ่งอยู่เฉยๆ นานถึง 8,000 ปี? และอะไรคือแรงผลักดันให้มันกลับมาขยายตัวอีกครั้ง?

ศาสตราจารย์ดัลเลอร์ อธิบายว่า เนินทรายดาว (Star Dune) อย่างลาลา ลัลเลีย นั้นหายากมาก นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยมีข้อมูลมาก่อนว่า เนินทรายลักษณะนี้เกิดขึ้นเมื่อใด การค้นพบครั้งนี้จึงเปรียบเสมือนกุญแจไขประตูสู่ความลับของทะเลทราย

เนินทรายลาลา ลัลเลีย ยักษ์ใหญ่แห่งทะเลทราย ไม่ได้เป็นเพียงภูเขาทรายธรรมดา แต่มันคือบันทึกทางประวัติศาสตร์ บอกเล่าเรื่องราวของลม แสงแดด และสภาพภูมิอากาศในอดีต

การค้นพบอายุของมัน ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงกลไกการเปลี่ยนแปลงของทะเลทราย และอาจนำไปสู่การคาดการณ์อนาคตของโลกใบนี้

การกำหนดอายุเนินทรายดาวด้วยวิธีการเปล่งแสง

นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคนิคพิเศษที่เรียกว่า “การกำหนดอายุด้วยวิธีการเปล่งแสง” (luminescence dating) เพื่อเปิดเผยอายุของเนินทรายดาว เทคนิคนี้ทำงานโดยการตรวจสอบว่าเมล็ดทรายถูกแสงอาทิตย์ส่องครั้งสุดท้ายเมื่อไหร่

นักวิทยาศาสตร์จะนำตัวอย่างทรายจากส่วนลึกของเนินทรายมาตรวจสอบในห้องทดลอง โดยใช้แสงสีแดงอ่อนฉายลงไป เปรียบเสมือนการย้อนกลับไปยังอดีต

ศาสตราจารย์ดัลเลอร์ อธิบายว่า เกร็ดแร่ในทรายเปรียบเสมือน “แบตเตอรีที่ชาร์จซ้ำได้” เพราะมันสามารถกักเก็บพลังงานจากกัมมันตภาพรังสีในธรรมชาติไว้ภายในคริสตัล

ยิ่งเม็ดทรายถูกฝังลึกลงใต้ดินนานเท่าไหร่ เนินทรายดาวนั้นก็จะสัมผัสกับกัมมันตภาพรังสีมากขึ้น ส่งผลให้มีการสะสมพลังงานในเม็ดทรายสูงขึ้น

วิธีการนี้ทำงานอย่างไร

• พลังงานแสงกระตุ้นอิเล็กตรอน เมื่อเมล็ดทรายสัมผัสกับแสงแดด พลังงานแสงจะกระตุ้นให้อิเล็กตรอนในโครงสร้างผลึกของทรายหลุดออกจากตำแหน่งปกติ และถูกดักจับไว้ใน “หลุมดักจับ” เปรียบเสมือนการกักเก็บพลังงานไว้
• อิเล็กตรอนถูกกักเก็บใต้ดิน เมื่อเมล็ดทรายถูกฝังลึกลงไปใต้ดิน แสงแดดจะส่องไม่ถึง อิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกกักเก็บไว้ในหลุมดักจับเป็นเวลานาน พลังงานแสงที่ถูกกักเก็บไว้ เปรียบเสมือนแคปซูลเวลาที่รอการเปิดเผย
• แสงสีแดงปลดปล่อยอิเล็กตรอน นักวิทยาศาสตร์นำตัวอย่างทรายมาฉายแสงสีแดงในห้องทดลอง พลังงานจากแสงสีแดงจะกระตุ้นให้อิเล็กตรอนที่ถูกกักเก็บไว้นาน หลุดออกจากหลุมดักจับ และกลับสู่ตำแหน่งปกติ เปรียบเสมือนการปลดล็อกแคปซูลเวลา
• แสงที่ปล่อยออกมาบอกอายุ ในขณะที่อิเล็กตรอนกลับสู่ตำแหน่งปกติ มันจะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสง นักวิทยาศาสตร์จะวัดปริมาณแสงที่ปล่อยออกมา เพื่อคำนวณจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกกักเก็บไว้ เปรียบเสมือนการอ่านรหัสลับในแคปซูลเวลา
• คำนวณอายุจากจำนวนอิเล็กตรอน จากจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกกักเก็บ นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอายุของเมล็ดทรายได้ โดยความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนอิเล็กตรอนและระยะเวลาที่ถูกกักเก็บ เปรียบเสมือนการใช้รหัสลับเพื่อถอดรหัสอายุของเมล็ดทราย

แทนที่จะใช้คาร์บอน-14 นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธี “การหาอายุด้วยวิธีเปล่งแสง” เพื่อย้อนเวลาไปค้นหาอายุของเม็ดทราย ก่อนที่ทะเลทรายจะก่อตัวขึ้นเป็น เนินทรายดาว เม็ดทรายแต่ละเม็ดอาบไล้แสงอาทิตย์ สะสมพลังงานแสงไว้ภายใน

เมื่อนำเม็ดทรายมาสู่ห้องทดลองที่มืดสนิท พลังงานแสงที่เก็บไว้นานนับปีนับพันปี จะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของแสง นักวิทยาศาสตร์วัดความสว่างของแสง เปรียบเสมือนการอ่านลายนิ้วมือ บอกเล่าเรื่องราวอดีตกาล

ยิ่งแสงสว่างจ้ามากเท่าไหร่ บ่งบอกถึงอายุที่ยืนยาวของเม็ดทราย สะท้อนระยะเวลาที่เก็บสะสมพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์

หนึ่งในตัวอย่างที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาคือ เนินทรายดาวในรัฐโคโลราโด สหรัฐอเมริกา ราชาแห่งเนินทรายที่สูงเสียดฟ้าถึง 225 เมตร

ศาสตราจารย์ดัลเลอร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านการศึกษาทะเลทราย เล่าถึงความท้าทายในการพิชิตเนินทรายดาว ทุกๆ สองก้าวที่ปีนขึ้นไป ต้องเผชิญกับการไถลลงหนึ่งก้าว แต่เมื่อได้เห็นวิวทิวทัศน์อันงดงามจากยอดเนินทราย ความยากลำบากนั้นช่างคุ้มค่า

การค้นหาอายุของเม็ดทราย ไม่ได้เป็นเพียงการวัดอายุของสิ่งไม่มีชีวิต แต่มันคือการเปิดประตูสู่เรื่องราวในอดีต บอกเล่าถึงการเปลี่ยนแปลงของโลก พลังธรรมชาติ และเรื่องราวมากมายที่รอการค้นพบ