Vụ nổ bí ẩn có sức công phá lớn nhất lịch sử diễn ra bao giờ, ở đâu?

Ngày 30 tháng Sáu năm 1908, một vụ nổ xé tan không khí yên tĩnh của vùng trời Siberia, nó diễn ra đột ngột phía trên một mảnh rừng hẻo lánh gần con sông Podkamennaya Tunguska. Chịu sức ép khổng lồ của vụ nổ, hơn 2.000km² rừng taiga với ước tính 80 triệu cây, đổ rạp xuống đất. Các nhà khoa học tin rằng quả cầu lửa nổ trên bầu trời năm ấy có kích cỡ từ 50 tới 100 mét.

Dân cư trong phạm vi ảnh hưởng kể lại những dữ kiện rùng mình của mặt đất rung chuyển và kính cửa sổ vỡ vụn, có những người bị thổi bay khỏi mặt đất. Thị trấn cách trung tâm vụ nổ 60 cây số cảm nhận rõ sức mạnh của Vũ trụ thông qua những mảnh thủy tinh vương vãi đó đây, có người còn thấy cả sức nóng tỏa ra từ viên đá trên trời rơi xuống.

May mắn thay, khu vực xảy ra tai nạn không có người ở. Không báo cáo chính thức nào cho thấy thương vong, dù rằng người ta có ghi lại một trường hợp người chăn hươu bị văng vào cây rồi tử vong do sức ép lớn. Tại hiện trường vụ nổ, hàng trăm con hươu cháy xém la liệt trên nền đất, kế bên là những thân cây lớn bị sức ép quật ngã nằm song song như những que diêm quá khổ.

Một nhân chứng kể lại về “bầu trời bị chia làm hai nửa, cao trên những rặng cây, toàn bộ vùng trời phía bắc dường như bị lửa bao trùm”.

Cho tới thời điểm hiện tại, sự kiện Tunguska vẫn là vụ nổ mạnh nhất từng được lịch sử ghi lại. Nó tạo ra số năng lượng bằng 185 lần quả bom nguyên tử rơi xuống Hiroshima. Người dân Anh Quốc, những người sống trên hòn đảo cách vụ nổ cả triệu kilomet, cũng cảm thấy mặt đất rung chuyển.

Hơn một thế kỷ đã trôi qua, chúng ta vẫn chưa biết thứ gì gây nên sự kiện chấn động thế giới. Nhiều phía tin rằng một viên thiên thạch hoặc sao chổi nổ tung trên bầu trời đã gây ra vụ nổ lớn, thế nhưng chúng ta tìm được rất ít những dấu vết của thiên thể được cho là khổng lồ này. Sự kiện chìm trong tấm màn bí ẩn đã kích thích trí tưởng tượng phong phú của con người.

Tunguska ở Siberia là một khu vực hẻo lánh với điều kiện thời tiết khắc nghiệt, mùa đông vừa dài vừa dữ dằn mà mùa hè thì ngắn, mang sức nóng biến mặt đất thành bãi sình lầy ngăn người ta qua lại; đó là lý do người dân cũng như các đoàn thám hiểm khó tiếp cận khu vực này. Khi vụ nổ xảy ra, không một ai lại gần khu vực để tiến hành điều tra và khảo sát, và theo lời chuyên gia Natalia Artemieva tới từ Viện Khoa học Hành tinh đặt tại Arizona, một phần là do nước Nga thời điểm bấy giờ đang có quá nhiều mối lo, không rảnh tay nghiên cứu khoa học.

Phải tới năm 1927, tức là gần hai thập kỷ sau khi vụ nổ xảy ra, một nhóm nghiên cứu dẫn dắt bởi nhà khoa học Leonid Kulik mới tiếp cận khu vực suýt rơi vào lãng quên. Sáu năm trước buổi khảo sát này, ông đã nhận được báo cáo sơ bộ về vụ việc và đã nỗ lực thuyết phục chính quyền sở tại rằng chuyến thám hiểm sẽ rất đáng giá.

Giáo sư Kulik tiến hành đo đạc một khu vực lớn cây bị đổ rạp, một diện tích hình cánh bướm lạ kỳ trải dài tới 50 km. Theo nhận định ban đầu, Kulik cho rằng một thiên thạch nổ trên không đã gây ra thảm cảnh. Tuy vậy, ông không thể giải thích tại sao hố thiên thạch không xuất hiện, hay thậm chí bất cứ mảnh thiên thạch nào vương lại sau vụ nổ khổng lồ. Ông cho rằng nền đất lầy lội quá mềm để vụ nổ lớn để lại dấu vết, và rồi các mảnh vỡ đã chìm sâu trong lòng bùn.

Ông vẫn mong muốn lấy lên được những gì còn sót lại từ thứ được cho là viên thiên thạch. Trong báo cáo viết năm 1938, ông kết luận: “Chúng ta nên tính trước tới việc sẽ gặp vật chất sắt có kền ở độ sâu không quá 25 mét, với những mảnh vỡ có thể có trọng lượng lên tới một hoặc hai trăm tấn”.

Sau này, các nhà nghiên cứu Nga lại nói thứ gây ra vụ nổ là một sao chổi chứ không phải một thiên thạch. Vì thành phần cấu tạo chính của sao chổi là băng, nên ta đã giải thích được việc việc thiếu mảnh thiên thạch vương vãi đó đây sau vụ nổ. Băng sẽ tan do lượng nhiệt khổng lồ sinh ra trong quá trình sao chổi tương tác với bầu khí quyển.

Thế nhưng đây vẫn chưa phải điểm kết của cuộc tranh luận. Ta chưa xác định được bản chất vụ nổ, những người ngoài cuộc bắt đầu luận ra những giả thuyết kỳ lạ hòng giải thích sự kiện có một không hai.

Một số người cho rằng đây là kết quả của một vụ va chạm giữa vật chất và phản vật chất. Các hạt va chạm đã giải phóng một lượng năng lượng khổng và gây ra vụ nổ long trời lở đất. Có bên nhận định đây là kết quả của một vụ nổ hạt nhân. Có người giàu trí tưởng tượng cho rằng đây là Nikola Tesla đang thử vũ khí hủy diệt hàng loạt, hay ảnh hưởng của người ngoài hành tinh khi đi tìm nước ngọt ở hồ Baikal. Không giả thuyết nào thu thập đủ bằng cứ để chứng minh mình là thật.

Trong một buổi khảo sát được tiến hành năm 1958, các nhà nghiên cứu phát hiện ra chút ít silicat và quặng sắt từ trong đất rừng Tunguska. Phân tích sâu hơn cho thấy vật chất trong đất giàu kền - thứ khoáng chất vốn có rất nhiều trong những thiên thể tới từ ngoài không gian. Có vẻ như nhận định xưa kia của Leonid Kulik đã có cơ sở, và vào năm 1963, báo cáo nghiên cứu do nhà khoa học K.P. Florensky thực hiện đưa ra lời kêu gọi người ta hãy nhìn vào sự thật:

“Tôi hiểu rõ những lợi thế có được từ lời lẽ quảng bá giật gân thu hút sự chú ý của công chúng, nhưng vẫn phải nhấn mạnh rằng những mối quan tâm không lành mạnh nảy sinh từ sự thật bị bóp méo, từ tin giả không được phép trở thành bước đệm đẩy mạnh quá trình theo đuổi hiểu biết khoa học”.

Trí tưởng tượng của con người vẫn tìm ra cách bỏ qua lời lẽ đanh thép của Florensky. Năm 1973, một báo cáo khoa học được đăng tải trên tạp chí uy tín Nature cho rằng hố đen va chạm với Trái Đất đã gây nên vụ nổ. Nhận định vô căn cứ, thuần khoa học giả tưởng này nhanh chóng bị bác bỏ bởi số đông các nhà nghiên cứu có tên tuổi.

Cô Artemieva nói rằng những ý tưởng như vậy là phụ phẩm của tâm lý con người. “Những cá nhân thích thú với bí mật và các giả thuyết sẽ thường không lắng nghe các nhà khoa học nói gì”, cô nhận định. Một vụ nổ lớn đến vậy nhưng lại không để lại bất cứ mảnh vỡ thiên thể nào sẽ là môi trường nhiều dinh dưỡng nuôi lớn những nhận định vô căn cứ.

Cô cũng nói thêm rằng các nhà khoa học cũng phải chịu trách nhiệm, bởi lẽ họ mất quá nhiều thời gian để tiến hành khảo sát khu vực xảy ra vụ nổ. Họ chỉ để mắt tới những thiên thạch lớn với tiềm năng gây ra sự kiện đại tuyệt chủng trên quy mô toàn cầu, như những gì thiên thạch Chicxulub đã xóa sổ ách thống trị của khủng long từ 66 triệu năm về trước.

Năm 2013, một nhóm các nhà khoa học quyết định đặt dấu chấm hết cho mọi nhận định “trên trời” và mong muốn tìm ra sự thật duy nhất. Dưới sự dẫn dắt của Victor Kvasnytsya tới từ Học viện Khoa học Quốc gia Ukraine, nhóm các nhà nghiên cứu sử dụng kính hiển vi để phân tích mẫu đất đá của khu vực xảy ra vụ nổ được lấy về từ hồi 1978: họ khẳng định mẫu vật có nguồn gốc thiên thạch. Quan trọng hơn, mảnh vật chất được lấy lên từ một lớp than bùn hình thành năm 1908, thời điểm diễn ra vụ nổ Tunguska.

Những vật chất còn sót lại có dấu vết của một khoáng chất carbon có tên lonsdaleite , một dạng tinh thể có cấu trúc gần giống kim cương và cũng là một loại kim cương hiếm. Lonsdaleite thường xuất hiện khi một vật thể chứa graphite, đơn cử như một viên thiên thạch, rơi xuống Trái Đất.

“Nghiên cứu của chúng tôi về các mẫu vật lấy từ Tunguska, cũng như nhiều nghiên cứu của các tác giả khác, cho thấy sự kiện Tunguska xảy ra do một viên thiên thạch. Chúng tôi tin rằng không có sự kiện huyền bí nào xảy ra tại Tunguska”, nhà khoa học Kvasnytsya khẳng định.

Theo lời ông, vấn đề chính gây nên hiểu nhầm cũng như những suy đoán vô lý là do các nhà nghiên cứu dành quá nhiều thời gian đi kiếm tìm một mảnh thiên thạch lớn. Hóa ra, phải nhìn vào những hạt vật chất tí hon, ta mới giải quyết được vấn đề.

Đây vẫn chưa phải kết luận cuối cùng. Thiên thạch rơi xuống mặt đất nhiều lắm, và những vụ va chạm nhỏ sẽ dễ dàng bị chúng ta bỏ qua, không loại trừ khả năng những sự kiện như thế đã rải vật chất thiên thạch lên bề mặt Trái Đất. Một số nhà nghiên cứu hoài nghi về nguồn gốc lớp than bùn xuất xứ từ năm 1908. Thậm chí, cô Artemieva nói rằng mình cần phải cải thiện lại mô hình va chạm của mình để hiểu rõ hơn tại sao không mảnh thiên thạch nào xuất hiện tại vùng rừng Tunguska.

Dù vậy, những khẳng định ngày nay vẫn giống với những lời nhận định ban đầu của Leonid Kulik: đã có thiên thể ngoài hành tinh có kích cỡ lớn va chạm với Trái Đất, hay cụ thể hơn là có tương tác trực tiếp với bầu khí quyển.

Đa số thiên thạch đều có quỹ đạo ổn định, nhưng theo lời giáo sư Gareth Collins công tác tại Đại học Hoàng gia London, các tương tác với lực hấp dẫn trong không gian có thể ảnh hưởng nhiều tới đường bay của thiên thạch. Sẽ có lúc một thiên thể bay qua quỹ đạo của Trái Đất, biến thành một quả cầu lửa trong bầu khí quyển để rồi hoặc vỡ ra thành nhiều mảnh và tan biến, hoặc đâm xuống mặt đất và tạo ra vết sẹo trên bề mặt Đất Mẹ.

Vụ nổ ở Tunguska đặc biệt và hiếm gặp, nó được liệt kê vào danh sách ít ỏi của những sự kiện quy mô “mega-tấn - triệu tấn”; lượng năng lượng tỏa ra trong vụ nổ ở Tunguska được cho là có sức mạnh khoảng từ 3-30 mega-tấn chất nổ TNT. Đây là vụ nổ duy nhất (thuộc dạng này) có sức công phá lớn đến vậy, nên khoa học không đủ dữ kiện để so sánh và hiểu rõ bản chất sự kiện Tunguska.

Theo mô hình va chạm mà giáo sư Artemieva dựng lên, vụ va chạm này được chia ra thành từng giai đoạn cụ thể. Đầu tiên, thiên thể bay vào tầng khí quyển với tốc độ khoảng từ 15-30 km/s. May mắn thay, khí quyển - lá chắn tự nhiên của Trái Đất đã có thể ngăn chặn thiên thể chạm đất. Theo lời giải thích của Bill Cooke, nhà nghiên cứu chỉ đạo Văn phòng Môi trường Thiên thạch của NASA, “bầu khí quyển có khả năng phá vỡ bất cứ viên đá nào có bề ngang nhỏ hơn một sân bóng bầu dục”.

“Người ta vẫn nghĩ rằng thiên thạch tới từ ngoài vũ trụ và tạo nên một hố sâu dưới mặt đất, rồi để lại một viên đá bốc khói nằm giữa hố. Sự thật lại trái ngược với những mô tả này”, ông Bill Cooke bổ sung.

Bầu khí quyển sẽ khiến những viên đá có kích cỡ vừa phải vỡ tan ở độ cao vài kilomet so với mặt đất, tạo nên một cơn mưa thiên thạch và khi những viên đá này chạm đất, chúng sẽ lạnh ngắt. Theo nhận định của Artemieva, trong giai đoạn thứ hai của sự kiện Tunguska, chắc hẳn viên đá tới từ ngoài Vũ trụ mỏng manh lắm, hoặc vụ nổ đã quá lớn khiến nó vỡ vụn ở độ cao từ 8-10km. Khí quyển biến viên đá lớn thành những mảnh nhỏ, để rồi động năng lớn tạo ra nhiệt lượng khổng lồ.

“Quá trình này tương tự với một vụ nổ hóa học. Trong những vụ nổ thông thường, năng lượng sinh ra từ phản ứng hóa học hay phân hạch hạt nhân sẽ biến thành nhiệt”, giáo sư Artemieva nhận định. Nói một cách khác, những gì đi vào tầng khí quyển của Trái Đất đã sớm biến thành bụi vũ trụ.

Nếu như sự kiện Tunguska diễn ra đúng như vậy, ta sẽ có lời giải thích hợp lý cho việc vùng rừng hẻo lánh không hề có một hố thiên thạch nào hay mảnh thiên thạch lớn vương trên nền đất. Khi thiên thể vỡ ra trên không, lượng nhiệt khổng lồ bùng phát tạo ra sóng xung kích lan ra diện tích cả trăm kilomet, chính chúng khiến cây trong khu vực đồng loạt đổ rạp. Theo mô hình của Artemieva, vụ nổ tạo ra một cột khói lớn và tạo thành đám mây có đường kính “hàng ngàn kilomet”.

Câu chuyện về sự kiện Tunguska chưa kết thúc. Ngay lúc này đây, một số nhà nghiên cứu cho rằng ta đã bỏ qua một dữ kiện rất quan trọng vốn hiện hữu bấy lâu nay.

Năm 2007, một đội nghiên cứu tới từ Ý cho rằng hồ nước nằm cách trung tâm vụ nổ 8km về hướng Bắc-Tây Bắc chính là hố va chạm. Theo lời nhóm nghiên cứu, họ không thấy hồ Cheko hiện hữu trên bất cứ bản đồ nào trước khi vụ nổ Tunguska diễn ra. Luca Gasperini tới từ Đại học Bologna của Ý, người đã tới thăm hồ nước vào cuối thập niên 90 nói rằng khó có thể giải thích nguồn gốc của hồ Cheko bằng bất cứ cách nào. “Giờ chúng ta đã biết hồ nước hình thành sau vụ nổ, không phải từ viên thiên thạch chính tạo nên sự kiện Tunguska mà là một mảnh thiên thạch vẫn còn tồn tại sau vụ nổ”.

Nhà nghiên cứu Gasperini vững niềm tin về một mảnh thiên thạch lớn nằm dưới đáy hồ sâu 10 mét, vùi giữa những lớp trầm tích. “Người Nga có thể tiếp cận hồ để khoan và lấy nó lên dễ dàng”, ông Gasperini nói. Giới khoa học chỉ trích nhận định này nhiều lắm, nhưng Gasperini vẫn mong ai đó sẽ thử lặn xuống hồ mà tìm xem sao.

Nhận định “hồ Cheko là một hố thiên thạch” không nổi tiếng, không được mấy người hậu thuẫn. Theo lời cô Artemieva, hồ Cheko không sâu nên bất cứ hoạt động khảo sát nào cũng có thể lấy lên được mảnh thiên thạch lớn. Năm 2008, giáo sư Gareth Collins xuất bản nghiên cứu phản bác giả thuyết của Gasperini, cho rằng gần khu vực hồ vẫn có “những cây trưởng thành không bị ảnh hưởng” bởi sóng xung kích, đáng lẽ chúng đã phải bị triệt tiêu khi một mảnh thiên thạch lớn đáp xuống khu vực này.

Dù không đưa được kết luận cuối cùng, những màn tranh cãi này cho ta thấy sự kiện Tunguska vẫn bị màn đêm bí ẩn bao trùm, và giới khoa học vẫn quan tâm nhiều tới vụ nổ lớn nhất nhì lịch sử nhân loại.

Ngày nay, các nhà thiên văn học ngày một chú ý hơn tới bầu trời, sử dụng những kính viễn vọng lớn để kiếm tìm những viên đá không gian đang bay về hướng Trái Đất và đánh giá mối nguy mà chúng mang theo trong mình. Năm 2013, một viên thiên thạch khá nhỏ (đường kính khoảng 20 mét) rơi xuống khu vực Chelyabinsk của Nga và gây ra kha khá thiệt hại. Nó đã làm bất ngờ nhiều nhà khoa học, trong đó có giáo sư Collins: mô hình dự đoán của ông cho thấy viên thiên thạch có ảnh hưởng khiêm tốn hơn thực tế nhiều.

“Thử thách lớn nằm ở chính quá trình tương tác giữa thiên thạch và bầu khí quyển, là chuỗi sự kiện giảm tốc, bốc hơi và truyền năng lượng trong không khí, vốn là những quá trình rất phức tạp. Chúng tôi muốn hiểu nhiều hơn về chúng, để dự đoán hậu quả tốt hơn trong tương lai”, giáo sư Collins nhận định.

Trước đây, các chuyên gia dự đoán một thiên thạch kích cỡ ngang ngửa thiên thể rơi xuống Chelyabinsk sẽ xuất hiện theo chu kỳ gần 100 năm, còn thứ tạo nên sự kiện Tunguska sẽ xuất hiện mỗi 1000 năm. Tuy nhiên, những dữ liệu mới cho ta những dự đoán khác: thiên thạch rơi xuống Chelyabinsk có thể thường xuyên hơn tới 10 lần dự đoán trước đây, và một thảm họa tương tự Tunguska có thể diễn ra với chu kỳ 1-2 thế kỷ/lần.

Theo nhận định của giáo sư Kvasnytsya, chúng ta đã, đang và sẽ yếu thế trước một sự kiện quy mô lớn tới vậy. Một vụ nổ tương tự Tunguska mà xảy ra ở nơi đông dân cư, thiệt hại về người và tài sản sẽ khó đo đếm được.

Tuy nhiên bài viết sẽ không kết thúc ở nốt trầm này đâu. Theo lời giáo sư Collins, tỷ lệ xảy ra một vụ va chạm lớn với khu dân cư là cực nhỏ, xét tới việc nước bao phủ một diện tích rất lớn bề mặt Trái Đất. Xác suất để thiên thạch rơi xuống khu dân cư không đủ cao để ngày ngày ta phải ngước lên trong lo lắng.

Cũng có thể ta chẳng bao giờ biết được thứ gì đã gây nên sự kiện Tunguska, là thiên thạch, sao chổi hay bất cứ thứ gì trí tưởng tượng “bịa” ra được, nhưng mà cũng chẳng sao. Sự kiện này lớn đến mức ta vẫn còn nghĩ về nó cả trăm năm sau, nên có lẽ nhân loại sẽ chẳng bao giờ quên được vai vế nhỏ bé của mình trong Vũ trụ rộng lớn.