Vòng quay của Trái đất có tăng tốc không? Động đất đến từ đâu? Tại sao radar không nhìn thấy các tiểu hành tinh nguy hiểm? Chúng ta đang nói về điều này và nhiều điều khác nữa với Nikolai Zheleznov, Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học, nhà nghiên cứu cấp cao tại Viện Thiên văn học Ứng dụng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga.
TRÁI ĐẤT ĐANG TĂNG TỐC VÀ KHÔNG AI BIẾT TẠI SAO
- Có đúng là tốc độ quay của Trái đất đang thay đổi
nhanh chóng và đột ngột do hiện tượng nóng lên toàn cầu?
- Vòng quay của Trái đất thực sự đang chậm lại. Nhưng
không "đáng kể". Nó luôn luôn như vậy trong suốt lịch sử địa chất của
chúng ta. Lý do: tương tác thủy triều với Mặt trăng. Trái đất tự quay quanh trục
của nó nhanh hơn Mặt trăng di chuyển trên quỹ đạo quanh Trái đất. Kết quả là,
bướu thủy triều là một phần nhô ra trên Trái đất, được hình thành do lực hút của
Mặt Trăng - hướng về phía chuyển động quay của Trái Đất và dần dần làm hành
tinh chúng ta chậm lại. Và Mặt trăng đang di chuyển ra xa chúng ta - khoảng 3,8
cm mỗi năm. Một ngày đêm kéo dài thêm 1,7 mili giây mỗi thế kỷ.
Các quá trình của mùa cũng ảnh hưởng đến vòng quay của
Trái đất. Khi mùa xuân ở Bắc bán cầu băng tan; ở Nam bán cầu thì ngược lại.
Sông băng cũng đang tan chảy. Kết quả là trọng tâm của hành tinh dịch chuyển một
chút và chu kỳ quay thay đổi một chút. Cuối cùng, các quá trình kiến tạo cũng
ảnh hưởng đến độ dài của ngày đêm. Vì vậy, vào năm 2004, một trận động đất mạnh
hơn 9 độ richter ở Ấn Độ Dương đã gây ra sóng thần khủng khiếp, gây nên nhiều
thiệt hại, làm chậm quá trình quay của Trái đất gần 3 micro giây.
- Tức là không có dị thường (không tính tới sóng thần)?
- Chà, có thể nói thế nào đây nhỉ... Đã là năm thứ hai
chúng ta chứng kiến một điều kỳ lạ: Trái đất- ngược lại, bắt đầu tăng tốc. Có một
thứ gọi là giây nhuận. Nó được thêm vào để hài hòa thời gian phổ quát, gắn liền
với sự quay của hành tinh chúng ta và thời gian nguyên tử. Kể từ những năm
1970, nó đã được bổ sung hai đến ba năm một lần. Và kể từ năm 2017, đã 7 năm rồi,
nó vẫn không thay đổi. Nhiều khả năng, điều này là do kiến tạo.
DO ĐÂU XẨY RA ĐỘNG ĐẤT?
- Sự thay đổi tốc độ quay của Trái đất có thể gây ra động
đất không?
- Nguyên nhân gây ra động đất là do sự chuyển động của
các mảng thạch quyển, khi chúng đè lên nhau hoặc mảng này đè lên mảng kia. Chuyển
động không mượt mà, các tấm va chạm vào nhau, nảy sinh căng thẳng. Đột nhiên
các mảng dịch chuyển từng mét hoặc hàng chục mét - trái đất rung chuyển. Ngược
lại, các chuyển động của mảng được gây ra bởi các quá trình đối lưu trong lớp
phủ, sự quay của lõi hành tinh chúng ta. Chúng ta đã nói ở trên rằng chu kỳ
quay của Trái đất thay đổi nhưng tính bằng micro giây mỗi năm. Liệu những thay
đổi không đáng kể này bằng cách nào đó có thể ảnh hưởng đến các quá trình trong
lớp phủ, trong lõi? Tôi không nghĩ thế. Mối liên hệ ở đây hoàn toàn ngược lại:
chu kỳ thay đổi do các cú sốc, chứ không phải các cú sốc khiến cho chu kỳ thay
đổi.
- Nhiều người cho rằng động đất là do Mặt Trăng gây
ra. Điều này có liên quan gì đến việc Mặt trăng đang di chuyển ra xa chúng ta,
nghĩa là quỹ đạo của nó không ổn định?
- Mặt trăng đang di chuyển ra xa chúng ta ngày càng chậm.
Đây không phải là một quá trình tuyến tính. Ngày xửa ngày xưa, trong quá khứ địa
chất, Mặt Trăng rất gần với chúng ta. Khoảng một tỷ năm trước, một ngày đêm trên
Trái đất chỉ kéo dài 15 giờ. Do ảnh hưởng của thủy triều, Trái đất quay chậm lại
và Mặt trăng di chuyển ra xa.
Nhìn chung, chuyển động của Mặt Trăng rất phức tạp. Nó
dao động, cho chúng ta thấy một chút mặt trái của nó (từ Trái đất, chúng ta
nhìn thấy khoảng 60% “quả bóng” mặt trăng, chứ không phải một nửa như nhiều người
nghĩ). Điều này là do tính elip của quỹ đạo và sự dao động của chính nó. Quá
trình này được gọi là sự hiệu chỉnh của Mặt trăng.
Có những giả định cho rằng lực hấp dẫn của Mặt trăng
gây ra sự giải phóng ứng suất trong lớp vỏ Trái đất, tức là gây ra động đất.
Nhưng đây chỉ là những giả định. Để biết chắc chắn, tốt nhất bạn nên tính đến tất
cả các yếu tố nhỏ nhất. Có lẽ những quá trình thú vị đang ẩn giấu ở đó, với số
lượng vô cùng nhỏ.
- Có thông tin trên báo chí khoa học rằng lõi Trái đất
đang dịch chuyển mạnh theo các hướng khác nhau hoặc quay liên tục với tốc độ
khác nhau. Còn trên báo chí phổ thông, điều này có liên quan đến hoạt động địa
chấn.
- Chúng ta không có nhiều cơ hội để khám phá lõi của
Trái đất. Các nhà địa chấn học nghiên cứu lớp dưới bề mặt bằng cách sử dụng
sóng địa chấn. Những nhận định về lõi bên trong của Trái đất vẫn còn nhiều mâu
thuẫn. Theo một số dữ liệu, lõi thay đổi hướng quay cứ sau 70 năm, theo những
người khác - nhanh hơn, và những người thứ 3 nói rằng lõi chất lỏng bên trong
(cũng có một lõi rắn bên ngoài) đã dừng hoàn toàn. Tất cả những lý thuyết này
khá phức tạp.
Đối với chúng tôi, những nhà thiên văn học, chúng tôi
có thể ước tính cách các mảng chuyển động tương đối với nhau bằng cách xác định
tọa độ của các trạm. Biết được tọa độ chính xác của các trạm, có thể xác định
không chỉ khoảng cách giữa chúng mà còn cả tốc độ chuyển động của các mảng lục
địa. Quỹ đạo của vệ tinh nhân tạo cũng có thể cung cấp một số thông tin về hình
dạng của Trái đất. Tất nhiên, dữ liệu của chúng tôi cho phép chúng tôi tinh chỉnh
mô hình cấu trúc Trái đất. Nhưng vẫn còn rất nhiều công việc.
BẠN SẼ TÌM HIỂU SỰ THẬT TỪ PHIM “GRAVITY”
- Khi tiến hành quan sát, bằng cách này hay cách khác ông
phải đối mặt với vấn đề rác vũ trụ. Yếu tố này nghiêm túc đến mức nào?
- Đây là một vấn đề nghiêm trọng. Trên toàn thế giới,
kể cả ở Nga, họ duy trì một danh mục các mảnh vỡ để nếu có chuyện gì xảy ra, họ
sẽ cảnh báo phi hành đoàn tại Trạm vũ trụ quốc tế va chạm với họ và nếu có thể,
chuyển hướng Trạm vũ trụ quốc tế và các vệ tinh sang quỹ đạo khác. Có thể thấy
rõ số lượng mảnh vụn nguy hiểm đang gia tăng như thế nào.
Năm 1978, cố vấn của NASA Donald Kessler đã mô tả một
kịch bản trong đó quá trình hình thành các mảnh vỡ sẽ trở nên không thể kiểm
soát được, giống như một trận tuyết lở. Hai vệ tinh va chạm tạo thành mảnh vụn,
những mảnh vụn ấy cũng va vào nhau. Hiện tượng này được gọi là "hội chứng
Kessler" và được mô tả nổi tiếng trong bộ phim “Gravity”. Nhân tiện, theo
tôi, bộ phim này là một bức tranh rất đáng tin cậy về mặt khoa học.
- Có phải lỗi là do “mode thời trang” dành cho các vệ
tinh tí hon? Trước đây tên lửa đã phóng vài quả lớn vào quỹ đạo, bây giờ có
hàng trăm quả nhưng chỉ to bằng hộp xà phòng.
- Bản thân tôi không thấy có điều gì xấu xa trong các
vệ tinh siêu nhỏ. Chúng ở trên quỹ đạo bao lâu lại là một vấn đề khác. Nếu sau
vài trăm vòng quỹ đạo, động cơ sẽ đưa nó vào khí quyển và đốt cháy ở đó, thì cứ
như vậy đi. Thật đáng sợ nếu điều này không xảy ra.
Tất nhiên, sớm hay muộn bầu khí quyển sẽ làm nó chậm lại
và nó sẽ rơi xuống. Vẫn còn có một số loại bầu khí quyển trong không gian. Người
ta tin rằng không gian bắt đầu từ độ cao 100 km, nhưng ngay cả Trạm vũ trụ quốc
tế(ở độ cao khoảng 400 km) đôi khi cũng điều chỉnh quỹ đạo của nó vì nó “cọ
xát” với không khí. Độ cao các vệ tinh của Elon Musk là 550 km. Năm năm, có thể
lâu hơn một chút, là thời gian chúng sống trên quỹ đạo. Sau đó chúng sẽ bốc
cháy trong bầu khí quyển.
Tiến trình này không thể dừng lại, các vệ tinh siêu nhỏ
sẽ không ngừng phóng. Tất nhiên, chúng gây khó khăn cho các nhà thiên văn học
trong việc quan sát bầu trời. Nhưng liệu các nhà thiên văn học có được lắng
nghe không?
VẪN HY VỌNG VÀO VŨ KHÍ HẠT NHÂN
- Rất nhiều tiểu hành tinh, kể cả những tiểu hành tinh
nguy hiểm, đã bắt đầu được phát hiện. Có nhiều lắm không? Hay chúng ta đã trở
nên quá cảnh giác?
-Không nhiều hơn chút nào. Đây là một hiệu ứng lựa chọn
quan sát. Bây giờ chúng ta đã có một mạng lưới kính thiên văn quang học tìm kiếm
các tiểu hành tinh gần Trái đất. Và chúng ta bắt đầu nhìn thấy những tiểu hành
tinh nhỏ hơn. Càng biết nhiều thì cuộc sống càng khủng khiếp. Nhưng số lượng tiểu
hành tinh trong không gian không tăng lên.
Khi tôi đến làm việc tại viện, đó là năm 1995, có khoảng
5 nghìn tiểu hành tinh đã được biết đến và đánh số (nghĩa là đã lập danh mục với
quỹ đạo được xác định đáng tin cậy). Vào đầu những năm 2000, tôi và các đồng
nghiệp đã đùa về việc nên đặt tên cho vật thể thứ mười nghìn là gì. Trung tâm
Tiểu hành tinh (đặt tại Hoa Kỳ) cuối cùng đã chấp thuận cái tên Myriostos,
nghĩa là “trăm lần một trăm” trong tiếng Hy Lạp. Chẳng bao lâu sau, tiểu hành
tinh thứ hai mươi nghìn- Varuna- xuất hiện. Vào thời điểm đó, các chương trình
giám sát bầu trời tự động đã được triển khai và tốc độ phát hiện tiểu hành tinh
tăng lên đáng kể. Bây giờ có hơn một triệu và con số này sẽ chỉ tăng lên.
- Chúng được quan sát bằng kính thiên văn, mà không phải
bằng radar? Tại sao? Có phải radar không nhìn thấy chúng?
- Bạn nhận xét chính xác đấy. Trong các bộ phim, nhân vật luôn nhìn vào màn hình radar, một tia
chạy tới đó và một dấu chấm xuất hiện. “Nó vẫn còn cho đến khi va chạm với Trái
đất…” Nhưng đấy là chuyện của những bộ phim.
Kính thiên văn quang học chụp ảnh một phần bầu trời
nơi có thể nhìn thấy nhiều tiểu hành tinh. Nhưng kính viễn vọng vô tuyến chỉ
“nhìn thấy” trong một hình nón hẹp và trên thực tế chỉ nhận được một hình ảnh ở
một bước sóng cụ thể. Để xây dựng một bức tranh, bạn cần quét một phần bầu trời.
Trong khi bạn đang quét, tiểu hành tinh sẽ di chuyển. Việc phát hiện các vật thể
mới bằng chùm sóng vô tuyến là khó khăn và không thực tế. Quang học kính thiên
văn được trang bị máy ảnh kỹ thuật số mạnh mẽ và kỹ thuật xử lý hình ảnh hiện đại
sẽ hiệu quả hơn nhiều.
Giá trị của quan sát radar là khi chúng ta cần làm rõ
quỹ đạo thì chúng tốt hơn quỹ đạo quang học. Nếu trong số những quan sát thường
xuyên về các tiểu hành tinh bay ngang qua Trái đất có radar thì điều này rất
làm hài lòng những người tham gia nhiệm vụ này. Đáng tiếc là sức mạnh của các
máy phát chỉ đủ “xuyên thủng” khoảng cách tới các tiểu hành tinh bay gần Trái Đất.
- Dù không phải bằng radar mà bằng kính viễn vọng
quang học, chúng ta thấy nó đang bay về phía chúng ta. Phải làm gì đây?
- Trên thực tế, nếu một tiểu hành tinh tiến lại rất gần,
chúng ta có một công cụ - đó là vũ khí hạt nhân. Trong trường hợp này, tiểu
hành tinh phải bị phá hủy vì hàng trăm mảnh vỡ của nó sẽ gây ra ít thiệt hại
hơn so với việc toàn bộ tiểu hành tinh đâm vào Trái đất.
Tốc độ là thước đo quan trọng nhất trong việc đánh giá
động năng, mà tốc độ vũ trụ là hàng chục km mỗi giây. Khi va chạm, gần như toàn
bộ động năng chuyển thành nhiệt năng, tức thành một vụ nổ có năng lượng hàng
trăm kiloton. Và điều này không loại trừ cả những vật thể bé nhỏ..
Tất nhiên, bầu không khí sẽ bảo vệ chúng ta. Tuy
nhiên, nếu tiểu hành tinh kích cỡ lớn hơn hàng trăm mét thì khả năng cao nó sẽ
chạm tới bề mặt Trái đất. Và nó sẽ phá hủy toàn bộ khu vực. Chỉ có miệng núi lửa
sẽ còn lại. Giả sử, một miệng núi lửa ở Arizona (hình thành cách đây không lâu)
với đường kính 1,2 km, độ sâu 230 mét, do một tiểu hành tinh chỉ có kích thước
50 mét gây ra. Sóng xung kích đã phá hủy mọi thứ trong bán kính hàng trăm km.
Cách hiệu quả nhất để ngăn chặn va chạm với Trái đất
là làm chệch hướng vật thể khỏi quỹ đạo nguy hiểm của nó. Đã có việc đẩy một tiểu
hành tinh với sự trợ giúp của tàu thăm dò không gian, khi nó bay qua - và đẩy
nó bay xa hơn. Một vài năm trước, bằng cách sử dụng tàu thăm dò DART, các nhà
khoa học đã thực hiện một thí nghiệm như vậy với tiểu hành tinh Dimorph, một vệ
tinh của tiểu hành tinh Didim. Tiểu hành tinh kép này không phải là mối đe dọa
đối với chúng ta, nhưng chúng ta đã phải cố gắng. Sau đó, chúng ta đã cố gắng
thay đổi một chút quỹ đạo của thiên thể. Vậy là phương pháp “sốc” có tác dụng.
- Hãy để vũ khí hạt nhân và các phương tiện phòng thủ
khác góp sức. Nhân loại có trong tay mà! Nhưng, theo tôi hiểu, hiện không có một
tên lửa nào đang làm nhiệm vụ bảo vệ hành tinh Trái đất và sẵn sàng cất cánh
theo lệnh?
- Chưa có! Công nghệ của chúng ta cho phép tạo ra một
hệ thống phòng thủ tránh sự đụng độ của tiểu hành tinh. Tuy nhiên, sẽ rất đắt
tiền. Và đòi hỏi sự hợp tác quốc tế. Đó là điều không thực tế trong thời buổi
bây giờ.
TÔ HOÀNG
(Từ báo “Sự thật Thanh niên”- Nga)
