Dấu tròn ở Quebec được nhận ra là miệng hố va chạm cổ như thế nào?

Năm 2024, khi tìm một địa điểm cắm trại tại vùng Côte-Nord hẻo lánh của Quebec, nhà thiên văn nghiệp dư Joël Lapointe nhận thấy một hình tròn gần hồ Marsal trên ảnh vệ tinh. Dấu tròn ấy gợi đến một miệng hố, nhưng hình dạng nhìn từ trên cao chưa thể cho biết nó do thiên thạch, núi lửa hay quá trình địa chất khác tạo nên. Câu trả lời chỉ xuất hiện sau một chuyến khảo sát thực địa, khi các nhà địa chất tìm thấy trong đá một dấu hiệu đặc biệt: nón vỡ, hay shatter cones, hình thành dưới áp suất cực lớn của va chạm. [1]

Phát hiện này cho thấy ảnh vệ tinh rất hữu ích để nhận ra nơi đáng điều tra, còn việc xác định nguồn gốc phải dựa vào vật chất tại chỗ. Với cấu trúc gần hồ Marsal, đường nét tròn là đầu mối mở màn; các biến dạng trong đá mới là bằng chứng giúp nhóm nghiên cứu loại trừ cách giải thích núi lửa và đi đến kết luận về một vụ va chạm cổ. [1]

Vì sao một vòng tròn trên bản đồ chưa đủ?

Một vùng trũng gần tròn dễ khiến người quan sát liên tưởng đến miệng hố va chạm, bởi năng lượng từ một cú đâm xuống có thể tạo cấu trúc tỏa ra quanh tâm. Tuy nhiên, dáng tròn không thuộc riêng về thiên thạch. Hoạt động magma cũng có thể phá vỡ đá và để lại một cấu trúc gần tròn; ngoài ra, địa hình ban đầu còn bị xói mòn, phủ cây, ngập nước hoặc biến đổi qua thời gian. Vì thế, hình học trên bản đồ chỉ đặt ra giả thuyết chứ không tự xác nhận nguyên nhân. [1]

Trước chuyến khảo sát mới, các cuộc điều tra địa chất từng diễn giải đá dăm kết tại khu vực này là dấu vết của một diatreme. Đây là cấu trúc dạng ống chứa đá vỡ, hình thành khi magma phun nổ. Cách giải thích ấy hợp lý ở điểm cả phun nổ lẫn va chạm đều có thể làm đá vỡ dữ dội. Muốn phân biệt hai quá trình, các nhà địa chất cần tìm một đặc điểm mà hoạt động núi lửa thông thường không tạo ra. [1]

Từ nghi vấn của người quan sát đến chuyến đi thực địa

Sau khi phát hiện dấu tròn, Lapointe liên hệ với các chuyên gia ở châu Âu và Bắc Mỹ. Câu hỏi của ông góp phần thúc đẩy một nhóm nghiên cứu Pháp nêu khu vực hồ như tâm của một cấu trúc va chạm tiềm năng tại cuộc họp Meteoritical Society năm 2024. Gordon Osinski, nhà địa chất hành tinh tại Western University và giám đốc cơ sở dữ liệu Impact Earth, ban đầu tỏ ra hoài nghi nhưng vẫn thấy giả thuyết đủ đáng chú ý để tổ chức khảo sát vào tháng 10/2025. [1]

Địa điểm này không thuận lợi cho việc kiểm tra nhanh. Nhóm phải đến bằng thủy phi cơ; máy bay không thể áp sát bờ nên họ mang thiết bị lội khoảng 50 mét qua nước. Trên đất liền là địa hình gồ ghề, đầm lầy, cây cối rậm và nhiều côn trùng. Những trở ngại đó cũng giải thích phần nào vì sao một cấu trúc lớn có thể tồn tại lâu mà chưa được nhận diện đúng: thấy một vòng tròn từ xa dễ hơn nhiều so với tiếp cận các vách đá cần quan sát. [1]

Nón vỡ đã thay đổi cách giải thích ra sao?

Đến ngày khảo sát thứ hai, nhóm bắt đầu bắt gặp nón vỡ ở nhiều điểm đá lộ thiên. Đây là những cấu trúc biến dạng đặc trưng xuất hiện khi đá chịu áp suất cực lớn do va chạm. Theo Osinski, chúng là bằng chứng rõ ràng duy nhất về một sự kiện va chạm có thể nhận ra bằng mắt thường ngay ngoài thực địa. Việc tìm thấy chúng ở nhiều nơi khiến giả thuyết diatreme không còn giải thích thỏa đáng những gì hiện diện trong đá. [1]

Có thể hình dung sự khác nhau qua hai cấp độ quan sát. Ảnh vệ tinh cho thấy hình dạng của cả khu vực, giống như nhìn dấu lõm trên bề mặt một vật từ xa. Nón vỡ lại lưu giữ phản ứng của đá trước một trạng thái áp suất cụ thể. Một dấu tròn có thể do nhiều cơ chế tạo nên, nhưng khi vật liệu bên trong mang biến dạng gắn với va chạm, chuỗi lập luận trở nên chặt chẽ hơn: hình dạng gợi vị trí, còn đá chỉ ra quá trình. [1]

Nhóm nghiên cứu đánh giá nguồn gốc va chạm của cấu trúc về cơ bản đã được xác nhận. Dù vậy, việc công nhận chính thức còn phụ thuộc vào một ủy ban của Meteoritical Society trong kỳ họp tiếp theo. Hai mức này không nên lẫn với nhau: một bên là kết luận địa chất dựa trên bằng chứng thực địa, bên kia là thủ tục để cấu trúc được ghi nhận chính thức trong hệ thống chuyên môn. [1]

Một miệng hố cổ còn lại những gì?

Phân tích mẫu đá cho thấy vụ va chạm xảy ra khoảng 390 triệu năm trước. Cấu trúc được ước tính rộng khoảng 25 kilômét và thuộc loại miệng hố phức tạp, có phần nâng lên ở trung tâm. Khu vực cũng có các vách cao mang dạng nứt cột. Những gì nhìn thấy ngày nay không phải một chiếc hố nguyên vẹn vừa được khoét xuống, mà là phần địa chất còn sót lại sau một khoảng thời gian rất dài biến đổi bề mặt. [1]

Điểm này giúp lý giải vì sao việc tìm miệng hố cổ khó hơn tìm một vòng tròn hoàn hảo. Thứ tồn tại qua hàng trăm triệu năm có thể là sự kết hợp rời rạc giữa địa hình, đá vỡ và biến dạng do áp suất. Hồ nước hoặc phần trũng hiện đại có thể làm tâm cấu trúc dễ nhận ra hơn trên ảnh, nhưng chúng không tự kể được lịch sử hình thành. Nhà địa chất phải nối các dấu vết ở nhiều quy mô thành một cách giải thích thống nhất. [1]

Sau khi trao đổi với Hội đồng Innu của Ekuanitshit, các nhà nghiên cứu gọi cấu trúc này là Uhackatik. Theo đánh giá được công bố, đây là miệng hố va chạm lớn nhất được phát hiện kể từ cấu trúc Hiawatha rộng 31 kilômét được tìm thấy năm 2018. Vị trí quá xa xôi cũng khiến Uhackatik khó trở thành nơi huấn luyện địa chất cho phi hành gia, dù Osinski tham gia nhóm địa chất Artemis của NASA. [1]

Vì sao Trái Đất vẫn còn những miệng hố chưa được nhận ra?

Khoảng 200 cấu trúc va chạm đã được xác nhận trên Trái Đất, trong khi các nhà địa chất cho rằng còn hàng trăm cấu trúc khác chưa được nhận diện. Uhackatik minh họa một lý do: một địa điểm có thể hiện rõ trên ảnh hiện đại nhưng lại nằm giữa vùng khó tiếp cận, còn đá tại đó từng được giải thích theo một cơ chế khác. Phát hiện mới không chỉ cần công nghệ quan sát từ xa mà còn cần người nhận ra điểm bất thường và chuyên gia sẵn sàng kiểm tra lại giả thuyết cũ. [1]

Câu chuyện bắt đầu bằng trực giác của một người đang xem bản đồ, nhưng không kết thúc ở trực giác ấy. Lapointe giúp chỉ ra câu hỏi; chuyến khảo sát tìm vật liệu liên quan; nón vỡ cung cấp dấu hiệu chẩn đoán; phân tích mẫu đá đặt sự kiện vào khoảng thời gian địa chất. Chuỗi bước đó là lý do một vòng tròn gần hồ Marsal có thể chuyển từ nét lạ trên màn hình thành dấu tích của một vụ va chạm cách đây khoảng 390 triệu năm. [1]