Tektite là gì: thuỷ tinh sinh ra từ va chạm thiên thạch và bốn trường rải lớn

Tektite là những mẩu thuỷ tinh tự nhiên hình thành khi một thiên thạch lớn đâm vào Trái Đất, làm nóng chảy đất đá bề mặt, bắn khối nóng chảy lên cao; khối đó nguội trong lúc bay và rơi xuống thành mưa thuỷ tinh trên một vùng rộng gọi là trường rải. Vì vậy tektite không phải thiên thạch: nó là vật chất của Trái Đất, chỉ được "đúc" bởi năng lượng của một vụ va chạm.

Ở Việt Nam, tektite hay được gọi là "thiên thạch đen", tên gọi dễ hiểu nhưng sai về bản chất. Trên thế giới, các nhà khoa học mới xác nhận một số ít trường rải tektite, mỗi trường gắn với một vụ va chạm và một tuổi riêng. Bài này giải thích tektite hình thành thế nào, có những hình dạng gì, nằm ở trường rải nào, và khác obsidian ra sao.

Tektite không phải thiên thạch: hiểu đúng cái tên

Thiên thạch là mảnh vật chất từ ngoài vũ trụ, chủ yếu từ các tiểu hành tinh, đi qua khí quyển và rơi xuống mặt đất. Thành phần của chúng là đá silicat, hợp kim sắt niken, hoặc pha trộn hai thứ. Tektite thì ngược lại: phân tích hoá học và đồng vị cho thấy thành phần của nó giống đất đá trầm tích trên bề mặt Trái Đất, như cát, sét, phù sa, chứ không giống bất kỳ loại thiên thạch nào.

Tên gọi tektite có gốc từ một chữ Hy Lạp nghĩa là "nóng chảy", do một nhà địa chất người Áo đề xuất vào khoảng năm 1900. Trước khi hiểu được nguồn gốc, giới khoa học từng tranh luận nhiều giả thuyết, trong đó có cả giả thuyết tektite bay đến từ Mặt Trăng. Bằng chứng tích luỹ trong thế kỷ hai mươi, nhất là việc ghép được một số trường rải với hố va chạm cụ thể, đã làm giả thuyết va chạm trên Trái Đất trở thành cách giải thích được chấp nhận rộng rãi.

Vì vậy cách gọi chính xác là "thuỷ tinh va chạm" hay "tektite". Gọi "thiên thạch đen" có thể chấp nhận như tên dân gian, nhưng khi mua bán hay mô tả hàng, nên ghi rõ tektite để người mua không hiểu nhầm rằng mình đang cầm một mảnh từ ngoài vũ trụ.

Tektite hình thành qua những chặng nào

Các nhà nghiên cứu dựng lại quá trình hình thành tektite từ hình dạng, thành phần và vị trí rơi của chúng. Hình dung đơn giản gồm các chặng:

1. Một thiên thể cỡ lớn lao vào Trái Đất với vận tốc hàng chục kilômét mỗi giây. Năng lượng va chạm làm bốc hơi và nóng chảy một lượng lớn đất đá ở lớp bề mặt.
2. Một phần vật chất nóng chảy bị phóng lên rất cao, có thể vượt ra khỏi phần dày đặc của khí quyển, bay theo quỹ đạo đạn đạo hàng trăm đến hàng nghìn kilômét.
3. Trong lúc bay, khối nóng chảy bị xé thành giọt và quay tròn, tạo nên hình cầu, giọt nước, quả tạ, đĩa. Chúng nguội rất nhanh nên đông thành thuỷ tinh chứ không kết tinh, và mất gần hết nước, khí.
4. Một số mảnh đã cứng lại khi rơi trở lại khí quyển thì bị nung nóng lần hai ở mặt trước, mặt đó chảy ra và bị gió thổi dạt về phía sau, tạo hình nút áo có vành.
5. Tektite rơi rải trên một vùng rộng, nằm trong đất qua hàng trăm nghìn đến hàng chục triệu năm. Nước và axit hữu cơ trong đất ăn mòn bề mặt, khắc thành các rãnh, hố, vết nhăn đặc trưng.

Hố va chạm sinh ra tektite thường nằm ở rìa hoặc ngoài trường rải, vì vật chất bị phóng đi theo một hướng chứ không rơi ngay quanh hố. Đó là lý do có trường rải đến nay vẫn chưa tìm chắc được hố.

Bốn trường rải tektite lớn được công nhận

Tuổi trong bảng là khoảng tròn theo các công bố định tuổi phổ biến; tài liệu chuyên sâu cho số chi tiết hơn và có xê dịch nhỏ giữa các phép đo.

Trường rải Úc – Á vừa trẻ nhất vừa rộng nhất trong bốn trường, phủ một phần lớn Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Ở đáy đại dương, các hạt tektite siêu nhỏ (microtektite) của trường này tạo thành một lớp mỏng trong trầm tích, được dùng như một mốc thời gian để so tuổi các lõi khoan biển.

Ngoài bốn trường này còn có các loại thuỷ tinh va chạm khác như thuỷ tinh sa mạc Libya hay thuỷ tinh Darwin ở Tasmania. Chúng hình thành gần hố, không bay xa, nên thường được xếp riêng chứ không gọi là tektite theo nghĩa hẹp.

Ba nhóm hình dạng của tektite

Dạng văng (splash form). Phổ biến nhất: hình cầu, giọt nước, quả tạ, đĩa dẹt, que cong. Hình dạng phản ánh khối nóng chảy quay tròn và co kéo khi bay. Nhiều mảnh là phần gãy của một hình lớn hơn, nên bạn sẽ gặp cả nửa quả tạ, mẩu đĩa.

Dạng tái nóng chảy khí động học. Hiếm hơn, nổi tiếng nhất là các australite ở Úc có hình nút áo hay chiếc mũ có vành. Đây là bằng chứng cho thấy tektite từng ra tới vùng khí quyển rất loãng, đông cứng, rồi bị nung lại khi lao xuống.

Dạng phân lớp kiểu Muong Nong. Khối lớn, góc cạnh, có các lớp mỏng song song như bánh lá, đặt tên theo một địa danh ở Lào nơi chúng được mô tả. Dạng này thường chứa nhiều bọt khí và hạt khoáng vật chưa nóng chảy hết, được cho là hình thành gần nơi va chạm hơn và không bay xa như dạng văng.

Bề mặt khắc rãnh. Gần như mọi tektite lấy từ đất đều có bề mặt nhăn, rỗ, khắc rãnh ngoằn ngoèo. Phần lớn các vết này là do ăn mòn hoá học trong đất qua thời gian dài, không phải do ma sát khi bay như nhiều người nghĩ.

Tektite khác obsidian ở đâu

Cả hai là thuỷ tinh tự nhiên giàu silica, nhìn bằng mắt có thể giống nhau. Khác biệt nằm ở nguồn gốc và những gì còn lưu lại bên trong.

Hạt lechatelierite là dấu hiệu đáng tin nhất: những sợi hay giọt thuỷ tinh silica gần tinh khiết, sinh ra khi hạt cát thạch anh bị nóng chảy ở nhiệt độ rất cao mà núi lửa không đạt tới. Dưới kính hiển vi chúng hiện như các sợi giun cong, chiết suất khác nền nên thấy được viền.

Những thứ hay bị gọi nhầm là tektite

Vì tektite đen, bóng và có câu chuyện hấp dẫn, nhiều vật liệu khác được bán hoặc nhặt về với tên này. Những trường hợp hay gặp:

• Cuội bazan hay cuội đá đen có lớp vỏ oxide sắt bóng: nặng hơn tektite rõ rệt, không trong ở mép mỏng, bẻ ra thấy hạt khoáng vật chứ không phải thuỷ tinh.
• Xỉ lò luyện kim, lò nung: nhiều bọt khí lớn, có khi dính hạt kim loại hoặc bị nam châm hút, bề mặt sần kiểu bọt chứ không phải rãnh khắc ăn mòn.
• Obsidian mài hay đập vỡ: cũng là thuỷ tinh tự nhiên, nhưng có vi tinh xếp dải và không có hình dạng văng; mặt vỡ mới thường sắc, không bị khắc rãnh.
• Thuỷ tinh đen đúc khuôn có rãnh giả: hình dạng quá đều, các mẩu giống nhau, rãnh nông và lặp lại như in, soi thấy bọt khí tròn kiểu thuỷ tinh lò.
• Đá đen bóng do gió cát mài, gọi là đá mài gió: có mặt phẳng cắt nhau thành cạnh, không phải hình giọt hay đĩa.

Phép đo đơn giản giúp gạn lọc là tỉ trọng và nam châm: tektite nhẹ tay, khoảng 2,3 đến 2,5, và không bị hút; đá bazan nặng hơn, xỉ thường bị hút. Soi mép mỏng trước đèn pin, tektite Úc – Á thường để lọt ánh sáng màu nâu hoặc xanh ô liu sẫm.

Khi một mẩu có đủ dấu hiệu mà bạn vẫn muốn chắc chắn, phòng thí nghiệm có thể đo lượng nước, tìm lechatelierite và phân tích thành phần để xác nhận.

Vì sao khoa học quan tâm tektite

Mỗi trường rải là bằng chứng về một vụ va chạm lớn, nên tektite giúp lập niên biểu các va chạm trong lịch sử Trái Đất. Định tuổi tektite bằng các phương pháp đồng vị cho biết vụ va chạm xảy ra khi nào, kể cả khi hố đã bị vùi lấp hay xói mòn. Với trường rải Úc – Á, nhiều thập kỷ tìm kiếm chưa ra hố, và các đề xuất về vị trí hố vẫn đang được kiểm chứng tiếp.

Thành phần tektite còn lưu dấu đất đá nơi va chạm, giúp các nhà nghiên cứu suy ra loại đá ở điểm va chạm, từ đó thu hẹp vùng tìm hố. Lớp microtektite trong trầm tích biển là một mốc thời gian chung giúp so khớp lõi khoan ở các đại dương khác nhau.

Với người sưu tầm, giá trị của tektite nằm ở câu chuyện ấy: mẩu thuỷ tinh nhỏ trong tay là chứng tích của một sự kiện địa chất có thật. Còn các lời gán cho tektite như "năng lượng vũ trụ" hay "đá chuyển hoá" là quan niệm của thị trường, không có cơ sở khoa học, và nên được hiểu đúng như vậy.

Câu hỏi thường gặp

Tektite có phải là thiên thạch không?

Không. Thiên thạch là vật chất từ ngoài vũ trụ rơi xuống, còn tektite là đất đá trên Trái Đất bị một vụ va chạm thiên thạch làm nóng chảy và bắn đi. Gọi tektite là thiên thạch đen là tên dân gian, không đúng bản chất.

Tektite có bị nam châm hút không?

Không, hoặc chỉ cực yếu. Tektite là thuỷ tinh giàu silica, chứa ít sắt và gần như không có khoáng vật từ tính. Ngược lại, nhiều thiên thạch đá và thiên thạch sắt bị nam châm hút rõ do chứa hợp kim sắt niken.

Vì sao tektite có bề mặt nhăn và rỗ?

Phần lớn các vết nhăn, rỗ và rãnh trên tektite là do bề mặt bị ăn mòn hoá học khi nằm trong đất qua hàng trăm nghìn năm trở lên. Một phần nhỏ dấu vết, như vành của australite, là do bị nung lại khi rơi qua khí quyển.

Tektite và thuỷ tinh sa mạc Libya khác nhau thế nào?

Cả hai là thuỷ tinh do va chạm, nhưng thuỷ tinh sa mạc Libya hình thành ngay tại khu vực va chạm và không bị phóng đi xa thành giọt, có màu vàng nhạt và tuổi khác. Vì vậy nó thường được xếp vào thuỷ tinh va chạm nói chung chứ không gọi là tektite theo nghĩa hẹp.

Có bao nhiêu trường rải tektite trên thế giới?

Các tài liệu thường nêu bốn trường lớn được công nhận rộng rãi: Úc – Á, Trung Âu, Bờ Biển Ngà và Bắc Mỹ. Gần đây có thêm những đề xuất về trường rải nhỏ hơn đang được nghiên cứu, nên con số có thể thay đổi theo công bố mới.

Tektite có cứng không, đeo hằng ngày được không?

Tektite có độ cứng khoảng 5 đến 6 trên thang Mohs, ngang hoặc nhỉnh hơn obsidian, mềm hơn thạch anh. Đeo được nhưng nên tránh va đập và cọ xát với đá cứng hơn. Bề mặt rỗ tự nhiên dễ đọng bụi, nên lau bằng bàn chải mềm và nước.