Phát hiện mới gây chấn động về lớp vỏ đầu tiên của Trái Đất

VOH - Một nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí Nature cho thấy lớp vỏ đầu tiên của Trái Đất, hình thành cách đây hơn 4,5 tỉ năm, đặc điểm giống lớp vỏ lục địa hiện nay mà không cần tới kiến tạo mảng.

Phát hiện này làm đảo lộn hiểu biết lâu nay về cách Trái Đất hình thành và có thể mở ra hướng nghiên cứu mới về sự tiến hóa của các hành tinh trong vũ trụ.

Theo trang SciTech Daily, công trình nghiên cứu do Giáo sư Simon Turner từ Đại học Macquarie (Úc) chủ trì cùng nhóm cộng sự quốc tế đã đưa ra giả thuyết rằng lớp vỏ nguyên thủy của Trái Đất được hình thành mà không cần đến quá trình kiến tạo mảng – một trong những nền tảng của địa chất học hiện đại.

trai dat_voh
Quang cảnh Trái Đất trong liên đại Hỏa Thành, với Sao Kim ở hậu cảnh - Ảnh đồ họa: Tim Bertelink

Trong hàng thập kỷ qua, các nhà khoa học đã truy tìm thời điểm kiến tạo mảng bắt đầu – dấu mốc quan trọng trong tiến trình hình thành sự sống và cấu trúc hành tinh. Một trong những bằng chứng được tìm kiếm là các loại đá có hàm lượng niobi (Nb) thấp, vốn đặc trưng cho các khu vực hút chìm – nơi một mảng kiến tạo trượt xuống dưới mảng khác.

Tuy nhiên, các mẫu đá cổ được tìm thấy không đưa ra kết quả nhất quán. Điều này khiến nhóm nghiên cứu đặt lại câu hỏi: Có phải kiến tạo mảng là điều kiện tiên quyết để hình thành lớp vỏ giống lục địa?

Để giải đáp, nhóm của GS Turner đã xây dựng các mô hình toán học nhằm mô phỏng điều kiện địa chất khi Trái Đất mới hình thành – thời kỳ được gọi là Liên đại Hỏa Thành, kéo dài từ khoảng 4,5 đến 4 tỉ năm trước. Khi đó, bề mặt hành tinh được bao phủ bởi một đại dương magma khổng lồ, trong khi lõi hành tinh vẫn đang định hình.

Mô phỏng cho thấy trong điều kiện như vậy, lớp vỏ đầu tiên có thể đã phát triển các đặc điểm hóa học tương tự như lớp vỏ lục địa hiện nay, kể cả khi không có kiến tạo mảng. Cụ thể, niobi – nguyên tố dùng để nhận diện quá trình hút chìm – có xu hướng kết hợp với sắt trong điều kiện khử, từ đó bị kéo vào lõi Trái Đất, làm cho phần còn lại trong lớp vỏ trở nên nghèo niobi.

Kết quả này lý giải vì sao hầu hết các loại đá lục địa, dù thuộc niên đại nào, đều mang dấu hiệu hóa học giống nhau. Điều này từng là bí ẩn lớn của địa chất học, bởi không ai chắc chắn liệu đó là sản phẩm của kiến tạo mảng hay từ giai đoạn hình thành hành tinh.

Khi lớp vỏ nguyên thủy bị thiên thạch va chạm, nó dần dày lên, giàu silica hơn và bắt đầu phân mảnh. Đây được xem là bước đệm khởi động quá trình kiến tạo mảng, từ đó tạo nên các lục địa như ngày nay.

Phát hiện cho thấy kiến tạo mảng không phải điều kiện duy nhất để tạo lớp vỏ lục địa, mở ra giả thuyết rằng những hành tinh khác có thể đã từng hình thành lớp vỏ lục địa mà không trải qua quá trình như Trái Đất. Điều này có thể ảnh hưởng đến cách các nhà khoa học đánh giá khả năng tồn tại của sự sống trên các hành tinh ngoài Hệ Mặt trời.

Bình luận