Trái đất cổ đại là một thế giới ngập nước?

Các nhà khoa học cho rằng khoảng 3 tỷ đến 4 tỷ năm trước, các đại dương của Trái đất có chứa lượng nước gần gấp đôi - đủ để nhấn chìm các lục địa ngày nay.

Lũ lụt có thể đã bắt đầu hoạt động tạo mảng và khiến sự sống trên đất liền khó khăn hơn. Những tảng đá trong lớp phủ ngày nay, lớp đá dày bên dưới lớp vỏ, được cho là cô lập lượng nước có giá trị của đại dương trong cấu trúc khoáng chất của chúng.

Nhưng thời kỳ đầu trong lịch sử Trái đất, lớp phủ được làm ấm bằng phóng xạ, nóng hơn bốn lần. Nghiên cứu gần đây sử dụng máy ép thủy lực đã chỉ ra rằng nhiều khoáng chất sẽ không thể giữ được nhiều hydro và ôxy ở nhiệt độ và áp suất của lớp phủ.

Michael Walter, nhà nghiên cứu thạch học thực nghiệm tại Viện Khoa học Carnegie cho biết thông tin mới về một Trái đất ngập nước rất đáng chú ý.

Thế giới nước cổ đại cũng là một lời nhắc nhở về quá trình tiến hóa của Trái đất có điều kiện như thế nào.

Hai khoáng chất được tìm thấy sâu trong lớp phủ được cho lưu trữ phần lớn nước ngày nay: wadsleyite và ringwoodite.

Theo Steven Jacobsen, một nhà khoáng vật học thực nghiệm tại Đại học Northwestern, những tảng đá giàu các khoáng chất này chiếm 7% khối lượng của hành tinh. Mặc dù ngày nay chỉ có 2% trọng lượng của chúng là nước.

Jacobsen và những người khác đã tạo ra các khoáng chất lớp phủ này bằng cách ép bột đá và làm nóng chúng đến 1600 độ C hoặc hơn. Nhóm nghiên cứu của Junjie Dong, cử nhân ngành vật lý khoáng tại Đại học Harvard đã kết hợp các thí nghiệm lại với nhau để cho thấy wadsleyite và ringwoodite giữ nước ít hơn một phần ở nhiệt độ cao hơn. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu dự đoán, khi lớp phủ nguội đi, bản thân các khoáng chất này sẽ trở nên dồi dào hơn, làm tăng khả năng hấp thụ nước của chúng khi Trái đất già đi.

Ý tưởng các thí nghiệm này nhận được sự quan tâm của giới khoa học. Đơn cử Benjamin Johnson, nhà địa hóa học tại Đại học bang Iowa cho biết: "Có bằng chứng địa chất khá rõ ràng. Nồng độ titan trong các tinh thể zircon 4 tỷ năm tuổi từ Tây Úc cho thấy chúng hình thành dưới nước".

Công trình nghiên cứu của Johnson và Boswell Wing, một nhà địa sinh học tại Đại học Colorado, Boulder, đưa ra nhiều bằng chứng hơn. Các mẫu từ một phần vỏ đại dương 3,24 tỷ năm tuổi còn sót lại trên đất liền của Úc giàu đồng vị ôxy nặng hơn nhiều so với các đại dương ngày nay.

Bởi vì nước mất đi lượng ôxy nặng này khi mưa phản ứng với lớp vỏ lục địa tạo thành đất sét, sự phong phú của nó trong đại dương cổ đại cho thấy các lục địa hầu như không xuất hiện vào thời điểm đó.

Mặc dù đại dương lớn hơn sẽ khiến các lục địa khó xuất hiện, nhưng điều đó có thể giải thích tại sao chúng dường như di chuyển sớm trong lịch sử Trái đất, Rebecca Fischer, một nhà thạch học thực nghiệm tại Harvard và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.

Ở một góc độ khác, các đại dương lớn hơn có thể đã giúp khởi động quá trình kiến tạo mảng khi nước xâm nhập vào các vết đứt gãy làm suy yếu lớp vỏ, tạo ra các vùng hút chìm nơi một phiến vỏ trượt xuống dưới một phiến khác.

Thomas Carell, nhà sinh hóa học tại Đại học Ludwig Maximilian của Munich, cho biết bằng chứng về các đại dương lớn hơn thách thức các kịch bản về cách thức sự sống bắt đầu trên Trái đất.

Ngoài ra, thế giới nước cổ đại cũng là một lời nhắc nhở về quá trình tiến hóa của Trái đất có điều kiện như thế nào. Hành tinh của chúng ta hoàn toàn có khả năng bị khô héo cho đến khi các tiểu hành tinh giàu nước bắn phá nó khi mới ra đời.

Nếu các tiểu hành tinh đã tích tụ lượng nước gấp đôi hoặc lớp phủ ngày nay ít thèm nước hơn, thì các lục địa, rất cần thiết cho sự sống và khí hậu của hành tinh, sẽ không bao giờ xuất hiện.

• NASA vô tình chụp được nơi sinh vật ngoài hành tinh trú ẩn?
• Rắn cực độc với nhát cắn khiến nạn nhân tan xương nát thịt
• Cá "zombie" tái xuất sau hơn 20 năm tuyệt chủng

Thông tin biên tập: Xem tại đây

Từ khóa liên quan:

Trái đất cổ đại

đại dương của Trái đất

trái đất ngập nước

khoáng chất wadsleyite

khoáng chất ringwoodite

Michael Walter

Steven Jacobsen

Junjie Dong