Viên kim cương 2,7 tỷ năm tuổi hé lộ về Trái đất cổ xưa

Nghiên cứu các chất dễ bay hơi trong kim cương chỉ ra, những điều kiện cần thiết cho sự sống trên Trái đất hình thành từ hàng tỷ năm trước.

Nhóm chuyên gia Pháp và Canada nghiên cứu kim cương cổ xưa và phát hiện các thành phần hóa học cơ bản giúp tạo nên sự đa dạng sinh vật của khí quyển Trái đất tồn tại từ ít nhất 2,7 tỷ năm trước, SciTechDaily hôm 5/6 đưa tin.

Một trong những viên kim cương 2,7 tỷ năm tuổi dùng trong nghiên cứu mới. (Ảnh: Michael Broadley).

Chất dễ bay hơi như hydro, nitơ, neon và một số chất chứa carbon là những nguyên tố và hợp chất hóa học nhẹ, có thể dễ dàng hóa hơi do thay đổi nhiệt hoặc áp suất. Chúng rất cần thiết cho sự sống, đặc biệt là carbon và nitơ.

Không phải hành tinh nào cũng chứa nhiều chất dễ bay hơi. Trái đất và sao Kim chứa lượng lớn chất dễ bay hơi, nhưng hầu hết các chất này ở sao Hỏa và Mặt trăng đã thất thoát ra không gian. Hành tinh giàu chất bay hơi có khả năng duy trì sự sống tốt hơn. Vì vậy, đa số hoạt động tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh tập trung vào việc tìm kiếm loại chất này.

Trên Trái đất, các chất dễ bay hơi chủ yếu phun ra từ sâu bên trong hành tinh và được đưa lên bề mặt qua những hiện tượng như núi lửa phun trào. Việc xác định thời điểm chúng hiện diện trên khí quyển là điều mấu chốt để biết được các điều kiện trên Trái đất trở nên phù hợp với sự sống từ khi nào.

Lớp phủ là phần giữa vỏ và lõi Trái đất, chiếm khoảng 84% thể tích hành tinh xanh. "Việc nghiên cứu thành phần lớp phủ hiện đại của Trái đất tương đối đơn giản. Trung bình, lớp phủ bắt đầu ở độ sâu khoảng 30km nên chúng tôi có thể thu thập mẫu vật do núi lửa phun lên, sau đó nghiên cứu chất lỏng và khí mắc kẹt bên trong", trưởng nhóm nghiên cứu Michael Broadley, chuyên gia tại Đại học Lorraine (Pháp), cho biết.

"Tuy nhiên, việc vỏ Trái đất liên tục biến đổi thông qua các mảng kiến tạo khiến những mẫu vật cổ xưa hơn bị phá hủy gần hết. Kim cương cực kỳ bền chắc nên là hộp thời gian lý tưởng", Broadley nói thêm.

Nhóm nhà khoa học đã nghiên cứu những viên kim cương khai thác từ vùng đá 2,7 tỷ năm tuổi tại thị trấn Wawa, Canada. Chúng ít nhất cũng đã 2,7 tỷ năm tuổi hoặc thậm chí cổ xưa hơn. Những viên kim cương này vô cùng hiếm và không giống loại kim cương đẹp mắt mà mọi người thường nghĩ đến. Các chuyên gia đã nung chúng với mức nhiệt hơn 2.000 độ C để biến đổi thành than chì, khiến chúng giải phóng một lượng khí nhỏ để đo lường.

Họ phân tích các đồng vị của heli, neon, argon, và nhận thấy chúng hiện diện với tỷ lệ tương tự như tỷ lệ ở lớp phủ trên của Trái đất ngày nay. Điều này nghĩa là tỷ lệ các chất dễ bay hơi nhìn chung không thay đổi đáng kể, sự phân bố của các nguyên tố dễ bay hơi giữa lớp phủ và khí quyển khá ổn định trong phần lớn thời gian sự sống tồn tại trên Trái đất.

"Môi trường giàu chất dễ bay hơi ngày nay không phải mới phát triển. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy những điều kiện này đã xuất hiện cách đây ít nhất 2,7 tỷ năm. Tuy nhiên, những viên kim cương chúng tôi nghiên cứu có thể cổ xưa hơn nhiều. Do đó, có khả năng những điều kiện này thậm chí đã hình thành từ trước ngưỡng 2,7 tỷ năm", Broadley nhận định.

Từ khóa liên quan: