Lớp vỏ nguyên thủy của Trái Đất hình thành không cần kiến tạo mảng
Một nghiên cứu đột phá vừa công bố đã làm lung lay nền tảng của lý thuyết lâu đời về sự hình thành Trái Đất, hé lộ những bí mật bất ngờ về lớp vỏ đầu tiên của hành tinh xanh cách đây hơn 4,5 tỉ năm.
Theo SciTech Daily, các nhà khoa học quốc tế vừa phát hiện rằng lớp vỏ nguyên thủy của Trái Đất hình thành trong thời kỳ Hỏa Thành khi bề mặt hành tinh vẫn là đại dương dung nham nóng chảy đã sở hữu những đặc tính hóa học tương đồng với lớp vỏ lục địa hiện đại. Điều đặc biệt là những đặc điểm này có thể hình thành tự nhiên mà không cần đến kiến tạo mảng quá trình lâu nay được xem là nền tảng cho sự phát triển của vỏ lục địa.
Trong nhiều thập kỷ, giới khoa học đã nỗ lực xác định thời điểm bắt đầu của kiến tạo mảng một dấu mốc quan trọng trong lịch sử tiến hóa hành tinh và sự sống. Tuy nhiên, bằng chứng hóa học từ các loại đá cổ đại, đặc biệt là dấu hiệu của hàm lượng niobi (Nb) thấp thường gắn liền với các khu vực hút chìm lại cho kết quả không đồng nhất.
Quang cảnh Trái Đất trong liên đại Hỏa Thành, với Sao Kim ở hậu cảnh - Ảnh đồ họa: Tim Bertelink
Giáo sư Simon Turner từ Đại học Macquarie (Úc), tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ: “Tôi bắt đầu nghi ngờ rằng chúng tôi có thể đang đặt sai câu hỏi.”
Để làm rõ, nhóm của ông gồm các nhà khoa học từ 6 trường đại học ở Úc, Anh và Pháp đã xây dựng mô hình toán học mô phỏng Trái Đất sơ khai, khi lõi hành tinh vẫn đang hình thành. Kết quả cho thấy, trong môi trường khử mạnh thời kỳ đó, niobi một nguyên tố từng được cho là gắn với kiến tạo mảng lại có xu hướng liên kết với sắt và chìm vào lõi Trái Đất. Điều này dẫn đến việc lớp vỏ ban đầu bị thiếu hụt niobi, tương tự như lớp vỏ lục địa ngày nay, mà không cần sự tham gia của kiến tạo mảng.
Phát hiện này, được công bố trên tạp chí Nature, không chỉ giải mã một bí ẩn địa chất kéo dài hàng thập kỷ, mà còn cho thấy dấu vết hóa học độc đáo của vỏ lục địa có thể là hệ quả trực tiếp từ quá trình phân lớp ban đầu sau khi lõi hình thành, nhưng trước khi Trái Đất hứng chịu trận mưa thiên thạch cổ đại.
Tiếp theo, sự va chạm dữ dội của thiên thạch có thể đã làm tan vỡ lớp vỏ nguyên thủy thành nhiều mảnh, tạo ra những vùng dày đặc silica tiền đề cho việc hình thành các mảng vỏ và khởi động quá trình kiến tạo mảng.
Theo nhóm nghiên cứu, lớp vỏ đầu tiên của Trái Đất chính là viên gạch đầu tiên trong hành trình hình thành các lục địa – và có thể mở ra góc nhìn hoàn toàn mới về cách các hành tinh đá khác trong vũ trụ tiến hóa.
