Buzz
Trong suốt hàng tỷ năm tiến hóa, Trái Đất đã phải trải qua vô vàn biến động dữ dội, từ những cú va chạm khổng lồ cho đến các chu kỳ kiến tạo liên tục, khiến diện mạo hành tinh này thay đổi không ngừng.
Một nghiên cứu mới đây từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tiết lộ một phát hiện đầy bất ngờ: dấu vết của "tiền Trái Đất", tức là những vật chất còn sót lại từ trước khi hành tinh của chúng ta hình thành, vẫn còn tồn tại đâu đó sâu trong lòng đất.
Nicole Nie, trợ lý giáo sư ngành Khoa học Trái đất và Hành tinh tại MIT, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu này, mô tả phát hiện này là "bằng chứng trực tiếp đầu tiên" chứng tỏ một phần vật chất cổ xưa từ "Trái Đất trước Trái Đất" vẫn tồn tại cho đến ngày nay. "Điều này thật đáng kinh ngạc", bà Nie chia sẻ. "Chúng tôi từng nghĩ rằng những dấu vết ấy đã bị xóa sổ hoàn toàn qua hàng tỷ năm tiến hóa địa chất".
Hành tinh trước khi trở thành Trái Đất
Khoảng 4,5 tỷ năm trước, Trái Đất trong giai đoạn sơ khai hoàn toàn khác biệt với thế giới chúng ta đang sống. Khi đó, hành tinh của chúng ta chưa có bầu khí quyển, chưa có đại dương và cũng chưa thể duy trì sự sống. Nó chỉ là một khối cầu nóng chảy, sủi bọt với kích thước chỉ bằng hai phần ba hiện nay, và chia sẻ quỹ đạo cùng một hành tinh song sinh có tên Theia.
Thế giới nguyên thủy ấy vô cùng khắc nghiệt. Các nguyên tố dễ bay hơi như hydro, carbon hay lưu huỳnh, những thành phần cơ bản cho sự sống gần như không tồn tại. Bề mặt hành tinh là một địa ngục của dung nham và đá nóng chảy, nơi bất kỳ thứ gì giống với khái niệm "sự sống" đều không thể tồn tại.
Một sự kiện quyết định đã xảy ra: Theia va chạm với Trái Đất sơ khai trong một vụ va chạm khổng lồ, đủ mạnh để làm tan chảy và tái cấu trúc hoàn toàn hành tinh của chúng ta. Vụ việc, được gọi là "Vụ Va chạm Lớn", đã khiến Theia bị phá hủy, trong khi phần còn lại của nó hợp nhất với Trái Đất, đồng thời tạo ra Mặt Trăng từ các mảnh vỡ bị văng ra.
Dù thảm khốc, sự kiện này lại trở thành nền tảng cho sự sống sau này. Theo nhà khoa học Pascal Kruttasch từ Đại học Hoàng gia London, chỉ có vụ va chạm với Theia mới cung cấp cho Trái Đất các nguyên tố dễ bay hơi thiết yếu (bao gồm nước và carbon) để nuôi dưỡng sự sống. Ngay cả từ trường, hoạt động kiến tạo và khả năng giữ nhiệt bên trong của Trái Đất hiện nay cũng có thể là hậu quả trực tiếp từ vụ va chạm vũ trụ này.
Khi những mảnh vỡ cổ xưa được phát hiện
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học tin rằng tất cả dấu vết của "tiền Trái Đất" đã bị xóa bỏ sau vụ va chạm với Theia. Tuy nhiên, vào năm 2023, nhóm nghiên cứu của Nicole Nie đã vô tình mở ra một chương mới cho câu chuyện này.
Ban đầu, nhóm của Nie không hề có ý định tìm kiếm dấu vết cổ xưa trên Trái Đất. Họ đang thực hiện một dự án khác, phân tích hàng trăm thiên thạch để hiểu rõ hơn về sự tiến hóa của hệ Mặt Trời.
Trong quá trình đó, nhóm phát hiện một hiện tượng bất thường: "dị thường đồng vị kali" - tức là tỉ lệ các đồng vị của nguyên tố kali trong một số thiên thạch khác biệt hoàn toàn so với bất kỳ mẫu vật nào từng được ghi nhận trên Trái Đất.
"Chúng tôi nhận ra rằng kali có thể được sử dụng như một 'dấu ấn nhận dạng' cho những khối vật chất đã góp phần tạo nên Trái Đất," Nie cho biết.
Khi nhận ra dấu vết này, nhóm nghiên cứu quyết định mở rộng phạm vi tìm kiếm – không phải ngoài không gian, mà ngay dưới chân mình. Họ thu thập và phân tích các mẫu đá cổ nhất trên hành tinh, từ Greenland, Canada cho đến Hawaii, nơi hoạt động núi lửa liên tục đưa vật chất từ sâu trong lớp phủ Trái Đất lên bề mặt.
Kết quả thật bất ngờ: trong một số mẫu đá, họ phát hiện dấu hiệu đồng vị kali trùng khớp một cách đáng ngạc nhiên với những thiên thạch cổ đại, từng được cho là vật liệu gốc của hệ Mặt Trời. Nói cách khác, những mảnh vật chất này có thể là phần sót lại của Trái Đất trước khi diễn ra Vụ Va chạm Lớn.
Mô phỏng hàng tỷ năm tiến hóa
Để xác nhận giả thuyết, các nhà khoa học đã mô phỏng hàng tỷ năm biến động địa chất, bao gồm cả năng lượng từ vụ va chạm khổng lồ và quá trình kiến tạo mảng. Sau khi trải qua "thử thách thời gian" ảo này, thành phần của các mẫu vật gần như khớp với những gì chúng ta biết về Trái Đất hiện đại.
Điều này cho thấy, những viên đá ấy thực sự có thể là tàn tích của thế giới tiền sử, tồn tại trước khi hành tinh của chúng ta được tái sinh.
Nie mô tả phát hiện này là "một cánh cửa mở ra quá khứ sâu thẳm của hành tinh". Bà cho rằng đây có thể là lần đầu tiên nhân loại chạm tay vào những mảnh vật chất còn sót lại của Trái Đất nguyên thủy, thứ từng tồn tại trước cả Mặt Trăng.
Một bí ẩn vẫn chưa được giải mã
Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ mới là bước khởi đầu. Những dị thường về đồng vị kali trong thiên thạch và các mẫu đá Trái Đất không hoàn toàn trùng khớp, điều này cho thấy câu chuyện về nguồn gốc của hành tinh chúng ta vẫn còn nhiều phần chưa được khám phá.
"Các nhà khoa học từ lâu đã cố gắng tái tạo thành phần ban đầu của Trái Đất bằng cách phân tích các loại thiên thạch khác nhau", Nie giải thích. "Tuy nhiên, công trình của chúng tôi chỉ ra rằng kho dữ liệu hiện tại vẫn chưa đủ để miêu tả đầy đủ nguồn gốc thực sự của hành tinh này".
Phát hiện được công bố trên tạp chí Nature Geoscience không chỉ đặt ra câu hỏi về lịch sử Trái Đất, mà còn khiến các nhà khoa học phải xem xét lại toàn bộ quá trình hình thành của hệ Mặt Trời.
Nếu những mảnh vật chất tiền Trái Đất vẫn còn tồn tại, điều đó có nghĩa là "ký ức" của hành tinh chưa bao giờ hoàn toàn bị xóa bỏ, mà vẫn đang nằm sâu dưới lòng đất, chờ được kể lại câu chuyện của 4,5 tỷ năm trước.
Như lời Nicole Nie kết luận: "Chúng ta vẫn chỉ đang chạm vào bề mặt của lịch sử Trái Đất. Bên dưới đó, có thể còn rất nhiều bí ẩn mà khoa học hiện nay mới chỉ bắt đầu hé lộ".
