Có một đại dương toàn đá nóng chảy từng bao phủ Trái đất sơ khai

Theo bài công bố trên Science Advances, nghiên cứu mới của Đại học Cambridge đã tìm thấy bằng chứng quý giá được lưu trữ trong thành phần hóa học của loại đá cổ từ Greenland về thời kỳ Trái đất còn là một quả cầu đầy magma.

Theo bài phân tích, magma tức là đá nóng chảy. Vài tỉ năm trước nó không chỉ ẩn thân dưới lòng đất hay thỉnh thoảng phun trào như ngày nayu mà còn ngập đầy một đại dương, có thể bao phủ toàn cầu. Đại dương này sâu đến hàng trăm km.

Chính sự nguội lạnh dần và kết tinh của đại dương magma này đã đóng vai trò cốt lõi trong quá trình "lắp ráp cấu trúc" của hành tinh và cả sự hình thành bầu khí quyển sơ khai.

Nơi tìm thấy dấu vết của đại dương cổ đại này được cho là ở khu vực "vành đai siêu lớp Isua trên đảo Greenland băng giá". Vành đai này nếu nhìn qua thì giống như vùng đá bazan hiện đại. Nhưng trong quá trình phân tích thì thấy nó là loại đá lâu đời nhất từng được tìm thấy (khoảng 3,6 tỉ năm tuổi).

Tiến sĩ Helen William đến từ khoa Khoa học Trái Đất của Đại học Cambridge - tác giả công trình nghiên cứu này nói rằng, ở khu vực trên chứa tàn tích một số tinh thể bị bỏ lại khi đại dương magma nguội đi, một số đồng vị hiếm của hafnium và neodymium... Đá được tìm thấy ở đâu trộn lẫn với một số vật liệu từ tận ranh giới sâu lõi - lớp phủ đã được đưa lên tận mặt đất trong giai đoạn sơ khai của hành tinh dạng magma, góp phần vào siêu đại dương hỏa ngục.

Tiến sĩ Helen William cũng cho rằng, sau quá trình địa chất hỗn loạn này, Trái đất đã nguội dần đi và dần tạo ra một lớp vỏ và các lớp cấu trúc ổn định hơn. Sau đó những mầm sống vốn đã tồn tại ngay trên các tảng đá này có cơ hội được phát triển tạo nên hệ sinh thái như ngày nay.

Trước đó, Space đưa tin, cách đây hàng tỉ năm, Trái đất có khí quyển độc hại tương tự hành tinh "địa ngục" sao Kim. Một số nghiên cứu và bằng chứng địa chất chỉ ra cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, Trái đất bị bao phủ hoàn toàn bởi magma có nguồn gốc từ phun trào núi lửa.

Nhóm chuyên gia của Đại học Zurich và Trung tâm nghiên cứu NCCR PlaneS đã từng công bố phát hiện về điều kiện khí quyển nguyên thủy của Trái đất trên tạp chí Science Advances. Các nhà khoa học đã tiến hành hàng loạt thí nghiệm nhằm xác định loạt khí quyển mà Trái đất từng có khi đại dương magma chảy khắp về mặt hành tinh. 

Paolo Sossi - trưởng nhóm nghiên cứu từng giải thích: "Cách đây 4,5 tỷ năm, magma thường xuyên trao đổi khí gas với khí quyển bên trên. Không khí và magma ảnh hưởng lẫn nhau. Do đó, bạn có thể tìm hiểu về khí quyển thông qua magma.

Nhóm nghiên cứu đã trộn một loại bột với thành phần tương tự lớp manti nóng chảy của Trái đất và làm nóng tới nhiệt độ 1.900 độ C bằng laser. Bên cạnh đó họ còn sử dụng hỗn hợp khí khác nhau và lặp lại thí nghiệm nhằm hiểu rõ cấu tạo khí quyển thuở xưa của Trái đất. Thông qua thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi mức độ oxy thay đổi tương ứng với thành phần khí gas lưu chuyển. 

Sau khi phân tích các nhà khoa học nhận thấy,  lượng oxit sắt trong magma đã nguội được so sánh với mẫu đá từ khoáng chất peridotite ở lớp manti của Trái Đất. Và khi nguội dần từ trạng thái magma, Trái Đất non trẻ có khí quyển oxy hóa nhẹ với thành phần chính là carbon dioxide, nitrogen và nước, tương tự sao Kim ngày nay. Nhóm tác giả nghiên cứu kết luận Trái Đất và sao Kim có cùng loại khí quyển trong thời kỳ sơ khai.

Tuy nhiên, sao Kim mất nước do nhiệt độ cao vì gần Mặt trời. Hiệu ứng nhà kính từ lượng carbon dioxide cao quá mức biến sao Kim thành hành tinh nóng nhất hệ Mặt Trời với nhiệt độ trung bình 465 độ C. Trong khi đó Trái đất vẫn giữ được nước dưới đại dương, giúp làm giảm nồng độ carbon dioxide qua hàng triệu năm.

Mặt trời sẽ đốt cháy hết oxy trên Trái đất, sự sống sẽ chấm dứt sau 1 tỷ năm nữa?