Một nghiên cứu mới đây từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) lại tiết lộ một phát hiện gây sửng sốt: dấu tích của "tiền Trái Đất", tức là những vật chất tồn tại trước khi hành tinh của chúng ta hình thành hoàn chỉnh vẫn còn được bảo tồn 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, mô tả phát hiện này là "bằng chứng trực tiếp đầu tiên" cho thấy 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 cho 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 với thế giới mà 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 bằng khoảng hai phần ba hiện nay, và chia sẻ quỹ đạo cùng một hành tinh song sinh mang 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 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.
Rồi một sự kiện định mệnh 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 các nhà khoa học 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.
Sự kiện này, dù thảm khốc, lại chính là nền tảng cho sự sống sau này. Theo nhà khoa học Pascal Kruttasch (Đại học Hoàng gia London), chỉ có vụ va chạm với Theia mới mang đến cho Trái Đất các nguyên tố dễ bay hơi thiết yếu (trong đó có nước và carbon) giúp hành tinh này có thể nuôi dưỡng sự sống. Ngay cả từ trường, hoạt động kiến tạo và khả năng giữ nhiệt bên trong của Trái Đất hiện nay, nhiều khả năng cũng là hậu quả trực tiếp từ vụ va chạm vũ trụ đó.
Khi những mảnh vỡ cổ xưa được tìm thấy
Trong nhiều thập kỷ, giới 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 nhằm hiểu rõ hơn sự tiến hóa của hệ Mặt Trời.
Trong quá trình đó, nhóm phát hiện ra 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 mọi mẫu vật 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 thấy manh mối 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 hành tinh, từ Greenland, Canada cho đến Hawaii, nơi hoạt động núi lửa thường xuyên đưa vật chất từ sâu trong lớp phủ Trái Đất lên bề mặt.
Kết quả thật khó tin: trong một số mẫu đá, họ phát hiện dấu hiệu đồng vị kali trùng khớp đáng ngạc nhiên với những thiên thạch cổ đại từng được xem 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 đó 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
Dẫu vậy, nghiên cứu mới chỉ là bước khởi đầu. Những dị thường về đồng vị kali trong thiên thạch và trong các mẫu đá Trái Đất không hoàn toàn trùng khớp, cho thấy câu chuyện về nguồn gốc hành tinh của chúng ta vẫn còn nhiều mảnh ghép chưa được tìm thấy.
"Các nhà khoa học từ lâu đã cố gắng tái dựng thành phần ban đầu của Trái Đất bằng cách phân tích các loại thiên thạch khác nhau", Nie giải thích. "Nhưng công trình của chúng tôi cho thấy kho dữ liệu hiện nay vẫn chưa đủ để miêu tả đầy đủ nguồn gốc thật 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 bên dưới chân chúng ta, chờ được kể lại câu chuyện của 4,5 tỷ năm về 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".
Lấy link