Các nhà khoa học cho rằng họ đã tìm thấy một tinh thể cổ đại được cho là khoáng chất zircon có niên đại khoảng 4,4 tỷ năm, và nó được xác nhận là mảnh tinh thể xuất hiện sớm nhất trên vỏ Trái đất. Những mô tả về zircon đã được công bố trên tạp chí Nature Geoscience ngày 22/03.

“Đây là tinh thể lâu đời nhất và được xác định niên đại chính xác nhất trong tất cả các tinh thể được báo cáo”, trưởng nhóm nghiên cứu John Valley đồng thời là Giáo sư ngành Địa chất tại Đại học Wisconsin-Madison cho biết.

Theo ông Valley, tinh thể này có màu đỏ mờ, nhưng chuyển sang xanh dương khi chịu tác động liên tục bởi các điện tử electron. Với chiều dài 400 micromet, kích thước cực đại của nó chỉ lớn hơn một chút so với một hạt bụi nhỏ trong nhà, hoặc tương đương khoảng bốn sợi tóc con người.

Tinh thể được tìm thấy trong một khu vực khô cằn phía bắc của thành phố Perth, Australia, tại chân ngọn đồi Jack Hills vào năm 2001. Các nhà khoa học nói rằng thành phần hóa học của tinh thể, cụ thể là tỉ lệ đồng vị oxy bên trong nó, cho thấy rằng nhiệt độ trên Trái đất 4,4 tỷ năm trước đây đã tạo điều kiện cho môi trường nước lỏng, và do đó có thể đã tồn tại sự sống.

Hai đồng vị của một nguyên tố được coi là khác nhau nếu chúng có số nơtron khác nhau. “Những gì chúng ta tìm thấy là Trái đất nguội nhanh hơn rất nhiều so với suy nghĩ trước đây”, ông Valley nói, “bề mặt Địa cầu hình thành một lớp vỏ cũng nhanh hơn nhiều so với nhìn nhận của mọi người”.  

Sơ lược lịch sử của Trái đất

Lịch sử Trái đất – hành tinh nơi chúng ta đang sinh sống, được cho là khoảng 4,5 tỉ năm tuổi, nhưng những hóa thạch cổ nhất tìm thấy cho đến nay có niên đại khoảng 3,5 tỷ năm tuổi. Điều này không có nghĩa là không có sự sống tồn tại trước thời điểm đó, nhưng cho đến nay con người vẫn chưa tìm thấy bất kỳ bằng chứng nào.

Ông Valley cho biết, những viên đá đầu tiên được phát hiện và tạo ra bởi sự lắng đọng của nước có niên đại khoảng 3,8 tỉ năm tuổi. Nhưng đến nay con người thu thập được rất ít thông tin về 600 triệu năm đầu tiên trong lịch sử Địa cầu, lúc đó được gọi là “Liên đại Hỏa thành” vì người ta nghĩ nó “giống như địa ngục”, theo Giáo sư Valley.

Các lý thuyết ngày nay vẫn cho rằng Trái đất đã bị tấn công bởi những thiên thạch trong thuở ban đầu. Khoảng 4,5 tỷ năm trước đã xảy ra vụ va chạm lớn từ một vật thể có kích thước tương đương sao Hỏa, dẫn đến sự hình thành của mặt trăng. Những tác động này đã làm bốc hơi vỏ Trái đất và hình thành một biển dung nham nóng dữ dội.

Các bằng chứng về sự kiện bao gồm tinh thể zircon, cho thấy rằng trong vòng 100-200 triệu năm đầu tiên tồn tại, hành tinh của chúng ta đã nguội bớt, đủ để hình thành lớp vỏ Trái đất. Hơi nước từ không khí ngưng tụ biến thành các đại dương. Ông Valley bình luận: “Một khi bạn biết về sự hình thành của các đại dương, sẽ hoàn toàn hợp lý khi nói rằng sự sống đã xuất hiện từ rất sớm” – ngay cả khi Trái đất mới chỉ 200 triệu năm tuổi.

Các nghiên cứu đã được thực hiện như thế nào?

Vào năm 2001 cũng tại khu vực đồi Jack, Valley và các đồng nghiệp đã báo cáo về một tinh thể khác từ thuở khai sinh ra Trái đất. Nhưng làm thế nào để xác định tuổi tinh thể này cũng như các tinh thể khác vẫn là một câu hỏi mở.

Phương pháp tiêu chuẩn để xác định niên đại của những loại đá này là xem xét sự phân rã phóng xạ của các nguyên tử uranium. Nhưng nếu lượng chì di chuyển trong các tinh thể theo thời gian, có thể dẫn đến sai số khi xác định niên đại.

Nếu chì đã dịch chuyển ra khỏi khu vực của hòn đá đang được thử nghiệm, viên đá sẽ thể hiện niên đại ít hơn so với thực tế. Trong trường hợp chì tập trung vào khu vực đó, viên đá lại thể hiện niên đại nhiều hơn so với tuổi thật của nó.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã sử dụng một kỹ thuật gọi là chụp cắt lớp nguyên tử thăm dò, cho phép họ xác định được từng nguyên tử chì và tỷ lệ đồng vị.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, những khối nguyên tử chì đã hình thành 1 tỷ năm sau khi khoáng chất zircon kết tinh. Những khối này rất nhỏ, đường kính chỉ khoảng 5-10 nano mét. Theo ông Valley, điều đó có nghĩa, các nguyên tử chì đã không di chuyển nhiều để không ảnh hưởng đến phương pháp nhóm khoa học đang dùng để xác định độ tuổi của tinh thể. Do đó, họ xác định được niên đại của nó là 4,4 tỷ năm.  

“Mặc dù rất mất thời gian nhưng kỹ thuật phân tích của họ có thể được áp dụng đối với không chỉ những khoáng chất Zircon trên mặt đất mà còn với cả các khoáng chất Zircon từ các thiên thạch và mặt trăng, và có lẽ hé lộ lịch sử hoạt động của các nham thạch cùng những tác động của chúng”, Giáo sư địa chất Samuel Bowring tại Viện Massachusetts Công nghệ đã viết trong một bài báo của tờ Nature Geoscience.

Trái đất và sao Hỏa hình thành cùng khoảng thời gian trong hệ Mặt trời. Khi các nhà khoa học đang phân tích về thành phần hóa học của những loại đá trên Trái đất để tìm hiểu về lịch sử hành tinh nơi chúng ta sinh sống, robot thám hiểm tự hành mang tên Curiosity của NASA hiện làm điều tương tự trên sao Hỏa.

Điều này chỉ có thể được thực hiện thông qua các robot. NASA đang lên kế hoạch cho nhiệm vụ robot tự hành vào năm 2020 để có thể thu thập các mẫu vật đưa về Trái đất. Theo đó, thậm chí chúng ta có thể tìm thấy nhiều loại đá lạ thường hơn, có màu đỏ hoặc những màu khác.

Biên dịch từ CNN

Theo minhbao.net