Bỏ qua điều hướng
•

Lõi Trái Đất đang rò rỉ

Lõi Trái Đất đang rò rỉ
Nguồn ảnh: VnExpress

Các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện vật chất từ lõi Trái Đất vẫn đang phun lên bề mặt trong quá trình kéo dài hàng tỷ năm qua.

NDTV đưa tin nhóm nghiên cứu ở Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc tìm thấy bằng chứng hé lộ lõi Trái Đất có thể vẫn đang giải phóng hydro, heli và tungsten lên các lớp phía trên. Nghiên cứu phá vỡ quan niệm lâu đời rằng vùng sâu nhất của hành tinh gần như bị tách biệt hoàn toàn từ khi hình thành. Trong bài báo công bố ngày 9/10 trên tạp chí Science Advances, họ kết luận lõi và lớp phủ Trái Đất trao đổi vật chất trong suốt lịch sử 4,5 tỷ năm của hành tinh.

Khi mới hình thành, Trái Đất cực kỳ nóng, chứa chủ yếu là dung nham. Khi hành tinh nguội dần, vật chất nặng chìm xuống hình thành lõi trong khi vật chất nhẹ hơn tạo nên lớp phủ và vỏ. Một số nguyên tố từ quá trình sơ khai của Trái Đất bị mắc kẹt sâu bên trong hành tinh.

Trong nghiên cứu mới, nhà khoa học địa chất Yu Zhang và đồng nghiệp nhận thấy các vật chất cổ đại có thể vẫn đang di chuyển về phía mặt đất. Để tìm hiểu quá trình, họ sử dụng mô phỏng máy tính với sự hỗ trợ của học máy để nghiên cứu hydro hoạt động như thế nào trong điều kiện cực hạn bên trong Trái Đất. Nhóm nghiên cứu kiểm tra các đồng vị hydro, đặc biệt là tỷ lệ giữa hydro và dạng nặng hơn là deuterium, qua đó xem xét cách nguyên tố này di chuyển giữa lõi và lớp phủ.

"Nhìn chung, kết quả phân tích chỉ ra khi đại dương magma nguội đi và đông đặc lại, nó tạo thành lớp phủ nguyên thủy có thành phần đồng vị hydro đồng đều, bất chấp những thay đổi lớn về áp suất, nhiệt độ hay giả định mô hình", Science Alert dẫn lời nhóm nghiên cứu.

Theo Yu và đồng nghiệp, sự phân bố đồng vị sâu trong lòng Trái Đất không giữ nguyên từ giai đoạn sơ khai của hành tinh mà có thể thay đổi do quá trình trao đổi vật chất giữa lõi và lớp phủ.

Đá núi lửa cũng cung cấp những manh mối quan trọng. Đá bazan ở đảo đại dương như Iceland và đảo Baffin ở Canada xuất hiện khi vật liệu nóng nổi lên từ lòng đất, chứa dấu vết hóa học và đồng vị khác thường. Một số đá núi lửa có tỷ lệ deuterium thấp bất thường so với hydro, chứng tỏ chúng có thể lưu giữ nguồn hydro thời sơ khai thoát ra từ lõi Trái Đất.

Mô phỏng Trái Đất thuở sơ khai. Ảnh: Wikimedia Commons

Mô phỏng Trái Đất thuở sơ khai. Ảnh: Wikimedia Commons

Manh mối khác đến từ heli. Heli-3 là đồng vị nguyên thủy có từ khi hệ Mặt Trời hình thành, trong khi heli-4 liên tục được tạo ra thông qua phân rã phóng xạ. Tỷ lệ bất thường của hai loại đồng vị heli trong đá núi lửa chỉ ra heli cổ đại phun lên lớp phủ từ sâu bên trong Trái Đất.

Tungsten cũng củng cố bằng chứng về quá trình trao đổi vật chất. Trong Trái Đất thời kỳ đầu, phần lớn kim loại nặng này tập trung ở phần lõi. Dấu vết của đồng vị tungsten trong đá núi lửa giúp các nhà khoa học truy tìm hành trình vật chất di chuyển từ lõi về phía bề mặt hành tinh.

Thay vì tách biệt, lõi và lớp phủ Trái Đất có thể đã tiếp tục trao đổi các nguyên tố hóa học qua hàng tỷ năm. Nhóm nghiên cứu cho biết bước tiếp theo là xác định lượng vật chất thoát ra từ lõi và ảnh hưởng của quá trình tới sự tiến hóa lâu dài của Trái Đất.

An Khang tổng hợp

Một nghiên cứu công bố ngày 9/10 trên tạp chí Science Advances bởi nhóm nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã chỉ ra lõi Trái Đất liên tục giải phóng vật chất lên các tầng phía trên. Phát hiện này phá vỡ giả thuyết tồn tại lâu đời cho rằng vùng sâu nhất của hành tinh hoàn toàn cô lập kể từ sau giai đoạn hình thành sơ khai. Nhóm tác giả khẳng định quá trình trao đổi vật chất giữa lõi và lớp phủ vẫn tiếp diễn xuyên suốt lịch sử 4,5 tỷ năm qua. Bằng phương pháp mô phỏng máy tính kết hợp học máy, nhà khoa học địa chất Yu Zhang cùng các cộng sự đã phân tích sâu hành vi của hydro dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ cực hạn. Kết quả ghi nhận sự dịch chuyển rõ rệt của các đồng vị hydro giữa lõi và lớp phủ, bác bỏ nhận định về một thành phần địa chất bất biến. Các dữ liệu này khẳng định cấu trúc sâu trong lòng Trái Đất luôn vận động và liên tục tái phân bố vật chất qua thời gian. Manh mối thực địa then chốt được tìm thấy trong đá bazan núi lửa tại đảo Baffin ở Canada và Iceland, nơi lưu giữ dấu vết hóa học trồi lên từ lòng đất. Mẫu đá tại các khu vực này sở hữu tỷ lệ deuterium trên hydro thấp bất thường, đồng thời chứa dấu hiệu rõ rệt của đồng vị heli-3 nguyên thủy cùng kim loại nặng tungsten vốn tập trung chủ yếu ở phần lõi. Bước nghiên cứu tiếp theo của nhóm là lượng hóa chính xác dòng vật chất rò rỉ này nhằm làm sáng tỏ toàn diện bức tranh tiến hóa dài hạn của Trái Đất.
amung