Mạch nước phun trào El Tatio nằm ở sa mạc Atacama của Chile là hình ảnh mô phỏng cho thấy quá trình hình thành lục địa có thể đã diễn ra như thế nào (Ảnh: Getty Images).
Trái Đất đã hình thành cách đây hàng tỷ năm, song thực tế là chúng ta biết rất ít về quá trình này, bao gồm việc phân chia các lục địa, đại dương của Hành tinh Xanh.
Trước đây, chúng ta cho rằng lớp vỏ Trái Đất, hay lớp vỏ ngoài của hành tinh, được chia thành hai loại, gồm: Lớp vỏ lục địa già hơn, dày hơn; và lớp vỏ đại dương trẻ hơn, đặc hơn.
Sự khác biệt giữa 2 lớp này chính là sự thiếu đi nguyên tố sắt trong lớp vỏ lục địa. Điều này giúp cho các lớp vỏ lục địa nhẹ hơn, và chúng nhô lên trên mực nước biển để tạo thành các khối đất khô, từ đó giúp cho sự sống trên cạn có thể xảy ra.
Trong suốt một thời gian dài, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng sự kết tinh garnet trong lớp magma bên dưới núi lửa chịu trách nhiệm cho toàn bộ quá trình này.
Tuy nhiên, một nghiên cứu đã thách thức những người ủng hộ cho giả thuyết này, đồng thời buộc các nhà khoa học hành tinh phải suy nghĩ lại về cách thức mà Trái Đất đã hình thành.
Mặt cắt hiển thị các lớp khác nhau tạo nên Trái Đất (Ảnh: Getty Images).
Với mục tiêu kiểm tra tính đúng đắn của lý thuyết kết tinh garnet, nhóm nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm áp suất cao của Viện Smithsonian và Đại học Cornell (Mỹ) đã tái tạo áp suất và nhiệt lượng lớn được tìm thấy bên dưới các núi lửa bằng cách sử dụng máy ép xi lanh pít-tông đặt tại các phòng lab.
Những pít-tông này có kích thước ngang với một chiếc tủ lạnh mini này cấu tạo từ thép và cacbua vonfram. Chúng có thể tạo ra áp suất lớn lên các mẫu đá nhỏ nhờ được đốt nóng bởi một lò hình trụ xung quanh.
Theo nhóm nghiên cứu, áp suất từ thí nghiệm tương đương 15.000 đến 30.000 lần áp suất do bầu khí quyển của Trái Đất tạo ra, với mức nhiệt được tạo ra nằm trong khoảng 950 đến 1.230 độ C, đủ nóng để làm tan chảy đá. Do vậy, nó hoàn toàn đủ điều kiện để mô phỏng những điều đã và đang xảy ra bên dưới lớp vỏ Trái Đất.
Cùng với đó, thành phẩm của quá trình này sản sinh ra những viên hồng ngọc nhân tạo, giống như quá trình kết tinh garnet từng xảy ra ở tầng magma núi lửa.
Thế nhưng, điều bất ngờ là toàn bộ quá trình diễn ra mà không hấp thụ đủ sắt, cũng như không xảy ra oxy hóa giống như những giả thuyết trước đó. Nói cách khác, những học thuyết trước đây về sự hình thành lục địa Trái Đất có thể đã hoàn toàn sai lầm.
“Kết quả này khiến giả thuyết về mô hình kết tinh garnet trở nên khó cực kỳ khó xảy ra trong điều kiện thực tế”, nhà địa chất Elizabeth Cottrell, đồng thời là trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.
Nhà địa chất giải thích thêm rằng kết quả này hiện chưa thể cung cấp một giả thuyết thay thế để giải thích việc tạo thành lớp vỏ lục địa. Nói cách khác, nghiên cứu đã đặt ra nhiều câu hỏi hơn câu trả lời.
“Điều gì đang thúc đẩy quá trình oxy hóa hay làm cạn kiệt sắt? Điều gì đang xảy ra bên trong lớp phủ?”, Cottrell đặt câu hỏi.
