“Áo giáp” bao bọc Trái Đất 3,7 tỉ năm trước lộ diện ở Greenland

Một sự kiện cực kỳ quan trọng đối với sự tồn tại của chúng ta trên Trái Đất đã được lưu lại trong những phiến đá cổ.

Theo Sci-News, nhóm các nhà địa chất học dẫn đầu bởi Viện Công nghệ Massachusetts (MIT – Mỹ) và Đại học Oxford (Anh) đã tìm thấy bằng chứng cổ xưa nhất về sự hình thành từ trường Trái Đất trong các phiến đá cổ thuộc Vành đai siêu lớp Isua ở Tây Greenland.

Các nhà địa chất học đang khoan đá cổ ở Tây Greenland để tìm kiếm bằng chứng về từ quyển cổ xưa nhất của Trái Đất – Ảnh: MIT NEWS

Vành đai siêu lớp Isua ở Tây Greenland đã trải qua ba sự kiện nhiệt trong suốt lịch sử địa chất của chúng.

Trong đó, sự kiện đầu tiên là sự kiện quan trọng nhất, khi đá được làm nóng lên tới 550 độ C vào khoảng 3,7 tỉ năm trước. Đó chính là cách Trái Đất cổ đại đã tự sinh ra từ trường.

Từ trường Trái Đất được tạo ra khi sắt nóng chảy trong lõi ngoài trộn với chất lỏng, được điều khiển bởi lực nổi khi lõi bên trong đông đặc lại, tạo ra một “máy phát điện” khổng lồ.

Quá trình này khiến Trái Đất trơ trụi ban đầu có thêm một lớp áo giáp vô hình gọi là từ quyển.

Từ quyển bảo vệ bề mặt hành tinh khỏi gió Mặt Trời vốn đã tăng lên theo thời gian. Nhờ lớp bảo vệ này, sự sống mới có thể di chuyển lên các lục địa và rời khỏi sự bảo vệ của các đại dương.

Để ví dụ, một hành tinh kề cận chúng ta là Sao Hỏa tuy nằm trong “vùng sự sống” của hệ Mặt Trời nhưng từ quyển quá mỏng, yếu, không đủ để ngăn các bức xạ vũ trụ có hại. Vì vậy, sao hỏa hiện tại không có sự sống kiểu Trái Đất.

Dữ liệu cổ từ trong những tảng đá ở Tây Greenland cũng tiết lộ từ trường 3,7 tỉ năm trước có cường độ ít nhất là 15 microtesla. Để so sánh, từ trường của địa cầu hiện tại có cường độ 30 microtesla.

Những kết quả này cung cấp ước tính lâu đời nhất về cường độ từ trường Trái Đất bắt nguồn từ toàn bộ mẫu đá, đưa ra đánh giá chính xác và đáng tin cậy hơn so với các nghiên cứu trước đây sử dụng từng tinh thể riêng lẻ.

“Đây là một bước tiến thực sự quan trọng khi chúng tôi cố gắng xác định vai trò của từ trường cổ xưa khi sự sống trên Trái Đất lần đầu tiên xuất hiện” – GS Claire Nichols từ Đại học Oxford (Anh), thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.

Một thách thức đáng kể trong việc tái tạo từ trường Trái Đất từ trước đến nay là bất kỳ sự kiện nào làm nóng đá đều có thể làm thay đổi các tín hiệu được bảo tồn trước đó.

Đá trong vỏ Trái Đất cũng thường có lịch sử địa chất lâu dài và phức tạp, xóa bỏ thông tin từ trường trước đó.

Tuy nhiên, Vành đai siêu vỏ Isua có địa chất độc đáo, nằm trên lớp vỏ lục địa dày giúp bảo vệ nó khỏi hoạt động kiến tạo và biến dạng trên diện rộng, nên lưu lại toàn vẹn dữ liệu cổ từ.

Dữ liệu này đến từ các hạt sắt trong đá, hoạt động hiệu quả như những nam châm nhỏ có thể ghi lại cả cường độ và hướng từ trường khi quá trình kết tinh khóa chúng tại chỗ.

Các kết quả cũng cung cấp những hiểu biết mới về vai trò của từ trường trong việc định hình sự phát triển của bầu khí quyển Trái Đất.

Từ quyển giúp điều chỉnh lượng khí quyển của hành tinh bằng cách đẩy một số khí nhất định ra ngoài không gian và ngăn chặn sự thất thoát của những thứ cần thiết, giúp duy trì sự cân bằng trong khí quyển, cũng là một điều cần thiết khác cho sự sống.