Bí ẩn nước trên Trái đất đến từ đâu?

Nước bao phủ 70% bề mặt Trái đất và rất quan trọng đối với sự sống như chúng ta biết, nhưng làm thế nào nó xuất hiện là câu hỏi lớn lâu nay với giới nghiên cứu khoa học.

Các nhà khoa học vừa đưa ra giả thuyết và các bằng chứng mới về nguồn gốc của nước trên Trái đất.

Tuy nhiên, câu hỏi này có thể sắp được giải đáp bởi một nhóm nghiên cứu người Pháp được đăng tải trên tạp chí Science. Các nhà khoa học cho rằng họ đã xác định được loại đá không gian nào là nguyên nhân và nhấn mạnh hành tinh của chúng ta đã “ẩm ướt” kể từ khi nó hình thành.

Nhà hóa học vũ trụ Laurette Piani, người dẫn đầu nghiên cứu, nói rằng những phát hiện này mâu thuẫn với lý thuyết phổ biến rằng nước được đưa đến Trái đất bởi các sao chổi hoặc tiểu hành tinh xa xôi.

Theo các mô hình ban đầu về cách thức hình thành Hệ Mặt trời, các đĩa khí và bụi lớn xoay quanh Mặt trời, cuối cùng hình thành các hành tinh bên trong cực nóng để duy trì băng.

Điều này sẽ giải thích các điều kiện cằn cỗi trên Sao Thủy, Sao Kim và Sao Hỏa – nhưng không phải hành tinh xanh của chúng ta với các đại dương rộng lớn, bầu khí quyển ẩm ướt và địa chất ngậm nước tốt. Do đó, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng nước đã xuất hiện sau đó, và các nghi phạm chính là các thiên thạch được gọi là Carbonaceous chondrite có nhiều khoáng vật chứa nước. Nhưng vấn đề là thành phần hóa học của chúng không khớp với đá trên hành tinh của chúng ta.

Các carbonaceous chondrite cũng hình thành ở bên ngoài Hệ Mặt trời, nên ít có khả năng chúng đã rơi xuống Trái đất sơ khai.

Một nhóm thiên thạch khác, được gọi là enstatite chondrites, một dạng kết hợp hóa học gần gũi hơn nhiều, chứa các đồng vị (loại) tương tự của ôxy, titan và canxi. Điều này cho thấy chúng là các khối xây dựng của Trái đất và các hành tinh khác. Tuy nhiên, vì những khối này hình thành gần với Mặt trời, chúng đã được cho là quá khô để tạo ra các nguồn nước dồi dào trên Trái đất.

Để kiểm tra xem điều này có thực sự đúng hay không, Piani và các đồng nghiệp đã sử dụng một kỹ thuật được gọi là khối phổ để đo hàm lượng hydro trong 13 viên enstatite chondrites. Các loại đá này hiện nay khá hiếm, chỉ chiếm khoảng hai phần trăm số thiên thạch đã biết trong các bộ sưu tập, và rất khó để tìm thấy chúng trong tình trạng nguyên sơ, không bị ô nhiễm.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng những tảng đá chứa đủ hydro trong chúng để cung cấp cho Trái đất ít nhất ba lần khối lượng nước trong các đại dương của nó và có thể nhiều hơn nữa. Họ cũng đo hai đồng vị của hydro, vì tỷ lệ tương đối của chúng rất khác nhau giữa thiên thể này với thiên thể khác.

“Chúng tôi nhận thấy thành phần đồng vị hydro của enstatite chondrites tương tự như thành phần của nước được lưu trữ trong lớp phủ trên mặt đất”, Piani cho biết.

Thành phần đồng vị của các đại dương được phát hiện là phù hợp với một hỗn hợp có chứa 95% nước từ các enstatite chondrites – nhiều bằng chứng hơn là chúng là nguyên nhân tạo nên phần lớn nước trên Trái đất.

Các tác giả còn phát hiện ra rằng các đồng vị nitơ từ enstatite chondrites tương tự như của Trái đất và đề xuất những loại đá này cũng có thể là nguồn cung cấp thành phần dồi dào nhất cho bầu khí quyển của chúng ta.

Piani nhấn mạnh rằng nghiên cứu không loại trừ việc bổ sung nước sau này bởi các nguồn khác như sao chổi, nhưng chỉ ra rằng các enstatite chondrites đã đóng góp đáng kể vào ngân sách nước của Trái đất tại thời điểm nó hình thành.