Các mảng kiến tạo của Trái đất có thể “già” hơn 1 tỷ năm

Trang Phạm07:34 01/06/2020

Theo nghiên cứu mới, các mảng kiến tạo dịch chuyển trên bề mặt hành tinh của chúng ta có thể đã tồn tại lâu hơn tính toán ban đầu.

Những phiến đá khổng lồ này nằm trong lớp vỏ Trái đất ngay phía trên lớp phủ. Chúng ta có thể thấy kết quả của sự dịch chuyển và giòn tan xung quanh, từ sự hình thành các dãy núi đến động đất và hoạt động núi lửa.

Nghiên cứu mới dựa trên các mô hình địa hóa mới của Trái đất sơ khai sử dụng nguyên tố argon (Ar) làm thước đo. Vì argon quá nặng để rời khỏi bầu khí quyển nên chúng ta có thể sử dụng nó như một cách để nghiên cứu quay ngược thời gian trong lịch sử của hành tinh.

Khí argon được giải phóng như là một phần của sự tăng trưởng lục địa gây ra bởi sự hút chìm (một mảng đẩy xuống một mảng khác), một chỉ số chính của hoạt động mảng kiến tạo. Khi argon tích lũy, nó có thể được sử dụng theo dõi trở lại sự phân rã phóng xạ của kali trong lớp vỏ và lớp phủ của hành tinh, và sau đó chuyển động kiến tạo.

“Mô hình của chúng tôi là nghiên cứu đầu tiên tìm hiểu các tác động đầy đủ của quá trình tiến hóa lớp vỏ đối với lịch sử khử khí của Trái đất,” các nhà nghiên cứu cho biết.

Việc tái chế vỏ Trái đất (nơi lớp vỏ bị xói mòn sau đó được đưa trở lại dưới lòng đất) cũng như việc tạo ra lớp vỏ lục địa mới là một trong những cân nhắc quan trọng đối với các nhà nghiên cứu. Mô hình của họ cho thấy mạng lưới mảng kiến tạo đã có từ hơn 4,4 tỷ năm trước, vượt xa hầu hết các ước tính trước đây.

Video đang HOT

Đánh giá lịch sử địa chất của Trái đất là một công việc khó khăn. Chúng ta không chắc chắn chính xác những gì đang xảy ra về mặt hoạt động kiến tạo ngày nay, chứ chưa nói đến hàng tỷ năm trước. Tuy nhiên, các phép đo argon có thể là lựa chọn tốt nhất của chúng tôi cho việc di chuyển mảng kiến tạo.

“Do đặc điểm đặc biệt của argon, chúng ta có thể suy luận những gì đã xảy ra với Trái đất bằng cách nghiên cứu argon khí quyển này”, nhà khoa học hành tinh Jun Korenaga, từ Đại học Yale nói.

Thực tế đây không phải là bằng chứng duy nhất được đưa ra ánh sáng rằng các mảng kiến tạo đã tồn tại lâu hơn 3 tỷ năm hoặc lâu hơn. Các nghiên cứu đã từng có những ước tính tương tự với các tảng đá cổ ở Úc và Nam Phi đẩy lùi quãng thời gian khoảng vài trăm triệu năm.

Sự thay đổi từ đá nóng chảy, chảy sang lớp vỏ cứng là một điều rất quan trọng không chỉ đối với nghiên cứu về Trái đất sơ khai mà còn cả các dạng sống sớm.

“Khi nghiên cứu kiến tạo mảng bắt đầu trên Trái đất từ lâu đã là một vấn đề khó khăn cơ bản thì nếu chúng ta quay ngược thời gian sâu hơn, chúng ta sẽ có ít hồ sơ địa chất hơn”, Korenaga nhấn mạnh.

Tìm ra bằng chứng về sự tuyệt chủng hàng loạt bí ẩn nhất lịch sử Trái đất

Trong suốt lịch sử hình thành, Trái đất đã trải qua ít nhất năm sự kiện tuyệt chủng hàng loạt lớn quét sạch hầu hết sự sống trên toàn cầu.

Hầu hết các sự kiện này khá rõ ràng và trùng khớp với các thảm họa như tác động của tiểu hành tinh, hoạt động địa chất và phun trào núi lửa. Nhưng cũng có một sự kiện chưa có lời giải.

Sự kiện khiến các nhà khoa học đau đầu đó là sự tuyệt chủng cuối kỷ Devon là một kỷ địa chất trong đại Cổ Sinh 360 triệu năm trước. Vấn đề ở đây không có tác động lớn của tiểu hành tinh nào từ vũ trụ ở thời điểm đó và cũng không có dấu hiệu của các núi lửa lớn gây ra thảm hoạ.

Những gì chúng ta biết là vào thời điểm đó, thế giới đang ấm lên. Chỉ riêng điều chưa đủ các yếu tố thúc đẩy sự tuyệt chủng hàng loạt. Cho đến mới đây, các nhà khoa học đã tìm thấy một thành phần mới đáng lo ngại có thể liên quan. Hồ sơ hóa thạch cho thấy sự gia tăng mạnh mẽ của bức xạ cực tím, gây ra bởi sự suy giảm tạm thời của tầng ozone khi thế giới ấm lên.

Đó là một kết luận đáng lo ngại bởi vì nó cho thấy sự suy giảm tầng ozone có thể là một phản ứng tự nhiên đối với một thế giới nóng lên. Và thế giới của chúng ta hiện tại đang ấm lên với tốc độ đáng lo ngại.

Sự kiện tuyệt chủng kỷ Devon muộn đã diễn ra trong khoảng thời gian từ 500.000 đến 25 triệu năm, giết chết tới 80% tất cả các loài động vật còn sống vào thời điểm đó. Nó còn có tác động tàn phá đối với thực vật.

"Với phấn hoa và bào tử, sự tuyệt chủng trên mặt đất được thể hiện rõ ràng là sự mất hoàn toàn sự đa dạng trên ranh giới giữa kỷ Devon và kỷ Cacbon với sự tuyệt chủng của ít nhất bốn nhóm bào tử chính thống trị tập hợp bào tử", các nhà nghiên cứu cho biết.

Một nghiên cứu trước đó vào năm 2018 đã phát hiện ra các bào tử thực vật hóa thạch từ sự kiện tuyệt chủng giai đoạn kỷ Permi-Trias cách đây 252 triệu năm đã chịu thiệt hại nặng nề từ bức xạ UV, nó đã ngăn cản cây sinh sản, dẫn đến thảm thực vật chết hàng loạt.

Điều này được cho là do sự suy giảm tầng ozone do hoạt động núi lửa khổng lồ, thứ mà chúng ta biết có thể đẩy nhanh sự suy giảm tầng ozone. Tuy nhiên, giải thích này dường như không phù hợp với sự kiện tuyệt chủng kỷ Devon khi không có núi lửa nào gây ra thảm hoạ, nhưng có thể một thứ khác có thể làm cạn kiệt tầng ozone. Vì vậy, một nhóm các nhà nghiên cứu đã chuyển sang quan tâm đến bào tử thực vật hóa thạch.

Họ đã thu thập các mẫu đá từ các địa điểm ở Greenland, gần xích đạo hơn vào cuối kỷ Devon, và nghiên cứu chúng. Kết quả là các nhà khoa học đã phát hiện ra nhiều bào tử có dấu hiệu bị hư hại do bức xạ cực tím.

Các bào tử gai của một cây có tên Grandispora cornuta bắt đầu xuất hiện với các gai dị dạng và hình dạng không đều. Những cây thuộc một loài khác có tên là Verrucosisporites nitidus bắt đầu xuất hiện với những cây có khoảng cách không đều nhau và hình dạng không đều. Và nhiều bào tử có màu đậm hơn, có khả năng là một sắc tố bảo vệ được phát triển để bảo vệ chống lại bức xạ cực tím mạnh hơn.

Các nhà khoa học kết luận rằng tầng ozone thực sự đã mỏng đi, làm tăng lượng bức xạ cực tím trên bề mặt, phá hủy rất nhiều loài thực vật. Vì thực vật tạo thành nền tảng của lưới thức ăn, điều này có tác dụng quét sạch động vật ăn cỏ, sau đó là động vật ăn thịt ăn chúng.

Vậy cơ chế đằng sau sự suy giảm tầng ozone này là gì? Các nhà khoa học cho biết sự nóng lên. Khi nhiệt độ tăng lên, fluorocarbon được sản xuất tự nhiên như methyl clorua đã bay vào khí quyển, đóng vai trò là chất xúc tác cho sự phá vỡ tầng ozone.

Chúng ta đã có một sự lo lắng với tầng ozone trong những thập kỷ gần đây vì chlorofluorocarbon (CFC) đã góp phần vào sự suy giảm ozone trong tầng thượng khí quyển ở Nam Cực. Lỗ hổng đó đang được sửa sau khi chúng ta cắt giảm đáng kể việc sử dụng CFC, nhưng gần đây, một lỗ thứ hai đã mở và đóng trên Bắc Cực. Nghiên cứu này cho thấy nhiệt độ tăng cũng có thể làm hỏng lớp bảo vệ của hành tinh chúng ta.

"Các ước tính hiện tại cho thấy chúng ta sẽ đạt được nhiệt độ toàn cầu tương tự như 360 triệu năm trước với khả năng sự sụp đổ tương tự của tầng ozone có thể xảy ra một lần nữa, làm lộ ra bề mặt và sinh vật biển nông trước bức xạ chết người. Điều này sẽ chuyển chúng ta từ tình trạng biến đổi khí hậu hiện nay, đến tình trạng khẩn cấp về khí hậu", nhà khoa học Trái đất John Marshall cảnh báo.

Mảng kiến tạo khổng lồ nằm dưới Ấn Độ Dương đang vỡ đôi Nói theo cách của các nhà địa chất học thì chỉ trong một thời gian ngắn, mảng kiến tạo này sẽ tách làm hai. Mảng kiến tạo giữa Ấn Độ và Úc, bên dưới Ấn Độ Dương, đang từ từ tách làm đôi. Tuy vậy, đối với con người, sự chia tách này sẽ còn kéo dài mãi mãi. Mảng kiến tạo Ma...