Khoa học đi tìm lời giải cho khoảng thời gian dài tỷ năm đã biến mất khỏi lịch sử Trái Đất

Dink21:09 02/05/2020

Nghiên cứu mới của giáo sư Rebecca Flowers mở ra hướng suy nghĩ mới về The Great Unconformity.

Đôi lúc, ta bỗng quên mất mình đang làm gì, đang phải làm gì. Cái trải nghiệm khó chịu này khiến bạn cảm thấy dòng thời gian mình đang sống bỗng gập mất một đoạn nhỏ. Nhưng cảm giác này chẳng nhằm nhò gì so với Trái Đất tỷ năm tuổi của chúng ta đâu: trong lịch sử Địa Cầu, đã có những khoảng Trái Đất “mất trí nhớ” kéo dài tới hàng trăm triệu năm.

Có thể khẳng định sự tồn tại của những khoảng trống lịch sử này trên đặc tính địa chất Trái Đất: các chuyên gia khảo cổ phát hiện thấy hai lớp đá thuộc hai niên đại cách xa nhau lại nằm ngay sát nhau; khoảng trống thời gian này có thể lên tới 1,2 tỷ năm. Điều này cho thấy bằng cách nào đó, thiên nhiên đã khiến trầm tích của khoảng thời gian này không xuất hiện trong đất.

The Great Unconformity là khoảng trống trong lịch sử địa chất của Trái Đất.

Những khoảng lệch này như cười vào nỗ lực tìm hiểu quá khứ Trái Đất của chúng ta, bởi lẽ chúng là minh chứng cho thấy tồn tại một khoảng thời gian đã biến mất bí ẩn. Tuy nhiên, các nhà khoa học có thể dựa vào đó mà học cách đọc ký ức Trái Đất, cũng như cách ta đếm số vòng cây để mà suy ra độ tuổi của đại thụ vậy.

“ Một câu hỏi lớn, bao trùm tất cả, là sự khác nhau giữa một khối trầm tích hoàn chỉnh với một khối trầm tích đã bị mất vài lớp do xói mòn“, nhà địa chất Rebecca Flowers tới từ Đại học Colorado Boulder viết. “ Một điểm nữa là [nó giúp ta] hiểu được liên kết giữa các hiện tượng xuất hiện trên bề mặt (như xói mòn), quá trình diễn ra trong lòng đất, và những thay đổi có tác động lâu dài liên quan tới sinh học, khí hậu hay môi trường“.

Giáo sư Flowers là tác giả nghiên cứu mới được đăng tải hôm thứ Hai trên tạp chí PNAS. Cô chỉ ra rằng những phát hiện mới liên quan tới một trong những khoảng trống được biết đến nhiều nhất trong lịch sử Trái Đất, The Great Unconformity (tạm dịch là Khoảng Lệch Lớn), xuất hiện trên nhiều lớp trầm tích khắp Trái Đất.

Nhà nghiên cứu Rebecca Flowers.

Video đang HOT

Khoảng trống này kéo dài từ khoảng 550 triệu năm trước (khoảng thời gian ngay trước khi cơ thể sống phức tạp bắt đầu xuất hiện) tới khoảng hơn 1 tỷ năm trước (khi vi sinh vật vẫn đang “thống trị” Trái Đất).

Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng hóa thạch trong khoảng thời gian này đã bị ăn mòn do ảnh hưởng của thời kỳ Trái Đất gần như bị đóng băng hoàn toàn.

Tuy nhiên, trong báo cáo mới, cô Flowers và cộng sự đưa ra nhận định mới về sự hình thành khoảng trống lịch sử: đây là đặc tính của mảng kiến tạo thuộc từng vùng chứ không phải do một hiện tượng nào mang tính toàn cầu. Họ kết luận như vậy khi phân tích hóa thạch granite tại Đỉnh Pikes, Colorado. Đây không phải nơi duy nhất cô Flowers lấy mẫu nghiên cứu.

“ Chúng tôi làm việc tại nhiều khu vực khảo cổ khác khắp Bắc Mỹ, bao gồm cả hẻm núi Grand Canyon, có lẽ là nơi nổi tiếng nhất có xuất hiện Khoảng Lệch Lớn. Chúng tôi có kế hoạch tới những điểm khảo cổ mới nằm tại các lục địa khác nữa“, cô Flowers nói.

“ Mục đích của việc này là xác định liệu có phải một hiện tượng mang quy mô toàn cầu, như nhiều nhà khoa học đã giả định, tạo ra xói mòn dẫn tới sự xuất hiện của Khoảng Lệch Lớn, hay liệu có nhiều Khoảng Lệch xuất hiện tại các mốc thời gian khác nhau, những nơi khác nhau và do những lý do khác nhau“.

Đã một thời, Trái Đất trông như thế này đây.

Để giải quyết vấn đề này, đội ngũ nghiên cứu khoáng thạch và tinh thể nhằm tái tạo lại lịch sử nhiệt (kỹ thuật xác định niên đại các lớp) của các lớp trầm tích. Kết quả cho thấy lớp trầm tích nhiều tuổi hơn đã xói mòn trước khi Trái Đất bước vào kỷ băng hà đầu tiên, điều đó chứng tỏ Khoảng Lệch Lớn không xuất hiện do tác động của xói mòn gây ra bởi băng.

Kết quả nghiên cứu cũng khiến các nhà nghiên cứu nghi ngờ giả thuyết trước đây, vốn cho rằng việc xói mòn song song với việc hình thành Khoảng Lệch Lớn đã khiến chất dinh dưỡng phủ kín bề mặt Trái Đất, tạo ra sự kiện bùng nổ kỷ Cambri – thời điểm sinh vật sống phức tạp xuất hiện tại 541 triệu năm trước.

“ Nếu như hiện tượng xói mòn xuất hiện vài trăm triệu năm trước thời điểm bùng nổ Cambri, thì có nghĩa hai hiện tượng này, bùng nổ sự sống và xói mòn Khoảng Lệch Lớn, không có liên hệ“, cô Flowers giải thích. “ Kết quả nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra rằng ở Đỉnh Pikes, những vết xói mòn tạo nên Khoảng Lệch xuất hiện vài trăm triệu năm trước thời điểm bùng nổ kỷ Cambri“.

Đội ngũ nghiên cứu cho rằng hoạt động địa chất có liên quan tới việc hình thành và phân tách siêu lục địa Rodinia đã khiến Khoảng Lệch Lớn tại Đỉnh Pikes xuất hiện. Tuy nhiên, ta vẫn chưa rõ bản chất của Khoảng Lệch Lớn – khoảng trống trí nhớ trong lịch sử Trái Đất. Phải cần thêm nghiên cứu về các Khoảng Lệch khác nằm rải rác trên Trái Đất thì may ra, ta mới vẽ nên được bức tranh toàn cảnh về khoảng thời gian bị mất này.

Nguồn gốc từ trường Trái Đất Chìa khóa của sự sống

Từ trường của Trái Đất có vai trò quan trọng tạo nên môi trường sống của hành tinh chúng ta. Từ trường giúp cho Trái Đất tránh được gió mặt trời, nếu không Trái Đất đã mất đi bầu khí quyển.

Trái ngược hoàn toàn với Trái Đất, sao Hỏa là một sa mạc lạnh lẽo với bầu khí quyển chủ yếu là carbon dioxide (CO2) và mỏng hơn khí quyển Trái Đất đến 100 lần, đó là do từ trường bảo vệ hành tinh Đỏ đã mất đi từ nửa tỷ năm trước.

Từ một hố va chạm khổng lồ đến mức có thể bỏ lọt cả núi Everest, các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) suy đoán rằng hố va chạm này có thể là kết quả của một vụ va chạm thiên thạch cổ đại đã làm mất từ trường của sao Hỏa, khiến cho hành tinh này ngập trong bức xạ chết người và gió mặt trời đã xói mòn bầu khí quyển của nó.

Các nhà khoa học biết rằng Trái Đất có được từ trường như ngày nay là do lõi sắt lỏng của Trái Đất đã chuyển thành thể rắn. Quá trình lõi này nguội đi và kết tinh làm cho phần sắt thể lỏng ở rìa lõi chuyển động, tạo ra dòng điện mạnh. Dòng điện này sinh ra một từ trường thoát ra ngoài vào không gian. Từ trường này được gọi là geodynamo, hay có thể tạm hiểu là năng lượng từ lòng đất.

Có rất nhiều bằng chứng cho thấy từ trường Trái Đất đã tồn tại ít nhất từ 3,5 tỷ năm trước. Tuy nhiên, lõi của Trái Đất được cho là bắt đầu hóa rắn chỉ cách đây 1 tỷ năm, tức là từ trường phải bị điều khiển bởi một cơ chế nào đó đã có trước cả 1 tỷ năm này.

Các vi chất tìm thấy trong một mỏm đá cổ xưa ở Jack Hills, phía Tây nước Úc, đã được các nhà nghiên cứu hết sức quan tâm tìm hiểu, vì dường như chúng mang dấu vết của từ trường Trái Đất đến tận 4,2 tỷ năm về trước, trong khi trước đây người ta cho rằng Trái Đất bắt đầu có từ trường khoảng 3,2 tỷ năm trước. Nếu từ trường Trái Đất xuất hiện từ 4,2 tỷ năm trước thì cũng tương đương với thời điểm hành tinh chúng ta hình thành.

Không thể dựa vào đá zircon để xác định từ trường cổ xưa

Một nhóm chuyên gia của Viện Công nghệ Masachussetts (MIT), Mỹ, đã tìm thấy bằng chứng ngược lại với bằng chứng từ vi chất. Trong một bài báo đăng trên tạp chí Khoa học Tiến bộ, của Mỹ, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu zicron cũng đào được từ mỏm đá Jack Hill và kết luận rằng zicron họ thu thập được không phải là bằng chứng đáng tin cậy để xác định từ trường cổ xưa.

Theo họ, không có bằng chứng thuyết phục của việc từ trường xuất hiện từ trước cả 3,5 triệu năm trước, và thậm chí nếu có từ trường đi nữa thì cũng rất khó tìm ra bằng chứng của nó trong zicron ở Jack Hill. Một thành viên trong nhóm nghiên cứu, ông Caue Borlina, nghiên cứu sinh ngành khoa học trái đất của MIT nhận định đây là một kết quả quan trọng để chúng ta biết không phải tìm kiếm cái gì thêm nữa. Ông còn cho rằng nguồn gốc từ trường Trái Đất cũng có thể làm sáng tỏ những điều kiện ban đầu hình thành nên những dạng sự sống đầu tiên trên Trái Đất.

Thông thường, các nhà khoa học dùng khoáng chất trong các tảng đá cổ để xác định hướng và cường độ từ trường Trái Đất trong quá khứ. Khi đá hình thành và nguội đi, các electron trong các hạt riêng lẻ có thể dịch chuyển theo hướng của từ trường xung quanh. Khi đá nguội đến một nhiệt độ nhất định, được gọi là nhiệt độ Curie, thì dấu vết của hướng từ trường sẽ nằm lại trong đá. Các nhà khoa học có thể xác định tuổi của từ trường và sử dụng từ kế tiêu chuẩn để đo hướng của từ trường, ước tính cường độ và hướng của từ trường Trái Đất tại một thời điểm nào đó.

Từ năm 2001 đến nay, các chuyên gia của MIT đang nghiên cứu sự từ hóa của đá và sỏi zicron ở núi Jack Hills để xem các vật liệu tự nhiên này có chứa thông tin về từ trường cổ xưa của Trái Đất hay không.

Địa chất học thiết lập lại các cột mốc về từ tính

Giáo sư Benjamin Weiss của MIT cho biết zicron ở núi Jack Hills là một trong số các vật thể nhiễm từ yếu và đã được nghiên cứu suốt trong quá trình con người tìm hiểu về Cổ địa từ. Các zicron còn chứa những vật liệu Trái Đất lâu đời nhất, tức là có rất nhiều sự kiện địa chất có thể đã thiết lập lại các cột mốc về từ tính của chúng.

Năm 2015, một nhóm nghiên cứu khác cũng bắt đầu tìm hiểu về zicron ở Jack Hills. Họ cho biết đã tìm thấy bằng chứng của vật liệu từ tính trong zicron có tuổi đời 4,2 tỷ năm. Đây là bằng chứng đầu tiên cho thấy Trái Đất đã có từ trường trước cột mốc 3,5 tỷ năm.

Nhóm chuyên gia của MIT cũng đã thu thập mẫu đá ở Jack Hills và bằng các kỹ thuật xác định niên đại tiêu chuẩn, họ phát hiện ra các hạt zicron ở đây có tuổi đời từ 1 tỷ đến 4,2 tỷ năm.

Tìm kiếm bằng chứng

Trong số các hạt zicron tìm thấy ở mẫu vật, có khoảng 250 tinh thể có niên đại hơn 3,5 tỷ năm. Nhóm nghiên cứu phân loại và chụp các mẫu này để tìm kiếm dấu hiệu của các vết nứt hoặc vật chất thứ cấp, như là khoáng chất được bổ sung vào sau khi các tinh thể này đã hình thành hoàn chỉnh, đồng thời tìm kiếm bằng chứng cho thấy chúng đã bị nung nóng ở nhiệt độ cao trong vài tỷ năm gần đây. Kết quả là chỉ có 3 tinh thể zicron tương đối "sạch", không bị vật chất nào khác bám vào và vì thế chúng có thể nắm giữ những thông tin cột mốc về từ tính ở đây. Dùng từ kế kim cương lượng tử độ phân giải cao, nhóm đã xem xét các mặt cắt ngang của từng tinh thể zicron này để lập bản đồ vị trí của từ tính trong mỗi tinh thể.

Họ phát hiện ra từ tính nằm dọc theo vết nứt hoặc những chỗ bị hư hại trong tinh thể zicron đó. Những vết nứt này là đường chảy của nước và các thành tố khác bên trong khối đá và có thể cho phép từ tính thứ cấp lọt vào tinh thể zicron muộn hơn nhiều so với thời điểm tinh thể zicron được hình thành. Dù là cách nào đi nữa thì bằng chứng cũng rất rõ ràng: những zicron này không chứa đựng thông tin đáng tin cậy về các cột mốc từ trường của Trái Đất.

Ông Borlina nói rằng đây là bằng chứng cho thấy chúng ta không thể dựa vào việc đo đạc các zicron này để biết về các thời điểm cột mốc của từ trường Trái Đất. Chúng ta không hề biết liệu trước 3,5 tỷ năm thì thời điểm nào là thời điểm Trái Đất bắt đầu có từ trường.

Phạm Hường

Thiên nhiên kì bí: Có một giọng hát khiến khoa học bất lực Giọng hát của cá voi có thể nhìn được, thậm chí tiên tri! Giống như loài mèo, tiếng hát của cá voi lưng gù vẫn được các nhà nghiên cứu tìm hiểu hàng nhiều năm nay. Trên tạp chí Science, nhà sinh vật học Roger Payne cho hay loài cá voi lưng gù lặp đi lặp lại những âm thanh bí ẩn. Các...

Bạn thấy bài viết này có hữu ích không?

Có;

Không

Tin liên quan

Xem thêm Share

Xem nhiều

Lễ đưa tang Kim Sae Ron: Mẹ ruột đi không vững trong giờ phút cuối cùng, dàn sao nghẹn ngào tiễn biệt01:06

Nam Thư bị chỉ trích vì mặc trang phục phản cảm, hớ hênh ngay trên thảm đỏ00:21

B Ray muốn tìm "ghệ mới" nhưng không quên "bóc phốt" người yêu cũ: Nói nhiều, ghen tuông, bào tiền?03:46

Lý Nhã Kỳ sau khi lộ bức ảnh xồ xề gây sốc: "Có thế lực nào đứng sau những trò ác ý này không?"00:33

Đòn giáng của ông Trump vào Ukraine trước ngưỡng cửa đàm phán với Nga09:07

HOT: Đạt G - Cindy Lư hóa cô dâu chú rể trên lễ đường, khóa môi ngọt ngào trước đông đảo khách mời01:26

Khả Như vào vai quỷ dữ, ăn thịt sống trong phim kinh dị02:29

Thách thức nhà vô địch thế giới, võ sĩ Trung Quốc bị đánh sưng mặt02:18

Sau vụ ồn ào Maybach, Lọ Lem flex luôn 16 tuổi kiếm hơn 1 tỷ, tự trả toàn bộ học phí ĐH RMIT02:06

Ngoại hình gây sốc của G-Dragon00:19

Thêm tranh cãi outfit cũng không cứu nổi MV mới nhất của Lisa04:05

Tiêu điểm

Tin đang nóng

Tin mới nhất

Sáp thơm gây ô nhiễm không khí ngang với động cơ ô tô

00:13:14 22/02/2025

Nghiên cứu mới phát hiện ra rằng sáp thơm và các sản phẩm tạo mùi thơm hóa học có thể gây ra mức độ ô nhiễm không khí trong nhà ngang ngửa với động cơ diesel hay bếp gas.

Cô dâu bỏ trốn cùng bạn trai ngay trong ngày cưới

19:25:34 21/02/2025

Trong một diễn biến đầy kịch tính, một cô dâu đã bỏ trốn cùng bạn trai vào ngày diễn ra tiệc cưới tại Bhopal, bang Madhya Pradesh, Ấn Độ vào ngày 19/2.

Cụ ông nộp đơn khiếu nại hàng xóm vì gà trống gáy lúc 3 giờ sáng

17:22:54 21/02/2025

Cảm thấy khó chịu vì gà trống của hàng xóm gáy lúc 3 giờ sáng, một người đàn ông lớn tuổi ở Kerala, Ấn Độ đã nộp đơn khiếu nại chính thức, thúc đẩy chính quyền điều tra và ra lệnh di dời chuồng gia cầm.

Hiện tượng lạ ở Úc: Cứ 3:02 chiều hằng ngày, người dân đổ xô ra siêu thị để làm 1 việc không phải mua hàng, săn sale

17:22:02 21/02/2025

Sự việc này đã diễn ra hàng ngày trong một thời gian , nhưng nhiều người Úc mới chỉ nhận ra điều kỳ lạ nhờ TikTok.

Sau hơn 100 năm, một thứ vừa lộ diện khiến cả thế giới sửng sốt

16:45:04 21/02/2025

Một phái đoàn khảo cổ chung giữa Ai Cập và Anh vừa xác định một lăng mộ cổ gần Luxor (Ai Cập) là nơi an nghỉ của Pharaoh Thutmose II.

Vẻ đẹp của loài ốc xoắn vách quý hiếm ở Việt Nam

12:17:36 21/02/2025

Ốc xoắn vách là một loài ốc quý hiếm, có trữ lượng ít của Việt Nam. Loài ốc này không chỉ có giá trị khoa học mà còn có giá trị thẩm mỹ cao.

Loài cây quý hiếm nhất thế giới, cứng như sắt, chỉ có ở Việt Nam

09:55:44 21/02/2025

Đó là cây chai lá cong, loài cây đặc hữu chỉ có duy nhất ở Việt Nam, có trong Sách đỏ và đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng khi cả nước chỉ còn 13 cây cổ thụ.

"Hóa thạch rồng" xuất hiện ở Trung Quốc

15:54:01 20/02/2025

Sinh vật giống rồng được tìm thấy dưới dạng hóa thạch ở Vân Nam - Trung Quốc thuộc về dòng dõi bò sát đầu khủng khiếp .

Xác suất tiểu hành tinh va chạm trái đất cao nhất lịch sử NASA

06:36:01 20/02/2025

CNEOS của NASA hiện vẫn xếp mức đe dọa của 2024 YR4 ở ngưỡng 3/10 theo Thang đo Nguy cơ Va chạm Torino. Tiểu hành tinh duy nhất được xếp cao hơn 2024 YR4 là tiểu hành tinh Apophis, vốn gây chấn động toàn thế giới vào năm 2004.

Thời điểm con người dễ gian lận nhất trong ngày

14:41:16 19/02/2025

Đến buổi trưa chiều, con người thường bị đẩy vào tình trạng cạn kiệt năng lực tự chủ. Vì thế, con người dễ nói dối, gian lận hoặc sa vào hành vi lười biếng hơn.

Khách 'không nói lên lời' nhìn tuyết làm từ bông gòn tại Trung Quốc

12:15:58 19/02/2025

Sau khi xin lỗi du khách, khu du lịch ở Thành Đô tuyên bố đóng cửa. Đơn vị cho rằng khí hậu ấm lên, thiếu tuyết nên mới phải làm tuyết giả từ bông và xà phòng.