Thiên thạch khổng lồ có thể là tác nhân hình thành nên các lục địa trên Trái đất

Các lục địa hình thành như thế nào?

Cách thức những lục địa này hình thành và tiến hóa như thế nào là điều chưa được làm rõ. Nhưng chúng ta có biết một điều rằng, từ rất lâu trước đây, toàn bộ phần đất bề mặt của Trái đất đã tập trung ở một siêu lục địa cực lớn.

Bởi Trái đất ở thời điểm trước kia không hề giống như hiện nay nên hẳn phải có yếu tố nào đó đã tác động khiến siêu lục địa tan vỡ. Phải tới tận giờ, chúng ta mới có bằng chứng mới cho thấy rằng thiên thạch khổng lồ đã có vai trò quan trọng trong chuyện này.

Dấu vết của thiên thạch còn để lại tới nay bao gồm các tinh thể của khoáng vật zircon, được khai quật từ một miệng núi lửa ở phía Tây Australia - cũng là một phần của vỏ Trái đất đã tồn tại ổn định trong hơn một tỷ năm.

Khu vực này được biết đến với cái tên nền lục địa Pilbara, nằm tại Tây Australia. Các tinh thể zircon bên trong nó chứa bằng chứng về những tác động của thiên thạch cổ đại trước khi siêu lục địa tan vỡ.

Nhà địa chất học Tim Johnson của Đại học Curtin giải thích: "Nghiên cứu thành phần của đồng vị oxy trong các tinh thể zircon cho thấy một tiến trình 'từ trên đi xuống', bắt đầu bằng sự tan chảy của đá nằm gần bề mặt rồi lan xuống sâu hơn. Tiến trình này phù hợp với các hiệu ứng địa chất xảy ra sau cú va chạm với thiên thạch khổng lồ".

"Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bằng chứng chắc chắn đầu tiên, rằng quá trình hình thành các lục địa đã bắt đầu từ tác động của thiên thạch khổng lồ, giống như những tác động gây ra sự tuyệt chủng của loài khủng long sau này", ông nói thêm.

Công trình nghiên cứu mới được tiến hành trên 26 mẫu đá có chứa zircon. Các mẫu đá này có niên đại từ 3,6 đến 2,9 tỷ năm tuổi.

Nhóm nghiên cứu đã phân tích kỹ lưỡng các đồng vị của oxy có trong từng mẫu đá, cụ thể là tỷ lệ oxy-18 và oxy-16. Ngành nghiên cứu cổ sinh vật học thường dùng phương pháp đo đạc tỷ lệ của các đồng vị này để xác định nhiệt độ hình thành của đá.

Dựa trên những tỷ lệ này, nhóm nghiên cứu đã có thể phân biệt ba giai đoạn cơ bản, rất khác nhau trong quá trình hình thành và tiến hóa của nền lục địa Pilbara.

Những phát hiện mới phù hợp với nhiều mô hình được đề xuất trước đây

Giai đoạn đầu tiên là sự hình thành một tỷ lệ lớn các zircon, phù hợp với sự tan chảy một phần của lớp vỏ. Các nhà nghiên cứu đánh giá sự tan chảy một phần này có thể là kết quả từ hoạt động bắn phá của các thiên thạch, thứ đã làm nóng lớp vỏ bề mặt khi va chạm.

Theo giải thích của nhóm nghiên cứu, cụm zircon nhiều tuổi nhất đã được tạo ra sau một vụ va chạm cực lớn, dẫn đến sự hình thành của nền lục địa Pilbara.

Giai đoạn thứ hai là định hình lại và ổn định phần lõi của lớp vỏ. Tiếp theo là giai đoạn thứ ba: Nóng chảy và hình thành đá granit. Sau đó, phần lõi được ổn định sẽ tiếp tục phát triển để trở thành các lục địa ngày nay.

Trong lịch sử hình thành, Trái đất đã bị nhiều thiên thạch bắn phá. Tuy nhiên chỉ các thiên thạch với kích cỡ cực lớn mới có thể tạo ra lượng nhiệt đủ lớn để hình thành các nền lục địa ổn định.

Những phát hiện mới phù hợp với nhiều mô hình được đề xuất trước đây, về sự hình thành của các nền lục địa trên toàn cầu. Nhưng các nhà nghiên cứu cho biết công trình của họ đã mang tới bằng chứng mạnh nhất để ủng hộ lý thuyết này.

Tuy nhiên, phát hiện mới chỉ được rút ra sau khi nghiên cứu nền Pilbara, một trong số khoảng 35 nền lục địa trên toàn cầu. Nhóm nghiên cứu cần phải so sánh kết quả của họ với các mẫu lấy từ những nền lục địa khác, nhằm kiểm tra xem mô hình nghiên cứu của họ có cho kết quả tương tự hay không.

Kết quả nghiên cứu hiện đã được công bố trên tạp chí Nature.