Những tinh thể khoáng siêu nhỏ ẩn sâu trong các khối đá núi lửa cổ xưa tại Úc đang mở ra những manh mối quan trọng về lịch sử sơ khai của Trái đất, sự hình thành các lục địa và nguồn gốc của Mặt trăng.

Nghiên cứu do nghiên cứu sinh tiến sĩ Matilda Boyce dẫn đầu, với sự tham gia của các nhà khoa học đến từ Trường Trái đất và Đại dương thuộc Đại học Tây Úc (UWA), Đại học Bristol, Cơ quan Khảo sát Địa chất Tây Úc và Đại học Curtin. Kết quả nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Nhóm nghiên cứu tập trung phân tích các khối đá anorthosite có niên đại khoảng 3,7 tỷ năm, được thu thập tại vùng Murchison, Tây Úc. Đây là những khối đá lâu đời nhất từng được phát hiện trên lục địa Úc và nằm trong số các mẫu đá cổ xưa nhất của Trái đất còn tồn tại đến ngày nay.

Theo tiến sĩ Boyce, việc xác định thời điểm và tốc độ hình thành lớp vỏ sơ khai của Trái đất từ lâu đã là chủ đề gây tranh cãi, chủ yếu do sự khan hiếm của các mẫu đá cực kỳ cổ xưa. Để vượt qua trở ngại này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật phân tích có độ chính xác cao, tập trung vào những phần còn nguyên vẹn của tinh thể fenspat plagiocla.

Những khu vực này lưu giữ “dấu vân tay” đồng vị của lớp manti cổ đại, qua đó cung cấp cái nhìn hiếm hoi về điều kiện địa chất của Trái đất trong giai đoạn đầu hình thành.

Các bằng chứng hóa học thu được cho thấy các lục địa không xuất hiện ngay sau khi Trái đất ra đời. Thay vào đó, quá trình phát triển lục địa đáng kể dường như chỉ bắt đầu vào khoảng 3,5 tỷ năm trước, tức gần một tỷ năm sau khi hành tinh này hình thành.

Phát hiện này thách thức nhiều giả định lâu nay về tốc độ hình thành lục địa, đồng thời giúp các nhà khoa học xây dựng lại bức tranh toàn diện hơn về quá trình tiến hóa sơ khai của Trái đất.

Mối liên hệ với nguồn gốc của Mặt trăng

Không dừng lại ở đó, nhóm nghiên cứu còn so sánh kết quả thu được với dữ liệu từ các khối đá anorthosite trên Mặt trăng, được mang về Trái đất trong các sứ mệnh Apollo của NASA.

“Anorthosite là loại đá rất hiếm trên Trái đất, nhưng lại xuất hiện phổ biến trên Mặt trăng”, tiến sĩ Boyce cho biết. Theo bà, sự tương đồng trong thành phần hóa học cho thấy Trái đất và Mặt trăng có chung vật liệu khởi đầu vào khoảng 4,5 tỷ năm trước.

Điều này đã củng cố giả thuyết về vụ va chạm khổng lồ khi một thiên thể có kích thước tương đương sao Hỏa đã đâm vào Trái đất sơ khai, tạo ra vụ va chạm năng lượng cao và dẫn đến sự hình thành của Mặt trăng.

Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ kinh phí từ Hội đồng Nghiên cứu Úc, góp phần làm sáng tỏ thêm những chương đầu tiên trong lịch sử hình thành của Trái đất và vệ tinh tự nhiên duy nhất của nó.