Một nghiên cứu năm 2014 đã xác định được vật thể lâu đời nhất từng được biết tới trên trái đất là một mảnh tinh thể zircon vẫn còn nguyên vẹn trong 4,4 tỷ năm.
Đây là một phát hiện đáng kinh ngạc vì tàn tích cổ xưa này có thể thay đổi cách nhìn nhận về hành tinh của chúng ta trong những thời kì đầu tiên.
Zircon – Tinh thể lâu đời nhất trên trái đất
Tinh thể này có kích thước bằng một hạt cát nhỏ, gần như không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Nó được phát hiện tại một trang trại phía tây nước Úc. Được biết nước Úc nằm trên một trong những khu vực có địa chất ổn định nhất của trái đất.
John Valley, giáo sư khoa học địa chất tại Đại học Wisconsin-Madison, người đã phát hiện và xác định niên đại của tinh thể, cho biết: “Các quá trình kiến tạo của Trái đất liên tục phá hủy đá”. “Đây có thể là nơi lưu giữ những thông tin cổ xưa nhất về địa hình.”
Những phát hiện đầu tiên, mô tả về zircon đã được công bố trên tạpc chí Nature Geoscience (http://dx.doi.org/10.1038/ngeo2075) vào Chủ Nhật.
John Valley, tác giả chính của nghiên cứu và giáo sư tại Khoa Khoa học Địa chất tại Đại học Wisconsin-Madison cho biết: “Đây là tinh thể lâu đời nhất và có niên đại tốt nhất trong số tất cả các tinh thể đã được báo cáo”.
Valley cho biết tinh thể này có màu đỏ mờ nhưng phát sáng màu xanh lam khi bị bắn phá bởi các electron. Với chiều dài 400 micromet, kích thước lớn nhất của nó chỉ lớn hơn một con mạt bụi nhà một chút hoặc khoảng bốn sợi tóc người.
Tinh thể này được tìm thấy ở một vùng khô cằn phía bắc Perth, Australia, trên một dãy đồi thấp tên là Jack Hills, vào năm 2001.
Các nhà khoa học cho biết tính chất hóa học của tinh thể – cụ thể là tỷ lệ đồng vị oxy bên trong nó – cho thấy trên bề mặt Trái đất cách đây 4,4 tỷ năm có thể đã tồn tại nước ở dạng lỏng và do đó có lẽ có sự sống.
Sơ lược về lịch sử của Trái đất
Hành tinh của chúng ta được cho là khoảng 4,5 tỷ năm tuổi , nhưng những hóa thạch lâu đời nhất lại có niên đại khoảng 3,5 tỷ năm . Điều đó không nhất thiết có nghĩa là không có sự sống nào tồn tại trước thời điểm đó, nhưng vẫn chưa có bằng chứng trực tiếp nào được tìm thấy.
Valley cho biết những tảng đá đầu tiên được tìm thấy do nước lắng đọng có niên đại khoảng 3,8 tỷ năm tuổi.
Nhưng rất ít thông tin được biết về khoảng 600 triệu năm đầu tiên trong lịch sử của hành tinh này, được gọi là “Hadean Eon” vì nó được cho là “giống như địa ngục”, Valley nói.
Giả thuyết hàng đầu cho rằng Trái đất đã bị các thiên thạch bắn phá trong lịch sử ban đầu của nó. Khoảng 4,5 tỷ năm trước, một vật thể có kích thước bằng Sao Hỏa đã chịu một cú va chạm lớn, dẫn đến sự hình thành của mặt trăng. Những tác động này đã làm bốc hơi lớp vỏ Trái đất và hình thành một đại dương magma siêu nóng.
Bằng chứng bao gồm cả zircon này cho thấy rằng trong vòng 100 triệu đến 200 triệu năm đầu tiên tồn tại, hành tinh của chúng ta đủ nguội để tạo thành lớp vỏ. Hơi nước từ khí quyển ngưng tụ lại tạo thành đại dương.
“Một khi bạn biết rằng đã có đại dương, việc tồn tại sự sống sớm như vậy là điều rất hợp lý” – ngay cả khi nó chỉ mới 200 triệu năm tuổi, Valley nói.
Họ đã nghiên cứu như thế nào
Valley và các đồng nghiệp đã báo cáo về một tinh thể khác với Trái đất sơ khai vào năm 2001 tại cùng khu vực Jack Hills. Nhưng vẫn còn một câu hỏi mở liên quan đến viên pha lê đó và những viên pha lê khác về cách xác định độ tuổi.
Phương pháp tiêu chuẩn để xác định niên đại của những loại đá như vậy bao gồm việc phân tích sự phân rã phóng xạ của các nguyên tử uranium thành chì. Nhưng nếu chì di chuyển bên trong tinh thể theo thời gian, điều này có thể dẫn đến việc ước tính tuổi bị sai. Nếu chì đã di chuyển ra khỏi khu vực đá đang được thử nghiệm, điều đó có thể làm cho đá có vẻ trẻ hơn hoặc già hơn nếu chì tự cô đặc lại.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là chụp cắt lớp thăm dò nguyên tử, cho phép các nhà khoa học chụp ảnh các nguyên tử chì riêng lẻ và xác định tỷ lệ đồng vị.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng các khối nguyên tử chì đã hình thành 1 tỷ năm sau khi zircon kết tinh. Những cụm này rất nhỏ, đường kính khoảng 5 đến 10 nanomet.
Tất cả điều đó có nghĩa là các nguyên tử chì chưa di chuyển đủ để cản trở các phương pháp xác định tuổi của tinh thể hiện có của các nhà khoa học, Valley cho biết. Họ xác định độ tuổi đó là 4,4 tỷ năm tuổi.
Samuel Bowring, giáo sư địa chất tại Viện Massachusetts: “Mặc dù cực kỳ tốn công sức, nhưng kỹ thuật phân tích của họ có thể được áp dụng không chỉ cho các zircon bổ sung trên mặt đất mà còn cho các zircon từ thiên thạch và các mẫu mặt trăng, để có thể tìm ra lịch sử nhiệt chi tiết của hoạt động magma và các tác động”. của Công nghệ, đã viết trong một bài báo kèm theo trên tạp chí Nature Geoscience .
Xem thêm:
Pingback: Top 10 loại đá quý giá trị nhất thế giới