Giả thuyết mới về nguồn gốc sắt trên Trái đất

Các nhà khoa học phát hiện rằng, tỷ lệ giữa đồng vị sắt Fe56 với đồng vị nhẹ hơn Fe54 ở trên mặt trăng, sao Hỏa và các mẫu thiên thạch cổ là giống hệt nhau. Nhưng Trái đất lại có nồng độ đồng vị sắt nặng lớn hơn.

Từ trước đến nay, phần lõi của Trái đất được cho là nguyên nhân của sự khác biệt này. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Chicago và Đại học Texas, Austin tin rằng tỷ lệ đồng vị sắt độc nhất của trái đất xuất hiện sau đó. Họ cho rằng, có thể một vụ va chạm dữ dội giữa Trái đất và một thiên thể khác đã làm bay hơi các đồng vị sắt nhẹ hơn.

Theo giáo sư Jung Fu Lin - nghiên cứu về khoa học địa chất tại Austin - “sự hình thành lõi Trái đất có thể là sự kiện lớn nhất ảnh hưởng tới lịch sử Trái đất. Trong nghiên cứu này, chúng tôi cho rằng có lẽ khởi nguồn của sự bất thường về tỷ lệ đồng vị sắt là do một nguyên nhân khác chứ không phải do sự hình thành Trái đất”.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một tế bào hình kim cương để tái tạo những áp lực dữ dội lên các nguyên tử trong quá trình hình thành lõi Trái đất. Tế bào phiến kim cương cho phép các nhà khoa học quan sát các phản ứng hóa học khác nhau trong những điều kiện hết sức khắc nghiệt.

Ông Nicolas Dauphas – giáo sư về khoa học địa vật lý tại Đại học Chicago – cho biết “trước đây, tế bào hình phiến kim cương đã được sử dụng theo cách này, nhưng rất khó để thu được các con số chính xác. Việc này đòi hỏi phải có sự chú ý đặc biệt trong việc thu thập và xử lý dữ liệu, vì tín hiệu phát ra rất nhỏ. Phải dùng đến các kỹ thuật toán học phức tạp để hiểu được các phép đo, và cần phải có một nhóm nghiên cứu như trong mơ để làm được điều này”.

Các thí nghiệm của họ cho thấy, các phản ứng hình thành lõi trái đất đã không tạo một lượng dư thừa các đồng vị sắt nặng hoặc phá hủy các đồng vị sắt nhẹ hơn.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng, những phát hiện được trình bày chi tiết trên tạp chí Nature Communications này sẽ buộc các nhà địa vật lý và các nhà khoa học về hành tinh sẽ phải quay lại từ đầu. Lõi Trái đất không thể giải thích cho tỷ lệ đồng vị sắt độc nhất của nó.

Giáo sư Dauphas cho rằng “giải pháp cho bí ẩn này cần được tìm kiếm ở chỗ khác”.

Anh Thư (Theo Upi)