Trái đất trông như thế nào 3,2 tỷ năm trước? Bằng chứng mới cho thấy hành tinh được bao phủ bởi một đại dương rộng lớn và không có lục địa nào cả.
Các lục địa xuất hiện sau đó, khi các mảng kiến tạo đẩy các khối đất đá khổng lồ lên cao để phá vỡ các bề mặt biển, các nhà khoa học gần đây đã báo cáo.
Họ tìm thấy manh mối về thế giới nước cổ đại này được bảo tồn trong một mảnh đáy biển cổ đại, hiện nằm ở vùng hẻo lánh phía tây bắc Australia.
Khoảng 4,5 tỷ năm trước, va chạm tốc độ cao giữa bụi và không gian đá hình thành sự khởi đầu của hành tinh chúng ta: một bọt, lĩnh vực nóng chảy của magma đó là hàng ngàn dặm sâu. Trái đất nguội dần khi quay; cuối cùng, sau 1.000 đến 1 triệu năm, magma làm mát đã hình thành những tinh thể khoáng đầu tiên trong lớp vỏ Trái đất.
Trong khi đó, nước đầu tiên của Trái đất có thể được mang đến đây bởi các sao chổi giàu băng từ bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta, hoặc nó có thể rơi vào bụi từ đám mây hạt sinh ra mặt trời và các hành tinh quay quanh nó, vào khoảng thời gian hình thành Trái đất.
Khi Trái đất là một đại dương magma nóng, hơi nước và khí thoát ra ngoài khí quyển. "Sau đó, trời mưa ra khỏi bầu khí quyển khi điều kiện đủ mát", tác giả chính của nghiên cứu, ông Benjamin Johnson, trợ lý giáo sư tại Khoa Khoa học Địa chất và Khí quyển tại Đại học bang Iowa, cho biết.
"Chúng tôi thực sự không thể nói nguồn nước là gì từ công việc của chúng tôi, nhưng chúng tôi đề nghị rằng bất kể nguồn nào, nó đã có mặt khi đại dương magma vẫn còn ở đó", Johnson nói với Live Science trong email.
Trong nghiên cứu mới, Johnson và đồng tác giả Boswell Wing, phó giáo sư khoa học địa chất tại Đại học Colorado Boulder, đã chuyển sang cảnh quan độc đáo của Panorama ở vùng hẻo lánh của Úc. Johnson phong cảnh đá bảo tồn một hệ thống thủy nhiệt có niên đại 3,2 tỷ năm trước, "và ghi lại toàn bộ lớp vỏ đại dương từ bề mặt xuống động cơ nhiệt đã thúc đẩy lưu thông", Johnson nói.
Được bảo quản trong đáy biển lởm chởm đó là các phiên bản khác nhau, hoặc đồng vị của oxy; theo thời gian, mối quan hệ giữa các đồng vị này có thể giúp các nhà khoa học giải mã sự dịch chuyển của nhiệt độ đại dương cổ đại và khí hậu toàn cầu.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã phát hiện ra một điều bất ngờ thông qua phân tích của họ về hơn 100 mẫu trầm tích. Họ phát hiện ra rằng 3,2 tỷ năm trước, các đại dương chứa nhiều oxy-18 hơn oxy-16 (thứ hai là phổ biến hơn trong đại dương hiện đại). Các mô hình máy tính của họ cho thấy rằng trên phạm vi toàn cầu, các khối đất liền lục địa lọc oxy-18 từ các đại dương. Khi không có các lục địa, các đại dương sẽ mang nhiều oxy-18 hơn. Và tỷ lệ giữa hai đồng vị oxy này gợi ý rằng vào thời điểm đó, không có lục địa nào cả, nghiên cứu cho thấy.
"Giá trị này khác với đại dương hiện đại theo cách có thể giải thích dễ dàng nhất bằng việc thiếu lớp vỏ lục địa mới nổi", Johnson nói trong email.
Các nhà nghiên cứu khác trước đây đã đề xuất ý tưởng rằng Trái đất đã từng bao phủ đại dương, Johnson nói. Tuy nhiên, có ít thỏa thuận hơn về mức độ của lớp vỏ đó có thể nhìn thấy trên mực nước biển. Phát hiện mới này "cung cấp các hạn chế địa hóa thực tế về sự hiện diện của đất trên mực nước biển", ông giải thích.
Triển vọng của một thế giới nước cổ đại Trái đất cũng đưa ra một viễn cảnh mới về một câu hỏi hấp dẫn khác: nơi những dạng sống sớm nhất của hành tinh xuất hiện và cách chúng phát triển, các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu.
"Có hai trại chính cho nguồn gốc của sự sống: lỗ thông thủy nhiệt và ao trên đất liền", Johnson nói. "Nếu công việc của chúng tôi là chính xác, điều đó có nghĩa là số lượng môi trường trên đất để sự sống xuất hiện và phát triển là rất nhỏ hoặc vắng mặt cho đến khoảng sau 3,2 tỷ năm trước."
Những phát hiện được công bố trực tuyến ngày hôm nay (2 tháng 3) trên tạp chí Nature Geoscience.
Lưu ý của biên tập viên: Tiêu đề của bài viết này đã được cập nhật vào ngày 3 tháng 3 để điều chỉnh tuổi của Trái đất không có lục địa; trong khi bằng chứng trong nghiên cứu này có từ hơn 3 tỷ năm trước, Trái đất tại thời điểm đó chỉ có 1,5 tỷ năm tuổi chứ không phải 3 tỷ năm tuổi.
