Cập nhật mới nhất về sự hình thành rất nhanh chóng của Trái Đất

Để có được kết luận trên, Giáo sư Sujoy Mukhopadhyay của Đại học California Davis và tiến sĩ Curtis Williams đã dựa trên các phương pháp đồng vị neon để chỉ ra cách các hành tinh được hình thành như thế nào.

Nghiên cứu được công bố ngày 5/12 trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu UC Davis kết luận rằng, Trái Đất hình thành tương đối nhanh chóng từ đám mây bụi và khí quanh Mặt Trời.

Theo các nhà nghiên cứu, ngoài việc giải quyết nguồn gốc của Trái Đất, nhờ vào phương pháp này còn có thể giúp các nhà nghiên cứu xác định các hành tinh ngoại vi cũng có khả năng có sự sống.

Trái Đất được hình thành từ các đám mây bụi và khí xung quanh Mặt Trời. Ảnh: Phys

TS. Williams cho biết: “Chúng tôi đang cố gắng tìm hiểu về cách thức mà các đồng vị neon trong lớp vỏ của Trái đất để xác định hành tinh này được hình thành một cách nhanh chóng ra sao”.

TS. Williams thông tin thêm, không giống như những hợp chất cần thiết cho sự sống, neon là một loại khí trơ quý hiếm, và nó không bị ảnh hưởng bởi các quá trình hóa học và sinh học. Nó trở thành một nơi tốt cho các loại khí như nước, carbon dioxide và nitơ tìm đến.

Mukhopadhyay thuộc nhóm nghiên cứu cũng cho biết, neon có khả năng ghi nhớ rất tốt ngay cả sau 4,5 tỷ năm.

Về sự hình thành của Trái Đất, các nhà nghiên cứu đã đưa ra 3 nhận định về cách Trái Đất được hình thành từ một đám mây bụi và khí đốt cách đây hơn 4 tỷ năm và cách nước và các loại khí khác được chuyển tới Trái Đất trong khi hành tinh này đang phát triển.

Theo đó, trong lần đầu tiên, hành tinh này được phát triển tương đối nhanh chóng trong vòng 2 đến 5 triệu năm và nó đã nhờ vào khí từ các tinh vân, đám mây bụi hoặc luồng khí xoáy xung quanh Mặt Trời.

Nhận định thứ hai cho thấy, các hạt bụi được hình thành và được Mặt Trời chiếu xạ trong một khoảng thời gian dài trước khi chúng ngưng tụ thành các vật thể thu nhỏ. Sau đó chúng được chuyển đến các hành tinh đang phát triển.

Trong nhận định thứ ba, Trái Đất được hình thành không hề nhanh chóng mà tương đối chậm và các khí xung quanh được phân phối bởi các thiên thạch chondrite carbon có chứa nhiều nước, cacbon và nitơ.

Tuy nhiên theo nhận định của các nhà nghiên cứu, nếu Trái Đất được hình thành nhanh chóng từ các tinh vân quanh Mặt Trời nó sẽ chứa rất nhiều khí hydro ở hoặc gần bề mặt. Nhưng nếu Trái Đất được hình thành từ chondrites cacbonat thì hydro sẽ đến dưới dạng oxy hóa hơn.

Để tìm ra trong 3 nhận định về sự hình thành của Trái Đất trên là chính xác nhất, Williams và Mukhopadhyay đã đo chính xác các tỷ số đồng vị neon đã bị mắc kẹt trong lớp vỏ Trái Đất.

Theo đó, neon có ba đồng vị, neon-20, 21 và 22. Cả ba đồng vị đều ổn định và không phóng xạ, nhưng neon-21 được hình thành bởi sự tan rã phóng xạ của urani. Vì vậy, số lượng neon-20 và 22 trên Trái Đất đã ổn định kể từ khi hành tinh này được hình thành và sẽ duy trì mãi mãi, nhưng neon-21 dần tích lũy theo thời gian. Do đó, 3 kịch bản cho sự hình thành của Trái Đất được dự đoán có tỷ lệ neon-20 đến neon-22.

Được biết, trước đó các nhà nghiên cứu đã thiết lập tỷ lệ đồng vị neon cho mô hình "tinh vân Mặt Trời" với dữ liệu từ sứ mệnh của Genesis để bắt các hạt gió Mặt Trời.

Williams cho biết, kết quả trên cho thấy các tỷ số đồng vị được thấy cao hơn so với các hạt chiếu xạ và hỗ trợ sự hình thành nhanh chóng. Đây là một dấu hiệu rõ ràng rằng có neon nebular trong lớp phủ sâu.

Cũng theo giải thích của các nhà nghiên cứu, neon là những hợp chất dễ bay hơi. Trong đó các chất khác như hydrogen, nước, carbon dioxide và nitơ được ngưng tụ vào Trái Đất cùng một lúc mà theo suy đoán chúng có thể tạo nên một hành tinh có thể ở được.

Tuy nhiên, Williams nói, để hấp thụ các hợp chất quan trọng này, một hành tinh phải đạt tới một kích thước nhất định giống như kích thước của sao Hỏa hoặc lớn hơn một chút trước khi tinh vân Mặt Trời tiêu tan. Theo quan sát của các hành tinh trong hệ Mặt Trời khác cho thấy điều này có thể mất khoảng hai đến ba triệu năm.

Các quan sát từ Atacama Large Millimeter Array, hay ALMA, đài quan sát ở Chile cũng đưa ra nhận định rằng, liệu quá trình tương tự có xảy ra xung quanh các ngôi sao khác không?

Trong đó, ALMA là một hệ thống quan sát gồm 66 máy chiếu vô tuyến làm việc như một công cụ duy nhất để tìm kiếm và phát hiện những hình ảnh bụi và khí trong vũ trụ. Nó cũng có thể thấy các đĩa bụi và khí hình thành hành tinh xung quanh một số ngôi sao gần đó. Trong một số trường hợp, nó cũng có thể nhìn thấy những dải tối nơi các đám mây bụi đã chết hoặc đang cạn kiệt.

Ngọc Nga (Theo Phys)

Ngọc Nga