Sao chổi là nguồn gốc của đại dương?

Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ rằng Trái Đất và người hàng xóm của mình đã bị “tấn công” bởi hàng chục nghìn vật thể trong một biến cố cổ đại được biến đến với tên gọi Late Heavy Bombardment.

Đợt “tấn công” này đã làm biến dạng mặt trăng, để lại hố va chạm lớn hiện vẫn có thể nhìn thấy, được bảo tồn qua nhiều thiên niên kỷ trong môi trường không có không khí của mặt trăng. Tuy nhiên vẫn chưa rõ liệu những vật thể va chạm này là sao chổi băng hoặc thiên thạch đá.

Dựa trên lượng kim loại nhất định trong đá cổ đại của Trái Đất, một nhóm nghiên cứu do Uffe Jorgensen thuộc Học viện Niels Bohr, Đan Mạch chỉ đạo, cho biết sao chổi chính là “thủ phạm”.
Jorgensen cho biết đề tài về việc liệu đại dương trên trái Đất có tồn tại từ trước sao chổi “viếng thăm” hay không đã được tranh luận căng thẳng.

Một số chuyên gia cho rằng một lượng nước đủ để hình thành đại dương đã tồn tại ngay từ buổi sơ khai của Trái Đất, trong khi một số khác tranh luận rằng lượng nhiệt của Trái Đất khi còn trẻ đã làm bốc hơi bất cứ chất lỏng nào.

“Đây là một trong những chủ đề có thể khiến các nhà khoa học nhảy bổ vào nhau”, Jorgensen nhận xét.

Nhóm nghiên cứu của ông cho rằng Trái Đất thời kỳ ban đầu quá nóng để giữ được một lượng nước lớn. Nhưng đến thời điểm của biến cố Late Heavy Bombardment, mọi vật đã nguội lại cho phép nước tan ra từ xáo trộn của sao chổi trở thành đại dương đầu tiên trên thế giới.

“Chúng ta có nuốt vào một phần của vật thể va chạm mỗi khi chúng ta uống một cốc nước”, các tác giả của nghiên cứu viết trên bài báo sẽ được công bố trên tạp chí Icarus số tới.

Kim loại của sao chổi

Jorgensen và các đồng nghiệp đưa ra kết luận này sau khi đo nồng độ iridium trong đá bề mặt và gần bề mặt từ Greenland – một trong những loại đá lâu đời nhất trên thế giới.

Iridium là một kim loại hiếm trên Trái Đất, nhưng lại phổ biến trong sao chổi và thiên thạch.

Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, nồng độ của iridium trong đá quanh một hố va chạm thiên thạch nằm vào khoảng 18000 phần triệu.

Trong khi đó, va chạm sao chổi chỉ để lại khoảng 130 phần triệu, vì sao chổi chứa ít kim loại hơn, vì chúng được cấu tạo chủ yếu từ những khối băng cùng một số mảnh vụn đá.

Sao chổi cũng đâm xuống Trái Đất với tốc độ lớn hơn vì quỹ đạo quay quanh mặt trời dài hơn của chúng.

Do đó, “vụ nổ hình thành bởi một sao chổi thường dữ dội hơn một vụ va chạm thiên thạch, và lượng vật chất – bao gồm iridium – bị đẩy ngược vào không gian cũng lớn hơn”, Jorgensen giải thích.

Nhóm nghiên cứu phát hiện rằng đá tại Greenland chứa khoảng 150 phần triệu iridium, củng cố ý tưởng rằng sao chổi chính là những vật thể đâm xuống Trái Đất trong biến cố Late Heavy Bombardment.

Tất cả băng từ sao chổi tập hợp lại rồi tan ra để tạo thành đại dương đầu tiên với độ sâu nửa dặm (khoảng 1km), theo tính toán của nhóm nghiên cứu.

Trong khi đó mặt trăng không có đại dương vì lực hấp dẫn của nó yếu hơn nhiều so với Trái Đất, vì vậy hầu hết, nếu không phải tất cả, mảnh vỡ từ sao chổi đâm xuống mặt trăng bị đẩy trở lại không gian.

Tuy nhiên Nicolas Dauphas, một nhà địa vật lý thuộc Đại học Chicago, vẫn chưa hoàn toàn bị thuyết phục rằng các vật thể va chạm với Trái Đất là sao chổi, chứ không phải thiên thạch.

Nghiên cứu mới, ông cho biết, phụ thuộc quá nhiều vào ước lượng - ví dụ như lượng iridium dự đoán lắng đọng sau một vụ va chạm.

Dauphas cho biết: “Tôi lo ngại rằng họ đã mở rộng kết luận của mình quá xa”.

Sự sống tình cờ?

Chandra Wickramasinghe, một nhà sinh vật học ngoài không gian tại Đại học Cardiff, vương quốc Anh, không tham gia vào nghiên cứu, cũng ủng hộ lý thuyết về một vụ va chạm sao chổi hàng loạt.

Và ông cho rằng rất có thể sao chổi không chỉ đem nước mà còn cả sự sống đến Trái Đất.

Theo một số nghiên cứu gây tranh cãi, bằng chứng lâu đời nhất về sự sống trên Trái Đất có từ 3,85 tỷ năm trước, trùng với khoảng thời gian của sự kiện Late Heavy Bombardment.

Wickramasinghe cho biết: “Đó có thể là một sự tình cờ, nhưng đối với tôi đó là một sự tình cờ quá đặc biệt”.

Đồng tác giả của nghiên cứu Jorgensen hoàn toàn đồng ý.

Ông cho biết: “Sự kiện này là một sự tình cờ, một tai nạn. Nhưng nếu nó không xảy ra, sẽ không có nước và sự sống trên Trái Đất”.