Bản in

Khoa học

Thứ Sáu, 2/8/2019 17:35

Rò rỉ vật chất từ nhân Trái đất

Rò rỉ vật chất từ nhân Trái đất

GD&TĐ - Các nhà khoa học đặt câu hỏi, liệu nhân Trái đất và lớp phủ (quyển manti) có trao đổi vật chất với nhau? Những nghiên cứu mới nhất khẳng định phần trong cùng của hành tinh chúng ta rò rỉ vật chất, tức là chuyển một phần vật chất cho chùm manti (khối đá nóng bất thường, dâng lên bên trong manti của Trái đất). 

Một ít vật chất trong số đó lại tiếp tục “leo lên”, ra đến bề mặt Trái đất. Phát hiện này giúp giải quyết dứt điểm cuộc tranh luận kéo dài hơn chục năm nay.

Bà Hanika Rizo - chuyên gia địa chất và nhóm cộng sự ở ĐH Carleton (Canada) đã phát hiện ra hiện tượng này. Các nhà địa chất đã sử dụng wolfram – thứ kim loại chuyển tiếp có khá nhiều trong nhân Trái đất. Trong nhân Trái đất còn có các đồng vị W-182 với 108 neutron và W-184 với 110 neutron. Trong quá trình nghiên cứu, nhóm đi đến kết luận là các đồng vị này có thể giúp giải quyết vấn đề nhân Trái đất rò rỉ vật chất.

Trợ giúp trong vấn đề này còn phải kể đến nguyên tố hafni trong lớp phủ Trái đất, Đồng vị hafni Hf-182 có chu kỳ bán rã là 8,9 triệu năm và phân rã thành W-182. Điều đó có nghĩa là lớp phủ chứa nhiều W-182 hơn nhân Trái đất; do đó tỷ lệ W-182 và W-184 trong bazalt trên các đảo đại dương có thể giúp phát hiện sự trao đổi vật chất giữa nhân Trái đất và chùm manti.

Tuy nhiên sự khác biệt về wolfram là rất nhỏ và chỉ có một vài phòng thí nghiệm trên thế giới có khả năng thực hiện phân tích. Hơn nữa, nhân Trái đất bắt đầu ở độ sâu 2.900 km, vì vậy việc nghiên cứu trực tiếp nó là bất khả thi. Chính vì vậy, các nhà khoa học đã phân tích đá thu thập từ thạch quyển lục địa ở Pilbara (Australia), đảo Reunion (Pháp) và quần đảo Kerguelen (thuộc Ấn Độ dương). Những tảng đá này đã trồi lên mặt đất từ lớp phủ dưới sâu.

Số lượng wolfram chứa trong các tảng đá đó tiết lộ sự rò rỉ vật chất từ nhân Trái đất. Trong suốt thời gian tồn tại của Trái đất đã có sự thay đổi lớn trong tỷ lệ đồng vị W-182 và W-184. Hóa ra, những tảng đá lâu đời nhất trên Trái đất có tỷ lệ W-182 và W-184 lớn hơn so với phần lớn các tảng đá khác.

Trái đất có tuổi khoảng 4,5 tỷ năm. Những tảng đá “già nhất” trong lớp phủ không có sự thay đổi đáng kể về mặt đồng vị wolfram – điều này chứng tỏ từ 2,7 tỷ đến 4,3 tỷ năm về trước, sự trao đổi vật chất từ nhân Trái đất đến lớp phủ phía trên là không lớn, hoặc hoàn toàn không có.

Tuy nhiên, trong 2,5 tỷ năm cuối cùng, thành phần đồng vị wolfram trong lớp phủ thay đổi rõ rệt. Các nhà khoa học không biết chắc chắn tại sao nhân Trái đất lại bắt đầu rò rỉ vật chất. Tuy nhiên những phát hiện mới nhất có thể giúp chúng ta hiểu sâu hơn về tiến hóa nhân Trái đất và sự khởi đầu từ trường Trái đất.

Theo Tuấn Sơn
Nauka

Tin tiêu điểm