Trái Đất được gọi là hành tinh xanh vì hơn 70 phần trăm bề mặt của nó được bao phủ bởi các đại dương. Các đại dương cũng là khởi nguồn của sự sống đa dạng trên hành tinh chúng ta ngày nay. Tuy nước là yếu tố rất quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất, nhưng câu trả lời cho hai câu hỏi cơ bản vẫn luôn lẩn tránh chúng ta, đó là nước của Trái Đất đến từ đâu và chúng có từ khi nào?
Trong khi một số giả thuyết cho rằng nước có mặt trên Trái Đất sau khi hành tinh đã được hình thành, thì kết quả từ một nghiên cứu mới do các nhà khoa học tại Viện Hải dương học Woods Hole (WHOI) đã cho lùi thời gian một cách đáng kể đến bằng chứng đầu tiên của nguồn gốc nước của Trái Đất và vùng phía trong của hệ Mặt Trời.
"Câu trả lời cho một trong những câu hỏi cơ bản này là đại dương của chúng ta đã luôn có mặt ở đây. Không phải nó tới với chúng ta trong quá trình sau đó, như những suy nghĩ trước đây," Adam Sarafian, tác giả chính của bài báo công bố vào ngày 31 tháng 10 năm 2014,trên tạp chí Khoa học và sinh viên tham gia chương trình liên kết MIT / WHOI ở Cục Địa chất và Địa vật lý, cho biết.
Một trường phái đã cho rằng các hành tinh được hình thành ban đầu không có nước do năng lượng cao cùng với những tác động mạnh trong quá trình hình thành hành tinh, và nước được mang đến Trái Đất sau đó từ các sao chổi hoặc tiểu hành tinh "ẩm ướt", phần lớn được tạo thành từ băng và khí.
"Với sự va chạm của các tiểu hành tinh và thiên thạch khổng lồ, đã có rất nhiều sự tàn phá," Horst Marschall, một nhà địa chất học tại WHOI và đồng tác giả của bài báo cho biết. "Một số người đã lập luận rằng bất kỳ phân tử nước nào có mặt trên các hành tinh đang hình thành sẽ bốc hơi hay bị thổi bay vào không gian, và nước tồn tại trên hành tinh của chúng ta ngày nay phải đến muộn hơn nhiều - hàng trăm triệu năm sau đó."
Các nhà khoa học đã chuyển sang nghiên cứu một nguồn tiềm năng khác của nước trên Trái Đất - chondrite cacbon. Đó là thiên thạch cổ xưa nhất được biết đến, được hình thành ở cùng vòng xoáy với bụi, cát, băng và khí, tạo nên Mặt Trời vào khoảng 4,6 tỷ năm trước, trước khi các hành tinh hình thành.
Sune Nielsen, nhà địa chất WHOI và đồng tác giả của bài báo cho biết: “Những thiên thạch cổ xưa này chứa khá nhiều nước, và trước đây đã từng được cho là ứng cử viên cho nguồn gốc của nước trên Trái Đất."
Để xác định nguồn gốc của nước trên các hành tinh, các nhà khoa học đã dựa vào tỷ lệ giữa hai đồng vị bền của hidro: deuteri và hidro. Các vùng khác nhau của Hệ Mặt Trời được đặc trưng bởi tỷ lệ rất khác nhau của các đồng vị. Tác giả của nghiên cứu đã biết được tỷ lệ của chondrite cacbon và suy luận rằng nếu có thể so sánh với một đối tượng đã được biết đến là đã kết tinh trong khi Trái Đất được bồi tụ vật chất liên tục, thì sau đó họ có thể ước tính khi nào nước xuất hiện trên Trái Đất.
Để kiểm tra giả thuyết này, nhóm nghiên cứu, bao gồm Francis McCubbin từ Viện nghiên cứu thiên thạch Đại học New Mexico và Brian Monteleone của WHOI, đã dùng các mẫu thiên thạch được cung cấp bởi NASA từ tiểu hành tinh 4-Vesta. Tiểu hành tinh 4-Vesta, được hình thành ở cùng một vùng trong hệ Mặt Trời như Trái Đất, có bề mặt đá bazan (là dung nham đã đông lại). Những thiên thạch bazan từ 4-Vesta được gọi là eucrite, chúng mang một dấu hiệu duy nhất của một trong những hồ chứa hidro lâu đời nhất trong hệ Mặt Trời. Tuổi của chúng - khoảng 14 triệu năm sau khi hệ Mặt Trời hình thành - làm cho chúng trở thành đối tượng lý tưởng cho việc xác định nguồn nước ở vùng trong hệ Mặt Trời tại thời điểm Trái Đất đang trong giai đoạn hình thành. Các nhà nghiên cứu đã phân tích năm mẫu khác nhau sử dụng khối phổ kế ion thứ cấp. Đây là lần đầu tiên các đồng vị hidro đã được đo trong các thiên thạch eucrite.
Các phép đo cho thấy 4-Vesta có chứa các thành phần đồng vị hidro giống như chondrite cacbon, cũng giống như của Trái Đất. Điều đó, kết hợp với dữ liệu đồng vị nitơ, chỉ ra rằng chondrite cacbon rất có thể là nguồn gốc của nước trên Trái Đất.
"Nghiên cứu này cho thấy nước của Trái Đất có nhiều khả năng được bồi tụ cùng một lúc như đá. Trái Đất hình thành là một hành tinh với nước trên bề mặt," Marschall cho biết.
Mặc dù những phát hiện không loại trừ sự bổ sung nước trên Trái Đất sau khi hành tinh đã được hình thành, nhưng nó cho thấy rằng điều đó là không cần thiết vì lượng nước thích hợp và thành phần của nó đã có mặt trên Trái Đất ở giai đoạn rất sớm.
"Phát hiện này cũng cho thấy sự sống trên hành tinh của chúng ta có thể bắt đầu từ rất sớm," Nielsen nói thêm. "Việc biết được nước xuất hiện sớm ở vùng trong Hệ Mặt Trời cũng có nghĩa là các hành tinh bên trong khác cũng có thể đã có nước từ trước và phát triển sự sống trước khi chúng trở thành môi trường khắc nghiệt như hiện nay."
Gia Linh (VACA)
Theo Science Daily
