Sắt đã xâm nhập vào lớp manti dày 3.200km ở lõi Trái đất cách đây hơn 4 tỉ năm như thế nào là một câu hỏi hóc búa đối với giới khoa học. Hầu hết các chuyên gia cho rằng, đó là do các va chạm với thiên thạch. Tuy nhiên, một giả thuyết mới lại đưa ra đáp án khác: mưa sắt.

{keywords}

Hình mô phỏng sắt từ thiên thạch đã biến thành dạng hơi khi va chạm với Trái đất. Ảnh: NASA

Bằng cách tái phân tích điểm bốc hơi của sắt, một nghiên cứu đã xác định rằng, các điều kiện trên Trái đất thuở sơ khai có thể đã khiến sắt rơi như mưa xuống bề mặt hành tinh chúng ta.

Nghiên cứu được tiến hành với máy Z ở phòng thí nghiệm quốc gia Sandia tại Albuquerque, bang New Mexico, Mỹ. Máy Z hiện là thiết bị sản sinh xung năng lượng điện mạnh nhất trên thế giới.

Thông qua nghiên cứu áp suất sóng xung cần thiết để làm bay hơi sắt, các chuyên gia phát hiện giá trị nhỏ hơn 40% so với suy nghĩ trước đây.

Các nhà vật lý thiên văn nói, áp suất thấp hơn này - 507 gigapascal (GPa) so với con số phỏng đoán 887 GPa - dễ dàng đạt được trong các giai đoạn sau của quá trình hình thành Trái đất.

"Vì các nhà khoa học hành tinh luôn cho rằng rất khó làm bay hơn sắt, nên họ chưa bao giờ nghĩ đến việc bay hơi như một quá trình quan trọng trong sự hình thành Trái đất và lõi của nó. Dẫu vậy, qua các thí nghiệm, chúng tôi đã cho thấy rất dễ để tác động làm bay hơi sắt", tiến sĩ Rick Kraus, trưởng nhóm nghiên cứu, nhấn mạnh.

Mọi việc có thể xảy ra như sau: một thỏi sắt, sau khi va chạm với Trái đất vì là thành phần của thiên thạch, phân rã thành hơi sắt do lực va chạm. Hành tinh của chúng ta được cho là đã liên tục bị các thiên thạch tấn công trong giai đoạn cách đây từ 4,1 - 3,8 tỉ năm.

Các đám mây hơi sắt tiếp đó hình thành phía trên bề mặt Trái đất, rốt cuộc sẽ trút xuống như mưa và trộn lẫn vào lớp manti (lớp giữa vỏ và lõi Trái đất), vốn nóng chảy vào thời điểm đó.

Trong những giả thuyết trước đây, các tác giả từng đề xuất rằng, sắt có nguồn gốc từ các cuộc va chạm giữa Trái đất và các thiên thạch có đường kính từ vài mét đến hàng trăm kilômét. Quá trình này có thể xảy ra vào các giai đoạn hình thành cuối cùng của Trái đất, cách đây hơn 4 tỉ năm, với sắt được bắn như đạn vào lớp manti.

Tuy nhiên, nếu các giả thuyết trên là đúng, khi đó Mặt trăng cũng phải có lượng sắt tương tự ở lớp manti của nó, do thiên thể này cũng trải qua quá trình bị thiên thạch "oanh kích" tương tự. Dẫu vậy, điều đó không xảy ra trong thực tế. Đây là lí do khiến các nhà khoa học Mỹ đi đến các kết luận mới của họ.

Nhóm nghiên cứu mới cũng giải thích thêm rằng, lực hấp dẫn của Mặt trăng đã quá yếu, không thể hút giữ được nhiều hơi sắt trút xuống như mưa giống Trái đất. Và điều này là lí do khiến lớp manti của Mặt trăng ít có sắt nằm rải rác hơn so với lớp manti của hành tinh chúng ta.

Tuấn Anh (theo Daily Mail)