“Để nhìn thấy một thế giới trong một hạt cát,” câu mở đầu của bài thơ của William Blake, là một cụm từ thường được sử dụng cũng nói lên một số công việc của các nhà địa chất học.
Chúng tôi quan sát thành phần của các hạt khoáng, nhỏ hơn chiều rộng của sợi tóc người. Sau đó, chúng tôi ngoại suy các quá trình hóa học mà họ đề xuất để suy ngẫm việc xây dựng hành tinh của chúng ta chính nó.
Bây giờ, chúng tôi đã dành sự chú ý phút chốc đó lên một tầm cao mới, kết nối các hạt nhỏ với vị trí của Trái đất trong môi trường thiên hà.
Nhìn ra vũ trụ
Ở quy mô lớn hơn nữa, các nhà vật lý thiên văn tìm cách hiểu vũ trụ và vị trí của chúng ta trong đó. Họ sử dụng các định luật vật lý để phát triển các mô hình mô tả quỹ đạo của các vật thể thiên văn.
Mặc dù chúng ta có thể nghĩ về bề mặt hành tinh như một thứ gì đó được định hình bởi các quá trình hoàn toàn bên trong Trái đất chính nó, hành tinh của chúng ta chắc chắn đã cảm nhận được những tác động của môi trường vũ trụ của nó. Điêu nay bao gôm những thay đổi tuần hoàn trong quỹ đạo của Trái đất, sự thay đổi trong sản lượng của mặt trời, vụ nổ tia gamma, và tất nhiên là tác động của thiên thạch.
Chỉ cần nhìn vào mặt trăng và bề mặt đầy vết rỗ của nó sẽ nhắc nhở chúng ta điều đó, vì Trái đất có khối lượng gấp hơn 80 lần so với vệ tinh màu xám của nó. Trên thực tế, công trình gần đây đã chỉ ra tầm quan trọng của các tác động thiên thạch trong sản xuất lớp vỏ lục địa trên Trái đất, giúp hình thành những “hạt giống” nổi trôi nổi trên lớp ngoài cùng của hành tinh chúng ta khi còn trẻ.
Chúng tôi và nhóm đồng nghiệp quốc tế của chúng tôi hiện đã xác định được nhịp điệu trong quá trình hình thành lớp vỏ lục địa sơ khai này, và nhịp độ chỉ ra một cơ chế vận hành thực sự vĩ đại. Tác phẩm này vừa được xuất bản trên tạp chí Địa chất.
Nhịp điệu sản sinh lớp vỏ trên Trái đất
Nhiều loại đá trên Trái đất hình thành từ magma nóng chảy hoặc bán nóng chảy. Macma này có nguồn gốc trực tiếp từ lớp phủ - lớp chủ yếu rắn nhưng chảy chậm bên dưới lớp vỏ hành tinh - hoặc từ việc thu hồi các phần cũ hơn của lớp vỏ tồn tại trước đó. Khi magma lỏng nguội đi, nó cuối cùng đóng băng thành đá rắn.
Thông qua quá trình làm mát kết tinh magma này, các hạt khoáng phát triển và có thể bẫy các nguyên tố như uranium phân hủy theo thời gian và tạo ra một loại đồng hồ bấm giờ, ghi lại tuổi của họ. Không chỉ vậy, các tinh thể cũng có thể bẫy các yếu tố khác theo dõi thành phần của magma cha mẹ của họ, như cách họ có thể theo dõi gia đình của một người.
Với hai thông tin này - tuổi và thành phần - sau đó chúng ta có thể xây dựng lại tiến trình sản xuất lớp vỏ. Sau đó, chúng ta có thể giải mã các tần số chính của nó bằng cách sử dụng thuật sĩ toán học của Biến đổi Fourier. Công cụ này về cơ bản giải mã tần suất của các sự kiện, giống như việc tách nguyên liệu đã được cho vào máy xay để làm bánh.
Kết quả của chúng tôi từ cách tiếp cận này cho thấy nhịp điệu khoảng 200 triệu năm đối với quá trình sản sinh lớp vỏ trên Trái đất sơ khai.
Vị trí của chúng ta trong vũ trụ
Nhưng có một quá trình khác với nhịp điệu tương tự. Hệ mặt trời của chúng ta và bốn nhánh xoắn ốc của Dải Ngân hà đều đang quay xung quanh lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà, nhưng chúng đang di chuyển với các tốc độ khác nhau.
Các nhánh xoắn ốc quay quanh với tốc độ 210 km / giây, trong khi mặt trời đang chạy với tốc độ 240 km / giây, có nghĩa là hệ mặt trời của chúng ta đang lướt vào và ra khỏi các cánh tay của thiên hà. Bạn có thể nghĩ về các nhánh xoắn ốc như những vùng dày đặc làm chậm sự di chuyển của các ngôi sao giống như tắc đường, chỉ rõ ràng hơn ở phía dưới đường (hoặc qua cánh tay).
Mô hình này dẫn đến khoảng 200 triệu năm giữa mỗi lần đi vào hệ mặt trời của chúng ta tạo thành một nhánh xoắn ốc của thiên hà.
Vì vậy, dường như có thể có mối liên hệ giữa thời gian hình thành lớp vỏ trên Trái đất và khoảng thời gian cần thiết để quay quanh các nhánh xoắn ốc thiên hà — nhưng tại sao?
Các cuộc tấn công từ đám mây
Ở những vùng xa xôi của hệ mặt trời, một đám mây đá vụn có tên là Đám mây được cho là quay quanh mặt trời của chúng ta.
Khi hệ mặt trời chuyển động định kỳ thành một nhánh xoắn ốc, tương tác giữa nó và đám mây Oort được đề xuất để đánh bật vật chất khỏi đám mây, đưa nó đến gần hệ mặt trời bên trong. Một số vật chất này thậm chí có thể tấn công Trái đất.
Trái đất chịu tác động tương đối thường xuyên từ các khối đá của vành đai tiểu hành tinh, trung bình chúng đi với tốc độ 15 km / giây. Nhưng sao chổi phóng ra từ đám mây Oort đến nhanh hơn nhiều, trung bình 52km mỗi giây.
Chúng tôi lập luận rằng những tác động năng lượng cao định kỳ này được theo dõi bởi hồ sơ sản xuất lớp vỏ được lưu giữ trong hạt khoáng nhỏ. Các tác động của sao chổi khai quật một khối lượng lớn bề mặt Trái đất, dẫn đến sự tan chảy do nén của lớp phủ, không quá khác với việc đập một nút chai lên một cái chai có bọt.
Loại đá nóng chảy này, được làm giàu các nguyên tố nhẹ như silic, nhôm, natri và kali, nổi hiệu quả trên lớp phủ dày đặc hơn. Trong khi có nhiều cách khác để tạo ra lớp vỏ lục địa, Có thể là tác động trên hành tinh sơ khai của chúng ta đã hình thành những hạt vỏ nổi. Magma được tạo ra từ các quá trình địa chất sau này sẽ bám vào những hạt giống sơ khai đó.
Kẻ gây hại cho sự diệt vong, hay Người làm vườn cho sự sống trên cạn?
Lớp vỏ lục địa rất quan trọng trong hầu hết các chu kỳ tự nhiên của Trái đất - nó tương tác với nước và oxy, tạo thành các sản phẩm phong hóa mới, chứa hầu hết các kim loại và carbon sinh học.
Các vụ va chạm với thiên thạch lớn là các sự kiện đại hồng thủy có thể xóa sổ cuộc sống. Tuy nhiên, các tác động rất có thể là chìa khóa cho sự phát triển của lớp vỏ lục địa mà chúng ta đang sống.
Với đoạn văn gần đây của tiểu hành tinh giữa các vì sao thông qua hệ mặt trời, một số thậm chí đã đi xa đến mức cho rằng họ cuộc sống bồng bềnh trên khắp vũ trụ.
Tuy nhiên, chúng tôi đã đến đây, thật kinh ngạc vào một đêm trời quang đãng khi nhìn lên bầu trời và nhìn thấy các ngôi sao và cấu trúc mà chúng theo dõi, sau đó nhìn xuống chân bạn và cảm nhận các hạt khoáng chất, đá và lớp vỏ lục địa bên dưới —Tất cả được liên kết với nhau thông qua một nhịp điệu rất hoành tráng.
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Ảnh: Pexels / 9143 hình ảnh
