Giải mã bí ẩn nguồn gốc vàng và bạch kim trên Trái Đất

Các giả thuyết cho rằng, sau sự hình thành của Mặt Trăng, các vi thể hành tinh (planetesimal) đã liên tục “bắn phá” Trái Đất trong cả một thời gian dài, cách đây hơn 3,8 tỷ năm. Thời kỳ này còn được gọi là Bồi tụ muộn (late accretion).

Mô hình giả lập của các nhà khoa học tại Southwest Research Institute. Ảnh: First Post

Chính những thiên thể có kích thước như Mặt Trăng đã mang tới cho lớp vỏ Trái Đất một lượng kim loại và khoáng chất lớn. Theo ước tính của các nhà khoa học, khoảng 0,5% khối lượng Trái Đất như hiện nay có nguồn gốc trong giai đoạn này – báo cáo mới đây của NASA.

Ngày nay, lý thuyết về sự hình thành của các hành tinh dựa trên ý tưởng về vi thể đang được công nhận rộng rãi. Theo đó, những hành tinh sinh ra từ các hạt bụi vũ trụ, va đập và gắn kết với nhau nhờ vào tương tác điện từ, tạo nên những vật thể ngày càng lớn. Các nhà khoa học cũng tin rằng, trong lịch sử hình thành hệ Mặt Trời, đã từng có rất nhiều vi thể hành tinh hình thành với mật độ dày đặc.

Để chứng minh, các nhà khoa học tới từ Southwest Research Institute (SwRI) và Đại học Maryland của Mỹ, cùng với sự trợ giúp của NASA, đã xây dựng một mô hình giả lập, mô phỏng quá trình một vi thể hành tinh có kích cỡ tương đương với Mặt Trăng va chạm với Trái Đất.

Kết quả chạy mô hình cho thấy, sau khi xảy ra va chạm, một phần đáng kể của vi thể hành tinh đã thâm nhập rồi hợp nhất vào bên trong lớp vỏ và cả phần giữa của Trái Đất, nhưng chưa đủ sâu để xuyên vào tận lõi. Phần còn lại thì bị văng ngược trở lại vũ trụ.

Trong một nghiên cứu khác trên Nature Geoscience, Simone Marchi cùng các đồng nghiệp tại SwRI cũng tìm thấy bằng chứng về sự gia tăng khối lượng Trái Đất sau khi Mặt Trăng được hình thành. Trữ lượng các kim loại quý như vàng, bạch kim và lớp khoáng vật tạo đá ở lớp vỏ Trái Đất cũng phong phú hơn nhiều so với ở tại phần lõi. Như vậy, giả thuyết về thời kỳ bồi tụ muộn có vẻ phù hợp để lý giải cho điều này.

Ngoài ra, nhóm cứu cũng ước tính, tổng lượng vật chất do các vi thể hành tinh mang tới Trái Đất sau những vụ va chạm có thể nhiều gấp 2 - 5 lần những gì chúng ta ước tính trước đây. "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy vai trò quan trọng của các vi thể hành tinh khi mang tới cho lớp vỏ Trái Đất những kim loại quý hiếm như vàng và bạch kim" - Marchi chia sẻ.