Hiện tượng cơn mưa kim loại trên Trái Đất 'sơ sinh'

Theo tờ Live Science, sắt bốc hơi do những tác động của vũ trụ trong những ngày đầu khi Trái Đất mới hình thành, có thể đây là nguyên nhân gây ra hiện tượng "mưa kim loại" trên hành tinh “sơ sinh” thời kỳ đầu. Phát hiện mới này sẽ giải mã những bí ẩn liên quan đến quá trình hình thành và tiến hóa của Trái Đất cũng như Mặt Trăng.

Nguồn gốc hình thành nên trái đất là do các cuộc va chạm vũ trụ

Những ảnh hưởng từ vũ trụ đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của hệ thống năng lượng Mặt Trời. Mặt Trăng có thể đã được hình thành do vụ va chạm cách đây 4,5 tỷ năm, giữa trái đất và một thiên thạch có kích thước tựa sao Hỏa gọi là Theia.

Các hành tinh thường được hình thành từ những cuộc va chạm của thiên thạch thuộc nhóm tiểu hành tinh planetesimals. Ban đầu tốc độ va chạm thường chậm nhưng sau đó, khi xuất hiện các hành tinh mới được hình thành có kích thước lớn hơn thì tốc độ va chạm sẽ ngày càng một lớn hơn, thậm chí tốc độ của sự va chạm lên tới 160.000 km/h, nhanh đến mức các nhà khoa học thiên văn học khó có thể đưa ra mô hình mô tả chi tiết những gì xảy ra với chúng.

Nguyên do của những trận mưa kim loại xuất hiện trên trái đất 'sơ sinh'

Tác giả của cuộc nghiên cứu, nhà vật lý Richard Kraustại Lawrence Livermore, California cho biết :"Vấn đề quan trọng là làm thế nào để chúng ta có thể mô phỏng cấu trúc sắt bốc hơi trong những lần va chạm, bởi sắt là thành phần chính tồn tại trong các hành tinh, nhờ các nghiên cứu về sắt có thể giải mã nguồn gốc Trái Đất đã được hình thành như thế nào". Để giải mã bí ẩn này, tiến sĩ Kraus và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng máy phát tia X mạnh nhất thế giớ đặt tại phòng thí nghiệm quốc gia Sandia, với nguồn bức xạ mạnh nhất thế giới, để thử nghiệm va chạm giữa đạn nhôm và mẫu sắt tinh khiết với tốc độ lên đến 80.500 km/h.

Các nhà khoa học phát hiện ra 4/7 áp lực cần thiết để bốc hơi sắt so với dự toán trên lý thuyết. Áp lực này thấp hơn nhiều so với dự đoán, điều này lý giải rằng có nhiều vật thể bằng sắt bị bốc hơi trong các cuộc va chạm tốc độ cao để hình thành nên trái đất hơn so với những gì con người vẫn nghĩ.

Tiến sĩ Kraus cho biết thêm, các nghiên cứu trước chỉ ra rằng sắt từ những cuộc va chạm trong vũ trụ sẽ nhanh chóng chìm vào lõi của Trái Đất. Phát hiện mới này cho thấy, trong những cuộc va chạm tốc độ cao xảy ra trong quá trình hình thành hành tinh, vật thể bằng sắt sẽ bốc hơi. Nhờ đó mà phân tử sắt sẽ liên kết tạo thành chùm rộng trên bề mặt Trái đất dẫn đến hiện tượng mưa kim loại. Những giọt nhỏ sẽ dễ dàng liên kết với lớp vỏ trước khi chúng di chuyển lần cuối cùng tới lõi của Trái Đất.

Các nhà nghiên cứu cho biết nhờ phát hiện mới này mà có thể lý giải lý do tại sao mặt trăng mất đi các vật thể giàu sắt dù vẫn chịu sự va chạm vũ trụ tương tự. Các nhà nghiên cứu cho rằng trọng lực của mặt trăng thấp hơn nên đã ngăn nó giữ được lượng sắt đã bốc hơi sau khi va chạm.

Nhà nghiên cứu Kraus cho biết nhóm nghiên cứu hiện đang thử nghiệm với cách các mẫu khác như olivine, forsterite và Pericla - các thành phần chủ đạo trên các lớp phủ của các vật thể bằng đá – với những cuộc va chạm tốc độ cao. Với những thông tin thu thập được từ các thí nghiệm với sắt, và các thí nghiệm về vật liệu vỏ manti, các nhà nghiên cứu sẽ ngày một chắc chắn hơn khi mô phỏng các cuộc va chạm tốc độ cao đã xảy ra trong quá trình hình thành nên các hành tinh trong vũ trụ.