Trái đất có nước từ đâu?

Nước là khởi nguồn sự sống trên hành tinh của chúng ta nhưng có bao giờ bạn tự hỏi vì sao trên Trái Đất lại có nước?

Hàng tỷ năm trước đây, không có những thứ như Trái Đất hay Thái dương hệ mà chỉ có một đám mây khổng lồ khí và bụi trong vũ trụ. Mật độ dày đặc ở trung tâm đám mây này là điều kiện để hình thành mặt trời, ngôi sao duy nhất của Thái dương hệ. Sau khi mặt trời hình thành, gió mặt trời mang theo nhiệt độ cực nóng đã kết hợp các vật liệu trên đường đi của mình để hình thành cái mà chúng ta gọi là "hành tinh".

Vào thời điểm đó, không có bất kỳ dấu hiệu nào của nước trong hệ mặt trời. Vậy làm thế nào Trái Đất của chúng ta có được nước trong trường hợp này?

Một câu hỏi tưởng chừng rất phổ thông nhưng sẽ khiến phần lớn chúng ta giật mình vì… chúng ta không biết. Đúng vậy, chúng ta không biết nguồn gốc thật sự của dạng chất lỏng chiếm đến 70% bề mặt Trái Đất cho đến tận ngày hôm nay.

Các nhà khoa học đã đưa ra một số giả thuyết như sau để giải thích nguồn gốc nước trên Trái Đất.

Nước được hình thành sau vụ nổ Big Bang

Hydrogen là nguyên tử đầu tiên hình thành sau vụ nổ Big Bang, tiếp theo là Helium và một số lượng nhỏ của Lithium. Những nguyên tử cơ bản thường được hợp nhất với nhau để tạo thành các nguyên tử nặng (như oxy). Khi các nguyên tử hydro tiếp xúc với các nguyên tử oxy, nước được hình thành dưới dạng các lớp băng dày trên các kết cấu đá trong vũ trụ. Những tảng đá này va chạm vào nhau và tạo thành các kết cấu vật chất ngày càng lớn hơn, ổn định hơn và cuối cùng hình thành các hành tinh.

Đây là một giả thuyết về nguồn gốc của nước xoay quanh ý tưởng rằng Trái Đất được hình thành từ những khối đá băng và giữ lại nước sau khi va chạm với nhau. Dưới ánh nắng mặt trời, lượng nước trên bề mặt bốc hơi nhưng nước tích hợp trong các tảng đá thấm trở lại bề mặt và hành tinh bắt đầu hạ nhiệt. Khi không khí hình thành, nước được ngưng tụ nhiều hơn.

Giả thuyết này giải thích cho sự hình thành một lượng nước phong phú và sự xuất hiện của sự sống trên hành tinh của chúng ta sau khi nó trở nên ổn định.

Các sao chổi, tiểu hành tinh hay thiên thạch giàu nước?

Một số nhà khoa học thì lại tin rằng nước không tồn tại trên Trái Đất hoặc bất kỳ hành tinh nào trong quá trình hình thành hệ mặt trời. Thay vào đó, người ta suy đoán rằng nước đến từ những nơi khác ngoài hệ mặt trời theo các sao chổi, tiểu hành tinh hay thiên thạch. Vì chúng ở cách xa mặt trời nên nước (dạng đá) có mặt trên các vật thể vũ trụ trên đã không bị nhiệt độ của mặt trời làm tan chảy và bốc hơi.

Tuy nhiên, các thành phần hóa học của nước trên sao chổi (nước cứng) bao gồm một hydro nặng, tức là một nguyên tử hydro có chứa cả một proton và một neutron trong hạt nhân. Điều này khác với nước đang có mặt trên các đại dương ở Trái Đất – trong đó chủ yếu là sự kết hợp giữa nước cứng (các tảng băng) và nước bình thường (nước có nguyên tử hydro chỉ gồm một proton).

Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng sao chổi (như Halley, Hale-Bopp, Hyakutake, và 67P/Churyumov-Gerasimenko) chứa nước nặng gấp 2 lần so với nước trên các Đại dương ở Trái Đất. Điều này chỉ ra rằng nước trên Trái đất không chỉ đến từ sao chổi mà còn từ protoplanets hình thành trong vành đai bên ngoài các tiểu hành tinh – nơi có chứa nước rất giống với nước trên các Đại dương ngày nay.

Carbon Chondrite

Chondrite là những lớp vật chất của các thiên thạch thường xuyên va chạm với hành tinh của chúng ta. Carbon chondrite chứa nước tương tự với nước trên các Đại dương. Chính vì điều này mà một số giả thuyết tập trung vào lớp vật chất Carbon Chondrite trên các thiên thạch để giải thích về nguồn gốc nước trên Trái Đất.

Giả thuyết tổng hợp

Giả thuyết này tổng hợp từ các giả thuyết nêu trên. Theo đó, một phần nước trên Trái Đất hình thành trong các lớp đá trong quá trình hình thành hệ mặt trời và số khác đến từ các tiểu hành tinh, thiên thạch… do va chạm với Trái Đất.

Bạch Đằng