From Beijing with Love
Cháu đã lớn thế này rồi à. Lại đây chú ôm cái coi.
Một nghiên cứu mới đây đã phát hiện ra rằng lõi Trái Đất, vốn rất giàu vàng, đang "rò rỉ" kim loại quý này ra ngoài qua lớp phủ (mantle) và tiến vào lớp vỏ (crust). Phát hiện này mang đến những hiểu biết mới về nguồn gốc và sự phân bố của vàng trên hành tinh của chúng ta.
Nghiên cứu mới về các đồng vị được tìm thấy trong đá núi lửa phun trào từ sâu bên dưới thạch quyển (lithosphere) đã tiết lộ sự hiện diện của các kim loại quý trong lớp vỏ Trái Đất, bao gồm cả vàng. Điều đáng chú ý là những kim loại này ban đầu đã rò rỉ ra khỏi lõi Trái Đất trước khi bắt đầu cuộc hành trình dài đằng đẵng lên bề mặt, được mang theo bởi dòng magma đối lưu.
"Khi những kết quả đầu tiên được đưa ra, chúng tôi nhận ra rằng mình thực sự đã 'đào được vàng'!" nhà địa hóa học Nils Messling thuộc Đại học Göttingen ở Đức cho biết. "Dữ liệu của chúng tôi xác nhận rằng vật chất từ lõi, bao gồm vàng và các kim loại quý khác, đang rò rỉ vào lớp phủ Trái Đất phía trên."
Mặc dù chúng ta có thể tiếp cận vàng trong lớp vỏ Trái Đất, nhưng lượng vàng ở đó chỉ chiếm một phần cực kỳ nhỏ trong tổng trữ lượng mà hành tinh của chúng ta sở hữu. Giống như một con rồng, Trái Đất đang "tích trữ" phần lớn vàng của mình. Các nghiên cứu cho thấy hơn 99% lượng vàng nằm trong lõi kim loại của nó – một lượng đủ để bao phủ toàn bộ bề mặt đất liền của Trái Đất bằng một lớp vàng dày 50 cm (20 inch).
Điều này hoàn toàn hợp lý. Khi Trái Đất vẫn đang trong quá trình hình thành, các nguyên tố nặng hơn đã chìm xuống qua phần bên trong còn "nhão nhoét" của hành tinh và cuối cùng bị cô lập trong lõi đã phân hóa, một quá trình được gọi là "thảm họa sắt" (iron catastrophe). Sau đó, các vụ va chạm thiên thạch đã mang thêm vàng và các kim loại nặng khác đến lớp vỏ.
Mặc dù chúng ta có bằng chứng rõ ràng rằng heli nguyên thủy và các đồng vị sắt nặng đang rò rỉ từ lõi Trái Đất, nhưng vẫn chưa rõ có bao nhiêu kim loại nặng mà chúng ta tìm thấy trên bề mặt có nguồn gốc từ lõi và bao nhiêu đến từ không gian. Tuy nhiên, có một cách để điều tra vấn đề này: đó là thông qua các đồng vị của một kim loại nặng quý hiếm có tên là ruthenium. Đồng vị là các biến thể của cùng một nguyên tố nhưng có số lượng neutron khác nhau.
Các đồng vị của ruthenium trong lõi Trái Đất hơi khác so với ruthenium trên bề mặt. Sự khác biệt này trước đây quá nhỏ để có thể phát hiện một cách rõ ràng, nhưng Messling và các đồng nghiệp của ông đã phát triển các kỹ thuật phân tích mới cho phép họ phân tách chúng.
Họ đã sử dụng các kỹ thuật mới này để nghiên cứu ruthenium được đào lên từ đá núi lửa trên quần đảo Hawaii. Kết quả là họ đã phát hiện ra một lượng ruthenium-100 cao hơn đáng kể so với lượng có thể tìm thấy trong lớp phủ xung quanh. Đây chính là đồng vị ruthenium có nguồn gốc từ lõi Trái Đất.
Phát hiện này không chỉ cung cấp thêm bằng chứng về sự rò rỉ vật chất từ lõi Trái Đất mà còn mở ra những hướng nghiên cứu mới về sự hình thành và tiến hóa của hành tinh chúng ta. Việc hiểu rõ hơn về hành trình của vàng và các kim loại quý từ sâu trong lòng đất lên bề mặt có thể giúp chúng ta khám phá thêm về các quá trình địa chất phức tạp đã định hình nên Trái Đất như ngày nay.
Vết kim loại trong đá núi lửa
Nghiên cứu mới về các đồng vị được tìm thấy trong đá núi lửa phun trào từ sâu bên dưới thạch quyển (lithosphere) đã tiết lộ sự hiện diện của các kim loại quý trong lớp vỏ Trái Đất, bao gồm cả vàng. Điều đáng chú ý là những kim loại này ban đầu đã rò rỉ ra khỏi lõi Trái Đất trước khi bắt đầu cuộc hành trình dài đằng đẵng lên bề mặt, được mang theo bởi dòng magma đối lưu.
"Khi những kết quả đầu tiên được đưa ra, chúng tôi nhận ra rằng mình thực sự đã 'đào được vàng'!" nhà địa hóa học Nils Messling thuộc Đại học Göttingen ở Đức cho biết. "Dữ liệu của chúng tôi xác nhận rằng vật chất từ lõi, bao gồm vàng và các kim loại quý khác, đang rò rỉ vào lớp phủ Trái Đất phía trên."
Mặc dù chúng ta có thể tiếp cận vàng trong lớp vỏ Trái Đất, nhưng lượng vàng ở đó chỉ chiếm một phần cực kỳ nhỏ trong tổng trữ lượng mà hành tinh của chúng ta sở hữu. Giống như một con rồng, Trái Đất đang "tích trữ" phần lớn vàng của mình. Các nghiên cứu cho thấy hơn 99% lượng vàng nằm trong lõi kim loại của nó – một lượng đủ để bao phủ toàn bộ bề mặt đất liền của Trái Đất bằng một lớp vàng dày 50 cm (20 inch).
Điều này hoàn toàn hợp lý. Khi Trái Đất vẫn đang trong quá trình hình thành, các nguyên tố nặng hơn đã chìm xuống qua phần bên trong còn "nhão nhoét" của hành tinh và cuối cùng bị cô lập trong lõi đã phân hóa, một quá trình được gọi là "thảm họa sắt" (iron catastrophe). Sau đó, các vụ va chạm thiên thạch đã mang thêm vàng và các kim loại nặng khác đến lớp vỏ.
Nguồn gốc vàng trên Trái Đất
Mặc dù chúng ta có bằng chứng rõ ràng rằng heli nguyên thủy và các đồng vị sắt nặng đang rò rỉ từ lõi Trái Đất, nhưng vẫn chưa rõ có bao nhiêu kim loại nặng mà chúng ta tìm thấy trên bề mặt có nguồn gốc từ lõi và bao nhiêu đến từ không gian. Tuy nhiên, có một cách để điều tra vấn đề này: đó là thông qua các đồng vị của một kim loại nặng quý hiếm có tên là ruthenium. Đồng vị là các biến thể của cùng một nguyên tố nhưng có số lượng neutron khác nhau.
Các đồng vị của ruthenium trong lõi Trái Đất hơi khác so với ruthenium trên bề mặt. Sự khác biệt này trước đây quá nhỏ để có thể phát hiện một cách rõ ràng, nhưng Messling và các đồng nghiệp của ông đã phát triển các kỹ thuật phân tích mới cho phép họ phân tách chúng.
Họ đã sử dụng các kỹ thuật mới này để nghiên cứu ruthenium được đào lên từ đá núi lửa trên quần đảo Hawaii. Kết quả là họ đã phát hiện ra một lượng ruthenium-100 cao hơn đáng kể so với lượng có thể tìm thấy trong lớp phủ xung quanh. Đây chính là đồng vị ruthenium có nguồn gốc từ lõi Trái Đất.
Phát hiện này không chỉ cung cấp thêm bằng chứng về sự rò rỉ vật chất từ lõi Trái Đất mà còn mở ra những hướng nghiên cứu mới về sự hình thành và tiến hóa của hành tinh chúng ta. Việc hiểu rõ hơn về hành trình của vàng và các kim loại quý từ sâu trong lòng đất lên bề mặt có thể giúp chúng ta khám phá thêm về các quá trình địa chất phức tạp đã định hình nên Trái Đất như ngày nay.
