From Beijing with Love
Cháu đã lớn thế này rồi à. Lại đây chú ôm cái coi.
Một nghiên cứu đột phá mới đây đã đưa ra bằng chứng cho thấy kiến tạo mảng, quá trình tái chế lớp vỏ Trái Đất, có thể đã bắt đầu sớm hơn nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ - và có thể chính là lý do tại sao hành tinh của chúng ta có sự sống. Nghiên cứu này được coi là một bước tiến quan trọng trong việc giải mã một trong những bí ẩn sâu xa nhất của Trái Đất.
Bề mặt Trái Đất luôn biến đổi không ngừng. Núi non hình thành, lục địa trôi dạt và va chạm, động đất rung chuyển. Tất cả những hiện tượng này đều là kết quả của kiến tạo mảng, sự chuyển động của các mảng kiến tạo khổng lồ tạo nên lớp vỏ Trái Đất. Sự chuyển động này có thể chính là lý do sự sống tồn tại. Trái Đất là hành tinh duy nhất được biết đến có kiến tạo mảng và cũng là hành tinh duy nhất được biết đến có sự sống. Hầu hết các nhà khoa học tin rằng đây không phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên.
Kiến tạo mảng giúp ổn định khí hậu bằng cách kéo các mảng vỏ vào lớp phủ, kéo theo carbon từ bề mặt và khí quyển. Đồng thời, nó cũng đẩy các khoáng chất và phân tử cần thiết cho sự sống lên bề mặt. Tất cả những yếu tố này tạo nên một môi trường lý tưởng cho sự sống phát triển, từ vực sâu đại dương đến đỉnh núi cao.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa rõ kiến tạo mảng bắt đầu khi nào và như thế nào, khiến việc xác định vai trò của nó trong sự tiến hóa và đa dạng hóa của sự sống trở nên khó khăn. Một số cho rằng nó bắt đầu cách đây 700 triệu năm, khi sự sống đa bào đơn giản đã xuất hiện. Số khác tin rằng chỉ có sinh vật đơn bào tồn tại khi các mảng Trái Đất lần đầu tiên tách ra.
Với những phương pháp nghiên cứu mới, một số nhà khoa học cho rằng kiến tạo mảng xuất hiện ngay sau khi Trái Đất hình thành - có thể trước cả sự sống. Nếu đúng, điều này cho thấy ngay cả những dạng sống nguyên thủy nhất cũng đã tiến hóa trên một hành tinh hoạt động địa chất, và kiến tạo mảng có thể là yếu tố thiết yếu trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.
Chỉ có Trái Đất sở hữu các mảng kiến tạo hoạt động như những mảnh ghép khổng lồ va chạm và tách rời. Các hành tinh đá khác trong Hệ Mặt trời có lớp vỏ cứng duy nhất - một cấu trúc địa chất mà các nhà khoa học gọi là kiến tạo "nắp trì trệ" hoặc "nắp đơn". Trong một quá trình cân bằng địa chất, lớp vỏ đại dương dày đặc bị phá hủy tại các vùng hút chìm, nơi một mảng trượt xuống dưới mảng khác. Mảnh vỏ đại dương lâu đời nhất được tìm thấy ở Địa Trung Hải chỉ có niên đại 340 triệu năm, quá trẻ để giúp xác định chính xác thời điểm kiến tạo mảng bắt đầu.
Lớp vỏ lục địa nhẹ hơn và không bị hút chìm, nhưng rất ít phần còn sót lại từ thời kỳ đầu của Trái Đất, và những gì còn lại đã bị xói mòn và biến dạng. Ít hơn 7% đá trên bề mặt ngày nay có tuổi đời trên 2,5 tỷ năm. Trước 4,03 tỷ năm, kỷ nguyên Hadean, hồ sơ đá gần như biến mất hoàn toàn. Nửa tỷ năm đầu tiên của sự sống Trái đất không để lại bất kỳ dấu vết bazan nào.
Do quá trình tái chế liên tục của hành tinh, bằng chứng rõ ràng nhất về kiến tạo mảng - đá chỉ hình thành trong các vùng hút chìm - chỉ có niên đại khoảng 700 triệu năm. Các nhà địa chất đồng ý rằng bất cứ khi nào kiến tạo mảng bắt đầu, nó có thể đã thúc đẩy sự tiến hóa và đa dạng hóa của sự sống. Ở động vật thời tiền sử, hoạt động kiến tạo mảng có liên quan đến tốc độ tiến hóa nhanh hơn, có thể do sự thay đổi môi trường sống tạo ra các ổ sinh thái mới.
Kiến tạo mảng cũng có thể đã giúp sự sống phục hồi sau các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt. Ví dụ, vào cuối kỷ Permi, một sự kiện tuyệt chủng do núi lửa phun trào carbon dioxide đã giết chết 90% các loài trên Trái Đất. Sự sống cuối cùng đã phục hồi nhờ quá trình phong hóa đá lục địa, giải phóng carbon vào đại dương, nơi các sinh vật biển biến chúng thành rạn san hô và vỏ sò, cuối cùng bị chìm trở lại vào lòng đất. Khi khí hậu trở nên hỗn loạn, kiến tạo mảng dần dần đưa Trái đất trở lại trạng thái cân bằng, thuận lợi cho sự sống.
Nếu kiến tạo mảng là yếu tố quan trọng cho sự sống, việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất có thể tập trung vào các hành tinh có hoạt động địa chất mạnh mẽ. "Rất tiếc, chúng ta vẫn chưa thể phát hiện ra kiến tạo mảng trên các ngoại hành tinh xa xôi", Tobias Meier, chuyên gia về động lực học lớp phủ tại Đại học Oxford, cho biết. Tuy nhiên, vào năm 2021, Meier và nhóm của ông đã sử dụng dữ liệu nhiệt và mô hình máy tính để dự đoán rằng ngoại hành tinh đá LHS 3844 b, cách Trái đất 49 năm ánh sáng, có thể có lớp phủ hoạt động và lớp vỏ chuyển động. Mặc dù LHS 3844 b không có khả năng tồn tại sự sống và không có khí quyển, với một nửa luôn là ban ngày ở 767 độ C và nửa còn lại là ban đêm ở -273 độ C, sự chênh lệch nhiệt độ này có thể thúc đẩy chuyển động lớp phủ. Nếu đúng, đây là một dạng kiến tạo mảng khác với Trái Đất, cho thấy sự đa dạng địa chất của các hành tinh trong vũ trụ.
Bề mặt Trái Đất luôn biến đổi không ngừng. Núi non hình thành, lục địa trôi dạt và va chạm, động đất rung chuyển. Tất cả những hiện tượng này đều là kết quả của kiến tạo mảng, sự chuyển động của các mảng kiến tạo khổng lồ tạo nên lớp vỏ Trái Đất. Sự chuyển động này có thể chính là lý do sự sống tồn tại. Trái Đất là hành tinh duy nhất được biết đến có kiến tạo mảng và cũng là hành tinh duy nhất được biết đến có sự sống. Hầu hết các nhà khoa học tin rằng đây không phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên.
Kiến tạo mảng giúp ổn định khí hậu bằng cách kéo các mảng vỏ vào lớp phủ, kéo theo carbon từ bề mặt và khí quyển. Đồng thời, nó cũng đẩy các khoáng chất và phân tử cần thiết cho sự sống lên bề mặt. Tất cả những yếu tố này tạo nên một môi trường lý tưởng cho sự sống phát triển, từ vực sâu đại dương đến đỉnh núi cao.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa rõ kiến tạo mảng bắt đầu khi nào và như thế nào, khiến việc xác định vai trò của nó trong sự tiến hóa và đa dạng hóa của sự sống trở nên khó khăn. Một số cho rằng nó bắt đầu cách đây 700 triệu năm, khi sự sống đa bào đơn giản đã xuất hiện. Số khác tin rằng chỉ có sinh vật đơn bào tồn tại khi các mảng Trái Đất lần đầu tiên tách ra.
Với những phương pháp nghiên cứu mới, một số nhà khoa học cho rằng kiến tạo mảng xuất hiện ngay sau khi Trái Đất hình thành - có thể trước cả sự sống. Nếu đúng, điều này cho thấy ngay cả những dạng sống nguyên thủy nhất cũng đã tiến hóa trên một hành tinh hoạt động địa chất, và kiến tạo mảng có thể là yếu tố thiết yếu trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.
Chỉ có Trái Đất sở hữu các mảng kiến tạo hoạt động như những mảnh ghép khổng lồ va chạm và tách rời. Các hành tinh đá khác trong Hệ Mặt trời có lớp vỏ cứng duy nhất - một cấu trúc địa chất mà các nhà khoa học gọi là kiến tạo "nắp trì trệ" hoặc "nắp đơn". Trong một quá trình cân bằng địa chất, lớp vỏ đại dương dày đặc bị phá hủy tại các vùng hút chìm, nơi một mảng trượt xuống dưới mảng khác. Mảnh vỏ đại dương lâu đời nhất được tìm thấy ở Địa Trung Hải chỉ có niên đại 340 triệu năm, quá trẻ để giúp xác định chính xác thời điểm kiến tạo mảng bắt đầu.
Lớp vỏ lục địa nhẹ hơn và không bị hút chìm, nhưng rất ít phần còn sót lại từ thời kỳ đầu của Trái Đất, và những gì còn lại đã bị xói mòn và biến dạng. Ít hơn 7% đá trên bề mặt ngày nay có tuổi đời trên 2,5 tỷ năm. Trước 4,03 tỷ năm, kỷ nguyên Hadean, hồ sơ đá gần như biến mất hoàn toàn. Nửa tỷ năm đầu tiên của sự sống Trái đất không để lại bất kỳ dấu vết bazan nào.
Do quá trình tái chế liên tục của hành tinh, bằng chứng rõ ràng nhất về kiến tạo mảng - đá chỉ hình thành trong các vùng hút chìm - chỉ có niên đại khoảng 700 triệu năm. Các nhà địa chất đồng ý rằng bất cứ khi nào kiến tạo mảng bắt đầu, nó có thể đã thúc đẩy sự tiến hóa và đa dạng hóa của sự sống. Ở động vật thời tiền sử, hoạt động kiến tạo mảng có liên quan đến tốc độ tiến hóa nhanh hơn, có thể do sự thay đổi môi trường sống tạo ra các ổ sinh thái mới.
Kiến tạo mảng cũng có thể đã giúp sự sống phục hồi sau các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt. Ví dụ, vào cuối kỷ Permi, một sự kiện tuyệt chủng do núi lửa phun trào carbon dioxide đã giết chết 90% các loài trên Trái Đất. Sự sống cuối cùng đã phục hồi nhờ quá trình phong hóa đá lục địa, giải phóng carbon vào đại dương, nơi các sinh vật biển biến chúng thành rạn san hô và vỏ sò, cuối cùng bị chìm trở lại vào lòng đất. Khi khí hậu trở nên hỗn loạn, kiến tạo mảng dần dần đưa Trái đất trở lại trạng thái cân bằng, thuận lợi cho sự sống.
Nếu kiến tạo mảng là yếu tố quan trọng cho sự sống, việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất có thể tập trung vào các hành tinh có hoạt động địa chất mạnh mẽ. "Rất tiếc, chúng ta vẫn chưa thể phát hiện ra kiến tạo mảng trên các ngoại hành tinh xa xôi", Tobias Meier, chuyên gia về động lực học lớp phủ tại Đại học Oxford, cho biết. Tuy nhiên, vào năm 2021, Meier và nhóm của ông đã sử dụng dữ liệu nhiệt và mô hình máy tính để dự đoán rằng ngoại hành tinh đá LHS 3844 b, cách Trái đất 49 năm ánh sáng, có thể có lớp phủ hoạt động và lớp vỏ chuyển động. Mặc dù LHS 3844 b không có khả năng tồn tại sự sống và không có khí quyển, với một nửa luôn là ban ngày ở 767 độ C và nửa còn lại là ban đêm ở -273 độ C, sự chênh lệch nhiệt độ này có thể thúc đẩy chuyển động lớp phủ. Nếu đúng, đây là một dạng kiến tạo mảng khác với Trái Đất, cho thấy sự đa dạng địa chất của các hành tinh trong vũ trụ.
