Hãy tưởng tượng một thế giới không có núi, đại dương hay lục địa. Một thế giới nơi bề mặt Trái đất là một lớp vỏ duy nhất, không bị phá vỡ bao phủ phần bên trong nóng chảy.
Xem thêm: Khí hậu thay đổi: Ngưỡng an toàn của Trái đất ở đâu.
Một thế giới nơi nhiệt thoát ra qua các vết nứt và vết nứt, tạo ra các vụ phun trào núi lửa và mạch nước phun. Đây là những gì Trái đất có thể trông giống như hơn bốn tỷ năm trước, khi sự sống lần đầu tiên xuất hiện trên hành tinh của chúng ta.
Một nghiên cứu mới thách thức giả định rằng kiến tạo mảng là điều kiện tiên quyết cho sự sống
Trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã cho rằng kiến tạo mảng, quá trình hình thành và định hình lại lớp vỏ Trái đất, là điều cần thiết cho nguồn gốc của sự sống. Kiến tạo mảng ảnh hưởng đến khí hậu và chu trình carbon của Trái đất, tạo ra từ quyển bảo vệ và tạo ra môi trường sống đa dạng cho các sinh vật sống. Kiến tạo mảng cũng làm tan chảy và trộn lẫn các loại đá để tạo ra magma có thành phần hóa học cụ thể, tùy thuộc vào vị trí và loại ranh giới mảng.
Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Nature Communications đã thách thức giả định này bằng cách cung cấp bằng chứng hóa học cho thấy quá trình kiến tạo mảng rất có thể không xảy ra khi sự sống lần đầu tiên hình thành trên Trái đất.
Thay vào đó, nơi lớp vỏ cứng và bất động, giải phóng nhiệt qua các vết nứt trên bề mặt. Phát hiện này có ý nghĩa đối với sự hiểu biết của chúng ta về cách sự sống bắt đầu trên Trái đất và cách chúng ta có thể tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác.
Zircons tiết lộ manh mối về Trái đất sơ khai
Các nhà nghiên cứu đằng sau nghiên cứu đã sử dụng các tinh thể zircon nhỏ để mở khóa thông tin về magma và hoạt động kiến tạo mảng ở Trái đất sơ khai. Zircon là những tinh thể khoáng chất cực nhỏ hình thành trong magma và có thể tồn tại hàng tỷ năm.
Chúng chứa dấu vết của các nguyên tố phản ánh môi trường hóa học mà chúng hình thành. Bằng cách phân tích các nguyên tố này bằng công nghệ laser, các nhà nghiên cứu đã có thể tái tạo lại lịch sử của magma và kiến tạo mảng trong 700 triệu năm qua.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trong khoảng thời gian khi sự sống lần đầu tiên xuất hiện trên Trái đất, từ 4,4 đến 4 tỷ năm trước, không có bằng chứng nào về kiến tạo mảng trong dữ liệu zircon.
Các magma tạo ra zircon có nồng độ thấp các nguyên tố như niobi và tantali, thường được làm giàu tại các khu vực hút chìm nơi một mảng chìm dưới một mảng khác. Các magma cũng có nồng độ cao các nguyên tố như yttrium và lanthanum, thường cạn kiệt ở các sống núi giữa đại dương nơi lớp vỏ mới được hình thành.
Những kết quả này cho thấy Trái đất nơi nhiệt được giải phóng qua các vết nứt trên bề mặt thay vì qua chuyển động của các mảng. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng chế độ này vẫn tồn tại cho đến khoảng 3 tỷ năm trước, khi quá trình kiến tạo mảng dần trở nên chiếm ưu thế hơn.
Ý nghĩa đối với nguồn gốc sự sống và sinh học vũ trụ
Nghiên cứu thách thức giả định rằng kiến tạo mảng là một yêu cầu cho sự xuất hiện của sự sống trên các hành tinh trên mặt đất. Nó gợi ý rằng sự sống có thể đã bắt nguồn từ các dịch chuyển các mảng, nơi nhiệt độ và độ dốc hóa học có thể cung cấp năng lượng và các cấu trúc cho các tế bào nguyên thủy. Nó cũng ngụ ý rằng sự sống có thể tồn tại trên các hành tinh khác thiếu kiến tạo mảng, chẳng hạn như Sao Hỏa hoặc Sao Kim.
Tuy nhiên, nghiên cứu không loại trừ khả năng kiến tạo mảng đóng vai trò duy trì hoặc đa dạng hóa sự sống trên Trái đất. Kiến tạo mảng có thể đã giúp ổn định khí hậu và chu trình nước của Trái đất, cũng như tạo ra môi trường sống phức tạp và linh hoạt cho các sinh vật. Kiến tạo mảng cũng có thể đã ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa của sự sống bằng cách thúc đẩy sự tuyệt chủng hàng loạt và các sự kiện hình thành loài.