Lõi Trái đất có thể đang rò rỉ sắt

Các nhà nghiên cứu phát hiện đồng vị sắt ở lõi Trái đất có thể xâm nhập vào tầng thấp nhất của lớp phủ trong hàng tỷ năm qua.

Sâu trong lòng Trái đất, một khối cầu kim loại rắn khổng lồ được bao quanh bởi lớp sắt và nickel lỏng, tạo thành hai lớp trong cùng của Trái đất. Tuy nhiên, chúng không phải luôn ổn định. Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Geoscience năm 2020 hé lộ đồng vị sắt có thể dịch chuyển vào lớp phủ, lớp địa chất tiếp theo của Trái đất bắt đầu ở độ sâu khoảng 2.900km bên dưới bề mặt hành tinh, theo IFL Science.

Mô phỏng hình dáng lõi Trái đất. (Ảnh: Vadim Sadovski).

Thu thập mẫu vật lớp phủ của Trái đất cực kỳ khó khăn bởi nó nằm quá sâu. Thay vào đó, các nhà khoa học phát hiện thông qua thí nghiệm và lập mô hình địa động lực, chỉ ra cách hợp kim sắt lỏng phản ứng dưới nhiệt độ lên tới 2.000 độ C và áp suất cực hạn như trong lòng đất.

Thí nghiệm cho thấy đồng vị sắt dịch chuyển như thế nào dựa trên chênh lệch nhiệt, trong đó đồng vị nặng hơn dịch chuyển tới khu vực mát hơn. Hiệu ứng này nhiều khả năng khiến vật chất ở lõi kim loại xâm nhập vào nhiều nơi ở phần thấp nhất của lớp phủ. Nếu đúng như vậy, kết quả nghiên cứu chứng minh sắt từ lõi đã rò rỉ vào lớp phủ suốt hàng tỷ năm qua, theo Charles Lesher, trưởng nhóm nghiên cứu công bố năm 2020. Lesher là giáo sư danh dự ngành địa chất học ở Đại học California, Davis kiêm giáo sư thạch học ở Đại học Aarhus, Đan Mạch.

Đây không phải khu vực duy nhất bên trong Trái đất có sự vận động. Tương tự vật chất dịch chuyển từ lõi ra ngoài, vật chất khác cũng hướng từ bề mặt tới những lớp bên dưới. Các nhà khoa học khác từng chỉ ra nước từ bề mặt Trái đất bị đẩy vào lớp phủ đá do quá trình xê dịch của mảng kiến tạo.

Một nghiên cứu vào năm 2014 cho thấy vùng chuyển tiếp lớp phủ sâu khoảng 410 - 660km chứa lớp đá xanh dày đặc. Khoáng chất màu xanh dương này chứa nước, nhưng không phải ở dạng rắn, lỏng hay khí. Thay vào đó, nó tích hợp nước trong một dạng phân tử khác hình thành bên trong cấu trúc tinh thể.

Tuy nhiên, ringwoodite (một tảng đá màu xanh nơi nước được giấu kín) hé lộ sự tồn tại của lượng nước lớn sâu trong lòng đất. Các nhà nghiên cứu ước tính nếu chỉ 1% đá ở vùng chuyển tiếp lớp phủ là nước, lượng nước sẽ nhiều gấp gần 3 lần nước ở mọi đại dương gộp lại. Nói cách khác, phần lớn nước trên Trái đất có thể nằm bên trong lớp phủ của nó, mắc kẹt bên trong cấu trúc tinh thể của ringwoodite.

Cập nhật: 30/11/2024 VnExpress