Trái đất va chạm với một hành tinh khác và có thể đó là lý do sự sống tồn tại

Một nghiên cứu mới đây cho thấy, Mặt trăng được hình thành do một vụ va chạm cổ xưa. Theo đó, khoảng hơn 4,4 tỷ năm trước, một vật thể có kích thước như sao Hỏa đã đâm vào Trái đất sau đó phóng Mặt trăng vào quỹ đạo rồi quay quanh hành tinh của con người.

Theo một nghiên cứu của các nhà khoa học được báo cáo trên Tạp chí Science Advances, chính vụ va chạm đã mang đến cho hành tinh của chúng ta carbon, nitơ và lưu huỳnh cần thiết đã giúp sự sống được hình thành. 

Cũng theo nhận định của các nhà nghiên cứu, Trái đất ngày đó gần giống với sao Hỏa ngày nay. Trái đất cũng có lõi và bao quanh là một lớp phủ có sự hiện diện của các nguyên tố dễ bay hơi như nitơ, carbon và lưu huỳnh. Mặc dù một số chất bay hơi này tồn tại trong lõi  nhưng lại không thể di chuyển đến các lớp bên ngoài của hành tinh. Chính điều này đã tạo ra một vụ va chạm lớn. 

Theo một giả thuyết, các loại thiên thạch đặc biệt được gọi là chondit carbonat đã đâm sầm vào Trái đất và tạo ra các nguyên tố dễ bay hơi này. Giả thuyết này khá phù hợp với những gì được tìm thấy trên các thiên thạch. 

Tác giả nghiên cứu Damanveer Grewal, tiến sĩ năm thứ tư- sinh viên Khoa Khoa học Trái đất, Môi trường và Hành tinh tại Đại học Rice ở Houston, Texas cho biết, trong khi các thiên thạch có khoảng 20 phần carbon đến một phần nitơ thì lõi của Trái đất có khoảng 40 phần carbon cho mỗi phần nitơ.

Để giả thuyết trên được rõ ràng hơn, nhóm tác giả nghiên cứu đã quyết định thử nghiệm một lý thuyết khác và đã đặt ra câu hỏi: Điều gì xảy ra nếu một hành tinh khác mang lại sự sống tốt đẹp?

Grewal nói với Live Science: "Trái đất có thể đã va chạm với nhiều loại hành tinh khác nhau. Liệu một trong những hành tinh đó có thể cho Trái đất lượng lớn silicat (đây là hợp chất có anion silic. Đa số chất silicat là ôxít)? Nếu sự va chạm này xảy ra, hai lõi hành tinh sẽ hợp nhất".

Trong phòng thí nghiệm, Grewal và nhóm của ông đã tạo ra một loại lò đặc biệt có nhiệt độ cao, áp suất cao để mô tả một hành tinh có thể hình thành.

Theo đó, trong các viên nang than chì (một dạng carbon), họ đã kết hợp bột kim loại (đại diện cho lõi và bao gồm các nguyên tố như sắt liên kết với nitơ) với các tỷ lệ khác nhau của bột silicat (hỗn hợp silicon và oxy, có nghĩa là bắt chước hành tinh giả thuyết).

Bằng cách thay đổi nhiệt độ, áp suất và tỷ lệ lưu huỳnh trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các kịch bản về cách các nguyên tố này có thể phân chia giữa lõi và phần còn lại của hành tinh giả thuyết.

Từ thí nghiệm trên, Grewal cho biết, họ đã phát hiện ra rằng carbon ít liên kết với sắt khi có nồng độ nitơ và lưu huỳnh cao, trong khi nitơ liên kết với sắt ngay cả khi có nhiều lưu huỳnh. Vì vậy, để nitơ được loại trừ khỏi lõi và có mặt ở các nơi khác trên hành tinh, nó cần phải chứa nồng độ lưu huỳnh rất cao.

Ngay sau đó, họ đưa những khả năng này vào một mô phỏng để tìm ra cách hoạt động của các nguyên tố dễ bay hơi khác nhau và lượng carbon, nitơ và lưu huỳnh ngày nay ở các lớp bên ngoài của Trái đất.

Trải qua hơn 1 tỷ mô phỏng họ đã tìm ra một kịch bản chính xác đó là đã có sự va chạm và sáp nhập Trái đất với hành tinh có kích thước tương đương sao Hỏa chứa khoảng 25 đến 30% lưu huỳnh trong lõi.

Célia Dalou, một nhà nghiên cứu sinh vật học thực nghiệm tại Trung tâm Recherches Pétrographiques et Géochimiques ở Pháp, người không tham gia nghiên cứu cho biết, giả thuyết này "rất có thể xảy ra". 

Nhà nghiên cứu trên cũng nhận định, đây là một công trình nghiên cứu thành công sau nhiều năm vì trước đó đã có nhiều cuộc nghiên cứu các nhà khoa học khác. 

Ngọc Nga (Theo livescience)