Lõi Trái đất đang có dấu hiệu rò rỉ khí helium

Khi nghiên cứu về dòng dung nham 62 triệu năm tuổi trên đảo Baffin ở Bắc Cực, nhóm các nhà địa hóa học từ Viện Hải dương học Woods Hole và Viện Công nghệ California (Mỹ) bất ngờ phát hiện điều bất thường.

Các nhà khoa học đã phát hiện một lượng đáng kể helium-3, một phiên bản hiếm của helium, trong đá núi lửa trên đảo Baffin của Canada, củng cố giả thuyết khí hiếm đang rò rỉ từ lõi Trái đất và tồn tại trong nhiều thiên niên kỷ.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra khí helium-4 cùng địa điểm trên. Trong khi helium-4 phổ biến trên Trái đất, thì helium-3 lại chỉ được tìm thấy ở những nơi khác trong vũ trụ. Đó là lý do tại sao các nhà khoa học rất ngạc nhiên khi phát hiện ra lượng nguyên tố này lớn hơn so với các báo cáo trước đây nằm trong đá núi lửa trên đảo Baffin. 

Tác giả chính của nghiên cứu ông Forrest Horton, nhà khoa học thuộc khoa địa chất và địa vật lý tại Viện Hải dương học Woods Hole, cho biết: “Có rất ít khí 3He (helium-3) so với 4He (helium-4). 3He rất hiếm trên Trái đất vì nó chưa được tạo ra hoặc bổ sung với số lượng đáng kể, cũng như thất thoát vào không gian trong quá trình vũ trụ hình thành”.

Việc phát hiện nguyên tố 3He rò rỉ từ lõi Trái đất có thể giúp các nhà khoa học hiểu thêm về cách hành tinh của chúng ta hình thành và phát triển theo thời gian.

Đảo Baffin, nằm trên lãnh thổ Nunavut, là hòn đảo lớn nhất Canada. Đây cũng là hòn đảo lớn thứ năm trên thế giới. Các nhà khoa học cho rằng, helium-3 có thể có mặt trong đá núi lửa trên đảo Baffin từ khi vũ trụ hình thành. Thuyết Big Bang (Vụ nổ Lớn) khẳng định rằng vũ trụ của chúng ta được sinh ra trong một vụ nổ khổng lồ cách đây 13,8 tỷ năm. Vụ nổ lớn giải phóng một lượng lớn hydro và helium.

Helium có khả năng bị khóa trong lõi Trái đất khi hành tinh hình thành, khiến lõi trở thành một kho chứa khí hiếm. Khi helium-3 rò rỉ từ lõi, nó thoát lên bề mặt qua lớp phủ dưới dạng các chùm magma phun trào trên đảo Baffin.

“Trong quá trình phun trào, phần lớn khí trong magma thoát ra ngoài khí quyển. Chỉ có các tinh thể olivin (khoáng vật) được giữ lại và bảo tồn helium từ lòng Trái đất”, nhà khoa học Horton giải thích.

Nghiên cứu mới cho rằng nguyên tố helium-3 đang rò rỉ từ lõi Trái đất và đã xảy ra được một thời gian, nhưng các nhà nghiên cứu không hoàn toàn chắc chắn quá trình này bắt đầu từ khi nào.

Nhà khoa học Horton ước tính: “Dung nham có niên đại khoảng 60 triệu năm và quá trình lớp phủ hình thành có lẽ mất hàng chục triệu năm. Vì vậy, khí helium mà chúng tôi đo được trong những tảng đá này có lẽ đã thoát ra khỏi lõi từ 100 triệu năm trước hoặc có thể sớm hơn nhiều”.

Ông cho biết khí heli rò rỉ từ lõi Trái đất không ảnh hưởng hoặc có bất kỳ tác động tiêu cực nào đến hành tinh. Khí hiếm không phản ứng hóa học với vật chất nên sẽ không ảnh hưởng đến con người và môi trường.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu muốn điều tra xem liệu lõi có phải là kho chứa các nguyên tố nhẹ khác hay không. Điều này có thể giải thích tại sao lõi ngoài của Trái đất lại ít đậm đặc hơn.

“Có phải lõi là kho chứa chính các nguyên tố như carbon và hydro, những nguyên tố rất quan trọng đối với khả năng sinh sống của hành tinh? Nếu vậy, dòng chảy của các nguyên tố này từ lõi trong lịch sử (Trái đất) có ảnh hưởng đến sự tiến hóa của hành tinh không? Tôi rất tò mò nếu như nghiên cứu có thể phát hiện được mối liên hệ giữa helium và các nguyên tố nhẹ khác”.

 Phát hiện này đã được công bố trên tạp chí khoa học Nature của Mỹ.

Hải Đăng (T/h)