Theo nhóm tác giả, Trái đất sơ khai có thể đã chứa nhiều hydro - yếu tố quan trọng hình thành nên nước, hơn tưởng tượng trước đây.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy gia tốc hạt để phân tích một thiên thạch hiếm - Ảnh: NASA
Hydro - yếu tố nội tại của Trái đất
Phát hiện này được công bố trên tạp chí khoa học Icarus hôm 17.4. Các nhà nghiên cứu đã phân tích một loại thiên thạch hiếm có tên enstatite chondrite - vật chất vũ trụ có niên đại khoảng 4,6 tỉ năm, tương đương với thời điểm hình thành hệ Mặt trời. Điều đặc biệt là loại thiên thạch này được cho là có thành phần tương tự như Trái đất thời kỳ đầu.
Kết quả cho thấy phần lớn hydro trong mẫu vật không đến từ các nguồn ô nhiễm bên ngoài, mà vốn có sẵn trong thiên thạch. Điều này gợi ý rằng Trái đất ban đầu đã sở hữu đủ hydro và oxy để hình thành nước - thay vì phải chờ đến các đợt va chạm từ tiểu hành tinh mang nước như giả thuyết phổ biến lâu nay.
“Phát hiện này cho thấy Trái đất có thể đã ướt ngay từ đầu. Điều đó thách thức quan điểm rằng sự hiện diện của nước trên hành tinh chúng ta là kết quả từ các va chạm ngẫu nhiên với tiểu hành tinh”, tiến sĩ Tom Barrett, tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ với CNN.
Hydro là nguyên tố khó đo lường, nhất là ở nồng độ rất thấp. Nhờ sử dụng kỹ thuật hiện đại mang tên XANES (quang phổ cấu trúc cạnh hấp thụ tia X), nhóm nghiên cứu đã xác định chính xác nguồn gốc hydro trong thiên thạch. Đây là công nghệ đòi hỏi máy gia tốc hạt - loại thiết bị chỉ có ở những cơ sở nghiên cứu quy mô lớn.
“Đây không phải là loại thí nghiệm bạn có thể thực hiện trong gara. Chúng tôi rất may mắn khi được tiếp cận thiết bị này để có thể mở ra góc nhìn mới về Trái đất thời sơ khai”, nhà khoa học Barrett nói thêm.
Thiên thạch được nghiên cứu có tên LAR 12252, được tìm thấy tại Nam Cực và từng được phân tích trước đó vào năm 2020 bởi một nhóm nghiên cứu Pháp. Lúc đó, các nhà khoa học phát hiện một lượng nhỏ hydro nằm trong các cầu khoáng nhỏ gọi là chondrules. Tuy nhiên, nhóm của Barrett tiếp tục tìm thấy hydro sunfua - một dạng liên kết của hydro - với nồng độ cao gấp gần 10 lần trong lớp vật chất bao quanh các chondrules.
“Kết quả này khiến chúng tôi vô cùng bất ngờ. Khả năng hydro sunfua đến từ ô nhiễm trên Trái đất là rất thấp, do đó đây có thể là bằng chứng mạnh mẽ rằng nước là sản phẩm tự nhiên hình thành từ chính vật liệu tạo nên Trái đất”, Barrett cho biết.
Sự sống có đến sớm hơn?
Dù phát hiện hydro trong thiên thạch cho thấy khả năng Trái đất có nước từ sớm, điều đó không đồng nghĩa với việc sự sống xuất hiện sớm hơn. Theo Barrett, việc một hành tinh có tiềm năng duy trì sự sống phụ thuộc nhiều vào quá trình tiến hóa địa chất và môi trường hơn là vào thành phần ban đầu. “Có hydro và nước là điều kiện cần, nhưng chưa đủ để sự sống phát triển”, ông nhấn mạnh.
Nghiên cứu này là một phần trong nỗ lực lớn nhằm hiểu rõ hơn về cách Trái đất và các hành tinh đá khác hình thành và tiến hóa.
Phó giáo sư James Bryson, đồng tác giả nghiên cứu, nhận định: “Chúng tôi tin rằng vật chất tạo nên Trái đất có thể giàu hydro hơn nhiều so với suy đoán trước đây”. Ông cho rằng điều này củng cố giả thuyết rằng nước là sản phẩm nội tại của quá trình hình thành hành tinh, chứ không chỉ đến từ những cú va chạm may rủi của thiên thể mang nước sau này.
Dù nhận được sự quan tâm rộng rãi, nghiên cứu này vẫn vấp phải ý kiến trái chiều. Nhà khoa học hành tinh Matt Genge (Đại học Hoàng gia London, Anh), người không tham gia nghiên cứu, cho rằng cần thận trọng hơn trong việc diễn giải dữ liệu.
“Thiên thạch này có thể đã nằm ở Nam Cực hàng trăm nghìn năm. Trong thời gian đó, không thể loại trừ hoàn toàn khả năng hydro có thể hình thành do ảnh hưởng môi trường. Chỉ riêng khả năng đó thôi cũng khiến lập luận kém thuyết phục hơn”, ông Genge cho hay.
Trước ý kiến này, nhóm nghiên cứu khẳng định họ đã nỗ lực tối đa để giảm thiểu tác động từ môi trường Trái đất đối với kết quả phân tích.
“Chúng tôi ước tính khoảng 15% hydro trong mẫu có thể đến từ nước trên Trái đất. Tuy nhiên, phần lớn còn lại rất có thể là nguyên thủy. Và chúng tôi không phủ nhận rằng một phần hydro trên Trái đất đến từ tiểu hành tinh hay sao chổi, chỉ là tỷ lệ đó có thể thấp hơn đáng kể so với những gì từng được nghĩ đến”, nhà khoa học Bryson nói.
Tuy chưa thể đảo ngược hoàn toàn lý thuyết về nguồn gốc nước trên Trái đất, nghiên cứu này là một đóng góp quan trọng trong việc mở rộng cách nhìn của giới khoa học. Nếu kết quả tiếp tục được xác thực bằng các mẫu vật khác, chúng có thể làm thay đổi nhận thức về quá trình hình thành của hành tinh xanh - không chỉ là nơi may mắn được “tặng nước” từ không gian, mà là hành tinh đã mang trong mình tiềm năng sự sống ngay từ thuở ban đầu.
Hoàng Vũ