“Hành tinh thứ 9” Theia lộ diện ngay bên trong Trái đất

Các nhà khoa học Mỹ - Trung Quốc đã kết nối hai bí ẩn lớn liên quan đến sự hình thành Trái đất: Vụ va chạm với hành tinh giả thuyết Theia và hai "vùng vận tốc cực thấp" sâu trong lớp phủ.

Các mô phỏng mới dẫn đầu bởi nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ California (Caltech - Mỹ) chỉ ra rằng tàn tích hành tinh cổ đại Theia ngoài những vật liệu vụn đã hòa lẫn vào Trái đất và Mặt trăng còn có 2 mảnh lớn, nguyên vẹn, đang chôn sâu trong lòng địa cầu.

Vụ va chạm của Theia với Trái đất "Gaia" sơ khai - (Ảnh đồ họa: Hernán Cañellas).

Hành tinh Theia - được đặt theo tên nữ thần Theia trong thần thoại Hy Lạp, mẹ của nữ thần Mặt trăng Selene - là một vật thể giả thuyết to cỡ sao Hỏa, từng là một hành tinh độc lập của Hệ Mặt trời.

Giả thuyết cho rằng nó đã va chạm với Trái đất sơ khai vào 4,5 tỉ năm trước và bị xóa sổ. Vật liệu của hai hành tinh hòa trộn với nhau, với các mảnh vỡ văng lên quỹ đạo kết tụ thành Mặt trăng.

Trong khi đó, "vùng vận tốc cực thấp" là hai cấu trúc bí ẩn to cỡ lục địa, nằm ở dưới đáy sâu của lớp phủ Trái đất (là lớp bên dưới lớp vỏ) bên dưới châu Phi và Thái Bình Dương, được phát hiện từ những năm 1980 thông qua dữ liệu địa chấn.

Chúng hay được gọi là "đốm màu", với màu sắc khác biệt được thể hiện trong các bản đồ lập thể mô tả "nội thất" hành tinh.

Có nhiều giả thuyết xung quanh hai "đốm màu" này. Có hai giả thuyết nổi trội nhất: Chúng là tàn tích của các mảng kiến tạo cổ đại, hoặc chúng là tàn tích của một thiên thể cổ đại từng trộn lẫn với Trái đất.

"Vụ va chạm dường như là nguồn gốc của tính không đồng nhất của lớp phủ sơ khai và đánh dấu điểm khởi đầu cho quá trình tiến hóa địa chất của Trái đất suốt 4,5 tỉ năm" - Giáo sư Hongping Deng từ Đài quan sát thiên văn Thượng Hải, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.

Giáo sư Steven Desch của Đại học bang Arizona (Mỹ) tiếp lời: "Mặt trăng dường như chứa các vật liệu đại diện cho cả Trái đất và Theia trước va chạm, nhưng người ta từng cho rằng bất kỳ tàn dư nào của Theia đã được xóa bỏ và đồng nhất bởi hàng tỉ năm động lực học".

Vì vậy, nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature này chứng minh rằng các mảnh riêng biệt, nguyên vẹn của Theia vẫn còn tồn tại, được Trái đất giấu trong lớp phủ, ngay ranh giới với lõi hành tinh.

"Nói cách khác, Trái đất không chỉ có "đốm màu". Trái đất còn có các đốm màu ngoài Trái đất!" - Giáo sư Ed Garneo từ Đại học bang Arizona nói.

Theo tiến sĩ Qian Yuan từ Caltech, nhóm dự tính sẽ phân tích nhiều mẫu đá hơn, kết hợp các mô hình va chạm lớn và mô hình tiến hóa Trái đất tinh tế hơn nhằm suy ra thành phần vật chất chi tiết và động lực học quỹ đạo của Trái đất nguyên thủy - được họ đặt tên là "Gaia" - và Theia.

Nghiên cứu này thậm chí có thể là tiền đề cho các nghiên cứu về sự hình thành và khả năng sinh sống của các ngoại hành tinh ngoài Hệ Mặt trời, theo giáo sư Deng.

Ngoài ra, các phát hiện giúp hoàn thiện một giả thuyết về sự hình thành các hành tinh đá: Mỗi cái do rất nhiều "tiền hành tinh" nhỏ hơn, va chạm với nhau, hòa trộn với nhau mà thành sao Thủy, sao Kim, Trái đất, sao Hỏa ngày nay.

Theia và Trái đất "Gaia" sơ khai có thể là đại diện cho các "tiền hành tinh" giả thuyết đó.