Khám Phá Phương Pháp Xác Định Độ Tuổi Của Trái Đất

Các nhà khoa học đã ứng dụng nhiều phương pháp khác nhau để xác định tuổi của Trái Đất, từ việc phân tích đồng vị phóng xạ đến các nghiên cứu địa chất.

Được ước tính khoảng 4,54 tỷ năm, Trái Đất đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, chứng kiến sự hình thành và biến đổi của các lục địa, sự bùng nổ của sự sống từ những sinh vật đơn giản cho tới những loài khổng lồ như cá voi. Vậy, làm sao các nhà nghiên cứu có thể đưa ra con số ấn tượng như vậy?

“Mỗi viên đá không chỉ đơn thuần là một khối đá, mà nó kể cho chúng ta nghe về hàng triệu năm lịch sử”, Becky Flowers, một nhà địa chất tại Đại học Colorado Boulder, chia sẻ.

Nhiều nhà khoa học vĩ đại trong lịch sử đã cố gắng tìm ra cách xác định tuổi của hành tinh. Vào năm 1862, Lord Kelvin đã đưa ra kết luận rằng Trái Đất hình thành từ 20 đến 400 triệu năm trước bằng cách tính toán thời gian nguội dần của hành tinh từ trạng thái nóng chảy ban đầu, theo thông tin từ Earth Sky.

Sau đó, tuổi của Trái Đất được xác định thông qua việc quan sát các lớp đá trong thạch quyển, như các mảng địa chất của các ngọn núi. Tuy nhiên, do độ chính xác kém, cho đến đầu thế kỷ 20, chúng ta vẫn chưa có câu trả lời rõ ràng. Nhưng các nhà khoa học đã dần khẳng định rằng tuổi của Trái Đất không phải chỉ tính bằng triệu mà là hàng tỷ năm.

Độ tuổi của Trái đất ước tính khoảng 4,5-4,6 tỷ năm. (Ảnh: NASA).

Phương pháp xác định tuổi bằng đồng vị phóng xạ xuất hiện từ giữa thế kỷ 20. Một số nguyên tố hóa học nặng có khả năng phân rã thành các nguyên tố nhẹ hơn. Ví dụ, uranium có thể phân hủy thành chì. Bằng cách phân tích vỏ Trái Đất, các nhà khoa học tính toán tỷ lệ uranium và chì để đưa vào một phương trình toán học nhằm xác định tuổi của đá.

Trong suốt thế kỷ 20, hàng chục ngàn phép đo độ tuổi bằng đồng vị phóng xạ được thực hiện, cho ra kết quả cho thấy Trái Đất đã xuất hiện từ khoảng 3,8 tỷ năm trước.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã phát triển phương pháp xác định tuổi của Trái Đất bằng cách tìm kiếm đồng vị phóng xạ trong các loại đá cổ nhất. Họ cũng tìm kiếm các thiên thạch đã va chạm với Trái Đất để đo đạc đồng vị phóng xạ của chúng. Những thiên thạch này được cho là có tuổi tương đương với tuổi của hành tinh.

Thông qua các phương pháp này, các nhà địa chất đã phát hiện những khoáng vật trên Trái đất có niên đại 4,4 tỷ năm, chứng tỏ hành tinh này đã tồn tại ít nhất đến thời điểm đó. Nhưng tại sao con số này lại lớn hơn 4,5 tỷ năm, thực tế là 100 triệu năm?

Video mô tả quá trình hình thành Trái đất trong hệ Mặt Trời. (Nguồn: BBC).

Trái Đất đã trải qua nhiều biến đổi qua hàng tỷ năm, đặc biệt là nhờ vào các quá trình như kiến tạo mảng, khiến lớp vỏ thay đổi liên tục, với vùng đất mới hình thành từ magma và đất cũ bị kéo xuống lòng đất. Chính vì vậy, việc tìm kiếm các khối đá từ thời kì đầu của hành tinh trở nên khó khăn. Chúng đã bị xói mòn hoặc nóng chảy từ rất lâu trước đây.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn có thể sử dụng phương pháp định tuổi bằng đồng vị carbon để tìm ra niên đại của những loại đá từ các nơi khác trong Hệ Mặt Trời. Một số thiên thạch có chứa vật chất từ hơn 4,56 tỷ năm tuổi, trong khi những viên đá từ Mặt trăng và sao Hỏa cũng có niên đại khoảng 4,5 tỷ năm.

Các niên đại này khá gần gũi với giai đoạn mà giới chuyên gia tin rằng Hệ Mặt Trời bắt đầu hình thành từ đám mây khí bụi bao quanh Mặt Trời sơ sinh. Dựa vào những niên đại tương đối này, họ có thể khái quát ra dòng thời gian về quá trình hình thành của Trái Đất, Mặt Trăng, sao Hỏa và các thiên thể lân cận khác.

Quá trình từ đám mây bụi nguyên thủy trở thành hành tinh Trái Đất không xảy ra ngay lập tức mà kéo dài trong hàng triệu năm, theo Rebecca Fischer, một nhà khoa học Trái Đất tại Đại học Harvard. Điều này có nghĩa là nhận thức của con người về tuổi Trái Đất không chỉ đơn thuần là một năm cụ thể mà là một khoảng thời gian khi hành tinh bắt đầu được hình thành.