Các nhà nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật liên bang Thụy Sĩ ETH Zurich đã chứng minh một loại khoáng chất phổ biến, nằm ở giữa lõi và lớp phủ của Trái đất, có khả năng dẫn nhiệt tốt. Điều này khiến họ cho rằng sức nóng của Trái đất đang giảm nhanh.
Quá trình đo sức nóng của Trái đất diễn ra trong môi trường áp suất cao và nhiệt độ khắc nghiệt – Ảnh: ISTOCK
Sự tiến hóa của Trái đất là câu chuyện về sự nguội lạnh của nó. Cách đây 4,5 tỉ năm, Trái đất được bao phủ bằng đá nóng chảy (magma) ở sâu dưới đại dương, tạo nên nhiệt độ khắc nghiệt phổ biến trên bề mặt của nó. Trải qua hàng triệu năm, bề mặt Trái đất nguội đi tạo thành một lớp vỏ giòn.
Năng lượng nhiệt khổng lồ từ bên trong Trái đất khi nó chuyển động vẫn thoát ra ngoài thông qua hoạt động của núi lửa, lớp phủ đối lưu (là lớp đá nhớt nằm dưới lớp vỏ và trên lớp lõi) và mảng kiến tạo (lớp vỏ bên ngoài của Trái đất được chia thành nhiều phần gọi là “mảng kiến tạo”).
Tuy nhiên nhiều năm qua, các nhà khoa học đã đi tìm giải đáp cho câu hỏi: Làm thế nào để Trái đất nguội đi nhanh và mất bao lâu để quá trình làm mát liên tục này dừng lại?
Các nhà khoa học ở ETH Zurich đã chứng minh sự thoát nhiệt bên trong vỏ Trái đất nằm ở tính dẫn nhiệt của các khoáng chất nằm giữa ranh giới lõi và lớp phủ của Trái đất.
Lớp ranh giới này bao gồm lớp đá nhớt của lớp phủ Trái đất tiếp xúc trực tiếp với sự nóng chảy sắt – niken của lớp lõi. Giữa hai lớp tiếp xúc sẽ có rất nhiều nhiệt từ lõi Trái đất thoát ra ở đây.
Khoáng chất Bridgmanite hình thành nên lớp ranh giới này. Đây là khoáng chất chiếm phần lớn của Trái đất, bao gồm hợp chất silicate – perovskite (các vật liệu gốm có cấu trúc tinh thể giống với cấu trúc của vật liệu gốm calci titanat, CaTiO3).
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong việc ước tính lượng nhiệt mà khoáng chất này truyền từ lõi Trái đất đến lớp phủ, vì việc xác minh bằng thực nghiệm gần như không thể thực hiện.
Giáo sư Motohiko Murakami và các đồng nghiệp từ Viện Khoa học Carnegie ở bang Washington (Mỹ) đã phát triển một hệ thống đo lường tinh vi, cho phép họ đo độ dẫn nhiệt của Bridgmanite trong phòng thí nghiệm, dưới các điều kiện áp suất và nhiệt độ phổ biến bên trong Trái đất.
“Hệ thống đo lường này cho chúng tôi thấy độ dẫn nhiệt của Bridgmanite cao hơn khoảng 1,5 lần so với giả định từ trước đến nay”, ông Murakami nói. Điều này cho thấy rằng dòng nhiệt từ lõi vào lớp phủ cũng cao hơn so với suy nghĩ trước đây.
“Kết quả nghiên cứu của chúng tôi có thể cung cấp một cái nhìn mới về sự tiến hóa động lực học của Trái đất. Nghiên cứu cho rằng Trái đất, giống như các hành tinh đá khác là sao Thủy và sao Hỏa, đang nguội đi”, ông Murakami giải thích.
(theo Tuổi Trẻ)
