Các nhà địa chất đã phát hiện miệng hố va chạm cổ nhất từng được biết đến trên thế giới, nằm ở trung tâm vùng Pilbara cổ đại, Tây Úc.
Phân tích các lớp đá trong khu vực cho thấy một miệng hố có đường kính ít nhất 100 km đã hình thành sau khi một thiên thạch lớn va vào Trái Đất khoảng 3,47 tỷ năm trước, vào thời điểm hành tinh của chúng ta gần như hoàn toàn bị bao phủ bởi nước. Phát hiện này đẩy lùi kỷ lục về miệng hố va chạm lâu đời nhất trên Trái Đất hơn 1 tỷ năm — kỷ lục trước đó thuộc về cấu trúc va chạm Yarrabubba, cũng nằm ở Tây Úc.
“Bằng chứng như thế này rất hiếm do quá trình tái tạo địa chất của Trái Đất, vì vậy đây là một bước đột phá lớn trong việc hiểu về Trái Đất sơ khai,” Chris Kirkland từ Đại học Curtin ở Úc, người dẫn đầu nghiên cứu, chia sẻ với Space.com.
Các nhà nghiên cứu ước tính thiên thạch gây ra miệng hố này di chuyển với tốc độ 36.000 km/h, và va chạm đã tạo ra các mảnh vụn bay khắp hành tinh. Tuy nhiên, theo Kirkland, sự kiện này không chỉ đơn thuần mang tính hủy diệt. Miệng hố để lại có thể đã đóng vai trò quan trọng trong việc nuôi dưỡng sự sống sơ khai và cung cấp hiểu biết về nguồn gốc sự sống trên Trái Đất.
Áp suất cao từ sóng xung kích sau các vụ va chạm thiên thạch được biết là có thể biến đổi khoáng chất trong đá, đôi khi tạo thành thủy tinh trong suốt. Điều này có thể giúp ánh sáng mặt trời xâm nhập sâu vào các khe nứt của đá, tạo ra điều kiện vật lý và hóa học cần thiết cho sự sống sơ khai phát triển. Kirkland cũng giải thích rằng các vụ va chạm thiên thạch có thể tạo ra các hồ nước nóng giàu khoáng chất, nơi có thể đã trở thành “cái nôi” cho sự sống vi sinh vật đầu tiên (early microbial life).
Vào tháng 5-2021, chỉ hơn một giờ sau khi đến khu vực vòm North Pole Dome ở Pilbara, Kirkland và các đồng nghiệp đã phát hiện dấu hiệu của miệng hố va chạm: những tảng đá đặc biệt có hình dạng giống cầu lông úp ngược với đỉnh bị gãy, được gọi là “nón vỡ” (shatter cones). Sự hiện diện của các cấu trúc có hình dáng giống túp lều này, được bảo tồn tốt và trải rộng hàng trăm mét, là “bằng chứng trực tiếp và không thể chối cãi về một sự kiện va chạm cổ đại,” Kirkland cho biết. “Việc xác định được các nón vỡ này là một khoảnh khắc thực sự đáng kinh ngạc.”
Nhóm nghiên cứu đã quay lại khu vực để tiến hành khảo sát chi tiết hơn vào tháng 5 năm ngoái. Sau đó, Cơ quan Khảo sát Địa chất Tây Úc đã xác định niên đại các lớp đá nằm trên và dưới các nón vỡ, kết luận rằng chúng khoảng 3,47 tỷ năm tuổi, xác nhận đây là miệng hố va chạm cổ nhất thế giới. Nếu các nghiên cứu sau này xác nhận các nón vỡ xuất hiện trên toàn bộ khu vực có đường kính 40-45 km của vòm North Pole Dome, điều này sẽ phù hợp với kích thước ước tính 100 km của miệng hố theo nghiên cứu mới.
“Việc tìm thấy những dấu tích này tại vòm North Pole Dome đã xác nhận điều chúng tôi từ lâu nghi ngờ dựa trên bằng chứng đồng vị (isotopic evidence),” Kirkland nói với Space.com.
“Sự tình cờ là một điều kỳ diệu,” ông và nhóm nghiên cứu viết trong một bài báo trên The Conversation. “Ngoài những Chủ sở hữu Truyền thống của khu vực, người Nyamal, chúng tôi tin rằng chưa có nhà địa chất nào từng nhìn thấy những đặc điểm tuyệt đẹp này kể từ khi chúng hình thành.”
Tuy nhiên, không phải ai cũng bị thuyết phục về kích thước ước tính và ý nghĩa của miệng hố mới phát hiện trong việc nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự sống sơ khai trên Trái Đất. Marc Norman, nhà nghiên cứu tại Trường Khoa học Trái Đất thuộc Đại học Quốc gia Úc, nói với Đài Truyền hình Úc (ABC) rằng nghiên cứu này thiếu bằng chứng chắc chắn về kích thước miệng hố và vai trò của nó đối với sự phát triển của hành tinh.
“Mặc dù việc phát hiện miệng hố va chạm cổ đại này là điều thú vị, nhưng nó không thực sự giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các vụ va chạm ảnh hưởng đến sự hình thành và tiến hóa của Trái Đất qua hàng tỷ năm,” ông nói.
Ngoài ý nghĩa đối với sự sống sơ khai trên hành tinh, phát hiện này còn gợi mở về một quần thể miệng hố va chạm cổ đại chưa được khám phá, theo Kirkland. Phát hiện này “nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét lại các vùng địa lý cổ đại để tìm bằng chứng về các sự kiện va chạm sớm.”
Cơ hội tốt nhất để tìm thấy thêm các miệng hố cổ như miệng hố mới phát hiện là tìm kiếm các nón vỡ và các đặc điểm tương tự có thể đã sống sót sau các quá trình tái tạo địa chất của Trái Đất. “Thách thức nằm ở việc tìm kiếm chúng, vì hầu hết đã bị phá hủy hoặc bị chôn vùi sâu,” Kirkland nói.
Phát hiện này được công bố trong một bài báo trên Nature Communications vào ngày 6-3.
Miệng hố va chạm cổ nhất thế giới được phát hiện ở Pilbara, Tây Úc. Ảnh: Đại học Curtin
