Khám Phá Quy Trình Xác Định Tuổi Trái Đất Qua Các Phương Pháp Khoa Học

Các nhà khoa học đã phát triển nhiều phương pháp để xác định độ tuổi của Trái đất, và nhờ vào những tiến bộ trong công nghệ, chúng ta có thể ước tính hành tinh xanh của chúng ta đã tồn tại khoảng 4,54 tỷ năm.

Trong suốt hàng tỷ năm, Trái đất đã chứng kiến hàng loạt sự kiện từ sự hình thành lục địa cho đến sự xuất hiện của sự sống, từ những sinh vật đơn giản đến các loài động vật lớn như cá voi xanh. Vậy, làm thế nào mà các nhà nghiên cứu có thể tính toán được độ tuổi của hành tinh này?

Becky Flowers, một nhà địa chất tại Đại học Colorado Boulder, cho biết: “Khi bạn là nhà khoa học Trái đất và nhìn vào một tảng đá, bạn đang nhìn thấy một câu chuyện mà bạn cần giải mã.” Những người đầu tiên tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi này đã không thành công. Vào năm 1862, Lord Kelvin đã đưa ra ước tính rằng Trái đất chỉ mới hình thành từ 20 đến 400 triệu năm, dựa vào các phép đo về nhiệt độ của một tảng đá.

Khi các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu, họ đã bắt đầu xác định tuổi Trái đất thông qua việc khảo sát các lớp đất đá trong thạch quyển, tuy nhiên phương pháp này không cho ra kết quả chính xác. Thật sự, phải đến đầu thế kỷ 20, chúng ta mới có thể chắc chắn rằng Trái đất đã tồn tại hàng tỷ năm chứ không phải hàng triệu năm.

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

Phương pháp sử dụng đồng vị phóng xạ đã xuất hiện vào cuối những năm 1940 và 1950. Một số nguyên tố hóa học nặng, như uranium, sẽ phân rã thành các nguyên tố nhẹ hơn, như chì. Các nhà nghiên cứu có thể lấy mẫu từ bề mặt Trái đất để xác định hàm lượng của những nguyên tố này. Sau đó, họ sẽ sử dụng các công thức toán học để tính toán độ tuổi của tảng đá dựa trên chu kỳ bán rã của các nguyên tố.

Vào thế kỷ 20, hàng chục nghìn phép đo độ tuổi bằng đồng vị phóng xạ đã được thực hiện, và từ đó, các nhà khoa học đã xác định rằng Trái đất hình thành đã khoảng 3,8 tỷ năm trước.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã phát triển các phương pháp xác định tuổi Trái đất bằng cách xác định đồng vị phóng xạ của những tảng đá cổ. Họ cũng đã tìm kiếm các thiên thạch mà Trái đất đã tiếp nhận từ lâu để đo đồng vị phóng xạ, bởi lẽ những thiên thạch này có thể mang lại thông tin giá trị về thời kỳ đầu của Trái đất.

Nhờ đó, các nhà địa chất đã tìm thấy các khoáng chất với niên đại 4,4 tỷ năm, chứng minh rằng hành tinh của chúng ta đã tồn tại ít nhất trong khoảng thời gian đó. Tuy nhiên, tại sao lại có con số 4,5 tỷ năm lại trở thành chuẩn mực?

Quá trình hình thành Trái đất trong hệ Mặt Trời. (Video: BBC).

Trái đất đã trải qua nhiều thay đổi trong suốt hàng tỷ năm qua, đặc biệt nhờ vào các quá trình kiến tạo mảng. Lớp vỏ Trái đất đã hoạt động và dịch chuyển, giúp hình thành những vùng đất mới từ magma trong khi các vùng đất cũ bị kéo sâu vào lòng đất. Vì vậy, việc tìm thấy những tảng đá từ thời kỳ đầu của hành tinh đã trở nên cực kỳ khó khăn vì chúng đã bị xói mòn hoặc tan chảy.

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn có thể sử dụng phương pháp định tuổi bằng đồng vị carbon để xác định niên đại của đá từ các địa điểm trong Hệ Mặt trời. Một số thiên thạch chứa vật chất hơn 4,56 tỷ năm tuổi, và đá từ Mặt trăng và sao Hỏa cũng có độ tuổi tương tự khoảng 4,5 tỷ năm.

Những mốc độ tuổi này khá gần với thời gian mà các chuyên gia cho rằng Hệ Mặt trời bắt đầu hình thành từ một đám mây khí và bụi. Nhờ vào những niên đại tương đối này, họ có thể xây dựng một dòng thời gian cho quá trình hình thành của Trái đất, Mặt trăng, sao Hỏa và các thiên thể lân cận khác.

Sự chuyển biến từ đám mây bụi nguyên thủy sang hành tinh Trái đất không diễn ra ngay lập tức mà trải qua hàng triệu năm. Rebecca Fischer, một nhà khoa học về Trái đất và hành tinh tại Đại học Harvard cho biết, điều này có nghĩa rằng không có một năm cụ thể nào cho độ tuổi của Trái đất mà chỉ là khoảng thời gian bắt đầu hình thành của hành tinh này.