Khám Phá Các Phương Pháp Định Tuổi Trái Đất Đầy Hấp Dẫn

Bằng nhiều kỹ thuật độc đáo, các nhà khoa học đã xác định được tuổi của Trái Đất là khoảng 4,54 tỷ năm.

Trong suốt quãng thời gian dài này, Trái đất đã trải qua vô số biến chuyển, từ sự hình thành và biến mất của các lục địa, sự thay đổi của các chỏm băng, cho đến sự tiến hóa của sự sống từ những sinh vật đơn giản đến các loài khổng lồ như cá voi xanh. Tuy nhiên, nhiều người vẫn tự hỏi, làm thế nào mà các nhà nghiên cứu có thể ước lượng một thời gian dài như vậy?

“Mỗi tảng đá mà chúng ta nhìn thấy không chỉ đơn thuần là đá. Nó chứa đựng những câu chuyện lịch sử mà chúng ta cần hiểu”, Becky Flowers, một nhà địa chất tại Đại học Colorado Boulder, đã chia sẻ.

Nhiều nhà khoa học nổi tiếng trong lịch sử cũng đã nỗ lực để tìm ra cách thức xác định tuổi của Trái Đất. Vào năm 1862, Lord Kelvin đã tính toán thời gian nguội đi của Trái đất và đưa ra kết luận rằng hành tinh này có thể chỉ mới hình thành từ 20 đến 400 triệu năm trước, theo thông tin từ Earth Sky.

Vào giai đoạn sau, cách xác định tuổi Trái đất đã được thực hiện thông qua việc phân tích các lớp đất đá trong thạch quyển giống như việc phân tích một lát cắt địa chất của một ngọn núi. Tuy nhiên, phương pháp này không đạt độ chính xác cao và đến đầu thế kỷ 20, câu trả lời chính xác vẫn chưa được xác định. Các nhà nghiên cứu khi đó tin rằng tuổi của Trái đất không chỉ là hàng triệu năm mà phải 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 đã xuất hiện từ cuối những năm 1940 và 1950. Một số nguyên tố nặng có khả năng phân rã thành các nguyên tố nhẹ hơn, như uranium biến thành chì. Các nhà khoa học có thể tính toán hàm lượng của uranium và chì trong vỏ Trái đất. Bằng cách sử dụng những giá trị này cùng với chu kỳ bán rã, họ có thể áp dụng vào phương trình toán học để tính toán tuổi của đá.

Trong suốt thế kỷ 20, hàng trăm ngàn phép đo độ tuổi bằng đồng vị phóng xạ đã được thực hiện, cho thấy rằng Trái đất được hình thành khoảng 3,8 tỷ năm trước.

Giới khoa học đã bắt đầu áp dụng phương pháp xác định tuổi Trái đất bằng cách tìm hiểu đồng vị phóng xạ của các loại đá cổ nhất trên hành tinh. Họ còn tìm kiếm các thiên thạch từng va chạm vào Trái đất để đo các đồng vị phóng xạ có trong chúng, vì các thiên thạch này được cho là có độ tuổi tương đương với hành tinh của chúng ta.

Nhờ vào những kỹ thuật này, các nhà địa chất đã phát hiện các khoáng chất trên Trái đất có niên đại tới 4,4 tỷ năm, tức là hành tinh đã tồn tại ít nhất trong khoảng thời gian đó. Vậy tại sao lại có ước tính cho rằng Trái đất đã sống lâu hơn 4,5 tỷ năm, tức là hơn 100 triệu năm?

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

Trái đất đã trải qua nhiều thay đổi lớn trong hàng tỷ năm, đặc biệt là qua các quá trình như kiến tạo mảng, khiến cho các lớp vỏ dịch chuyển, tạo ra những vùng đất mới từ magma và những vùng đất cũ bị đẩy trở lại xuống lòng đất. Do đó, việc tìm kiếm những tảng đá có niên đại từ thuở sơ khai của Trái đất trở nên vô cùng khó khăn. Chúng đã bị xói mòn hoặc tan chảy từ lâu.

Tuy nhiên, các nhà khoa học đã có thể áp dụng phương pháp định tuổi bằng đồng vị carbon để tìm ra độ tuổi của đá từ các nơi khác trong Hệ Mặt Trời. Một số thiên thạch chứa vật liệu có độ tuổi hơn 4,56 tỷ năm, và đá từ Mặt trăng cùng sao Hỏa cũng có độ tuổi gần đây khoảng 4,5 tỷ năm.

Các mốc tuổi này gần như tương ứng với thời điểm mà giới chuyên gia ước tính rằng Hệ Mặt Trời bắt đầu hình thành từ đám mây khí bụi xung quanh Mặt trời sơ sinh. Dựa vào các niên đại tương đối này, các nhà khoa học có thể tạo lập một dòng thời gian tổng thể về quá trình hình thành của Trái đất, Mặt trăng, sao Hỏa, cùng các thiên thể lân cận khác.

Quá trình chuyển đổi từ đám mây bụi nguyên thủy thành hành tinh Trái đất không diễn ra tức thời mà kéo dài hàng triệu năm, theo lời Rebecca Fischer, một nhà khoa học về Trái Đất và hành tinh tại Đại học Harvard. Điều này đồng nghĩa với việc hiểu biết của nhân loại về tuổi Trái đất không phải là một năm cụ thể, mà là khoảng thời gian bắt đầu khi hành tinh xanh hình thành.