Lõi Trái Đất chứa đựng những gì? Bí ẩn sâu nhất bên trong hành tinh

Lõi Trái Đất chứa đựng những gì? Đây là câu hỏi mà khoa học vẫn đang nỗ lực giải đáp. Hàng trăm triệu năm qua, con người chỉ có thể “nhìn” qua địa chấn và giả định, chưa thể tiếp cận trực tiếp phần sâu nhất của hành tinh.

Tóm tắt nội dung

Cấu trúc và nhiệt độ bí ẩn

Lõi Trái Đất gồm lõi trong (rắn) và lõi ngoài (lỏng). Sóng địa chấn cho thấy ranh giới hai phần này rất rõ ràng.

Các nhà khoa học ước tính nhiệt độ lõi trong khoảng 5.000 K (gần 4.727 °C). Theo thời gian, lõi nguội dần, lõi trong kết tinh từ lõi ngoài. Quá trình này sinh nhiệt, tạo dòng chảy trong lõi ngoài, hình thành từ trường Trái Đất.

Đo nhiệt độ chính xác gần như bất khả thi. Các nhà nghiên cứu phải dựa vào dữ liệu sóng địa chấn và mô phỏng vật lý khoáng vật để ước lượng.

Thành phần hóa học và yếu tố phụ

Nhiều giả thuyết cho rằng lõi chủ yếu là sắt và niken. Nhưng số liệu địa chấn cho thấy lõi nhẹ hơn sắt nguyên chất khoảng 10%. Điều này gợi ý sự hiện diện của các nguyên tố khác.

Hai hướng tiếp cận chính được sử dụng. Thứ nhất, phân tích thiên thạch – nguồn tài liệu chứa thông tin về thành phần nguyên tố khi Trái Đất hình thành. Thứ hai, dựa vào sóng địa chấn để “nhìn xuyên” lòng đất.

Một giả thuyết mới cho rằng carbon đóng vai trò quan trọng. Nếu lõi chứa khoảng 2,4% carbon, quá trình kết tinh chỉ cần siêu lạnh 420 °C dưới điểm nóng chảy. Với lượng carbon lớn hơn, mức siêu lạnh cần thiết giảm còn 266 °C, phù hợp hơn dữ liệu địa chấn.

Ngoài carbon, lõi có thể chứa thêm oxy hoặc silic. Các nguyên tố này giải thích phần khối lượng “thiếu hụt” và giúp sóng địa chấn khớp với thực tế quan sát.

Thách thức và hướng nghiên cứu tương lai

Tiếp cận trực tiếp lõi Trái Đất là điều không thể vì nhiệt độ và áp suất khủng khiếp. Giới khoa học buộc phải dựa vào mô phỏng và thí nghiệm vật lý khoáng vật.

Một thách thức lớn là hiện tượng “siêu lạnh” khi hợp kim chuyển từ lỏng sang rắn. Hiện tượng này thay đổi tùy thành phần hóa học. Nếu ước tính sai, mô hình sẽ chệch so với dữ liệu địa chấn.

Nghiên cứu tương lai sẽ tập trung vào mô phỏng cao áp – cao nhiệt chính xác hơn, thí nghiệm với hợp kim phức tạp và dữ liệu thiên thạch. Công nghệ địa chấn cũng được cải tiến để cung cấp hình ảnh chi tiết hơn.

Lõi Trái Đất là “trái tim” của hành tinh động, tạo từ trường, bảo vệ sự sống và lưu giữ lịch sử tiến hóa hàng tỷ năm. Hiểu về lõi là hiểu về nguồn gốc và tương lai Trái Đất.

Theo: Dân trí