Câu hỏi không thể tránh khỏi được đặt ra: Điều gì đã thay thế bầu không khí? Nó có thể các tác động tương tự đẩy ra bầu khí quyển cũng giới thiệu các loại khí mới.
Khái niệm nghệ sĩ thông qua NASA
Bằng chứng địa hóa cho thấy bầu khí quyển Trái đất có thể đã bị xóa sổ hoàn toàn ít nhất hai lần kể từ khi hình thành hơn 4 tỷ năm trước. Câu hỏi là thế nào? Tuần này (ngày 2 tháng 12 năm 2014), một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế từ MIT, Đại học Do Thái và Caltech đề xuất một kịch bản có thể xảy ra. Họ nói rằng một khối đá không gian nhỏ không ngừng, hay các hành tinh, có thể đã bắn phá Trái đất vào khoảng thời gian mặt trăng được hình thành. Vụ bắn phá từ không gian này có thể đã kích hoạt các đám mây khí với lực đủ mạnh để đẩy vĩnh viễn các phần nhỏ của khí quyển vào không gian. Tạp chí Icarus sẽ công bố kết quả của đội ngũ phát hành vào tháng 2 năm 2015
Các nhà nghiên cứu tính toán, hàng chục ngàn tác động nhỏ như vậy có thể phá hủy toàn bộ bầu khí quyển nguyên thủy của Trái đất. Những tác động như vậy cũng có thể đã thổi bay các hành tinh khác, và thậm chí làm bong tróc bầu khí quyển của Sao Kim và Sao Hỏa.
Trên thực tế, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các hành tinh nhỏ - các vật thể nhỏ quay quanh mặt trời sớm cuối cùng kết hợp với nhau để tạo thành các hành tinh - có thể hiệu quả hơn nhiều so với các tiểu hành tinh khổng lồ trong việc điều khiển mất khí quyển. Dựa trên tính toán của các nhà nghiên cứu, nó sẽ tạo ra một tác động khổng lồ - gần như lớn như Trái đất đâm vào chính nó - để phân tán phần lớn bầu khí quyển. Nhưng kết hợp lại với nhau, nhiều tác động nhỏ sẽ có tác dụng tương tự, ở một phần rất nhỏ của khối lượng.
Nhóm đã kiểm tra xem có bao nhiêu bầu khí quyển bị giữ lại và mất đi sau các tác động với các vật thể khổng lồ, có kích thước sao Hỏa và lớn hơn với các vật va chạm nhỏ hơn có kích thước 25 km hoặc ít hơn - những tảng đá không gian tương đương với những tiếng rít quanh vành đai tiểu hành tinh ngày nay.
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các phân tích bằng số, tính toán lực tạo ra bởi một khối lượng tác động nhất định với vận tốc nhất định và dẫn đến sự mất mát của khí quyển. Các nhà nghiên cứu nhận thấy, một vụ va chạm với vật va chạm lớn như sao Hỏa sẽ tạo ra sóng xung kích từ bên trong Trái đất, tạo ra chuyển động mặt đất đáng kể - tương tự như các trận động đất khổng lồ đồng thời quanh hành tinh - mà lực sẽ gợn vào bầu khí quyển, một quá trình có khả năng có thể phóng ra một phần đáng kể, nếu không phải là tất cả, bầu khí quyển của hành tinh.
Tuy nhiên, nếu một vụ va chạm khổng lồ như vậy xảy ra, nó cũng sẽ làm tan chảy mọi thứ trong hành tinh, biến nội thất của nó thành một thứ bùn đồng nhất. Trước sự đa dạng của các loại khí quý như helium-3 sâu bên trong Trái đất ngày nay, các nhà nghiên cứu kết luận rằng không có khả năng xảy ra một tác động nóng chảy, cốt lõi khổng lồ như vậy.
Thay vào đó, nhóm nghiên cứu đã tính toán tác động của các tác động nhỏ hơn nhiều đến bầu khí quyển Trái đất. Những tảng đá không gian như vậy, khi va chạm, sẽ tạo ra một vụ nổ các loại, giải phóng một mảnh vụn và khí gas. Lực tác động lớn nhất trong số này sẽ đủ mạnh để đẩy tất cả khí ra khỏi bầu khí quyển ngay phía trên mặt phẳng tiếp tuyến va chạm - đường thẳng vuông góc với quỹ đạo của va chạm. Chỉ một phần nhỏ của bầu không khí này sẽ bị mất sau những tác động nhỏ hơn.
Để loại bỏ hoàn toàn bầu khí quyển Trái đất, nhóm nghiên cứu ước tính, hành tinh này cần phải bị bắn phá bởi hàng chục ngàn tác động nhỏ - một kịch bản có thể xảy ra cách đây 4,5 tỷ năm, trong thời gian mặt trăng được hình thành. Thời kỳ này là một trong những hỗn loạn của thiên hà, khi hàng trăm ngàn tảng đá vũ trụ xoay quanh hệ mặt trời, thường xuyên va chạm để tạo thành các hành tinh, mặt trăng và các vật thể khác.
Trong quá trình nghiên cứu nhóm Nhóm, một câu hỏi không thể tránh khỏi được đặt ra: Điều gì cuối cùng đã thay thế bầu khí quyển Trái đất? Sau khi tính toán thêm, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy các tác nhân tương tự mà khí thải cũng có thể đã đưa ra các loại khí mới, hoặc chất bay hơi.
Nhóm đã tính toán lượng chất bay hơi có thể được giải phóng bởi một tảng đá có thành phần và khối lượng nhất định, và thấy rằng một phần đáng kể của khí quyển có thể đã được bổ sung bởi tác động của hàng chục ngàn tảng đá vũ trụ.
Hilke Schlichting, trợ lý giáo sư tại Khoa Trái đất, Khoa học Khí quyển và Hành tinh của MIT, nói rằng việc hiểu các trình điều khiển của bầu khí quyển cổ Trái đất có thể giúp các nhà khoa học xác định các điều kiện hành tinh ban đầu khuyến khích sự sống hình thành. Cô ấy nói:
đặt ra một điều kiện ban đầu rất khác nhau cho những gì bầu khí quyển Trái đất ban đầu rất có thể thích. Nó cho chúng ta một điểm khởi đầu mới để cố gắng hiểu thành phần của bầu khí quyển là gì và điều kiện để phát triển cuộc sống là gì.
Điểm mấu chốt: Một khối đá không gian nhỏ không ngừng có thể đã bắn phá Trái đất sơ khai, đá lên những đám mây khí với lực đủ mạnh để đẩy khí quyển vĩnh viễn vào không gian.