Một ngày trên Trái Đất từng dài chỉ 19 tiếng, cuối cùng khoa học cũng giải thích được lý do

Đã có thời, sự kiện trên Trái Đất dường như chững lại đến mức buồn chán. Các mảng địa chất không vận động, hoạt động địa hóa học trì trệ, và bên cạnh đó quá trình tiến hóa của sự sống không tạo nên đột biến. Nghiên cứu mới được xuất bản chỉ có thể cung cấp một số thông tin đáng chú ý, khiến kỷ nguyên này thú vị thêm chút đỉnh.

Được gọi là “tỷ năm nhàm chán”, khoảng thời gian này diễn ra gần với lúc Trái Đất mắc kẹt trong một vũ điệu nhịp nhàng và đều đặn, một ngày trên mặt đất chỉ dài có 19 tiếng. Suốt 1 tỷ năm, Trái Đất đã phải “sống vội” như vậy đấy khi giờ trong một ngày không dài như ngày nay. Theo khẳng định của hai nhà vật lý địa chất, việc một ngày chỉ dài 19 tiếng là kết quả của những lực đối chiều nhau.

Ngày trên Trái Đất đang ngày một dài ra

Trong quá khứ, Mặt Trăng nằm gần Trái Đất hơn, đồng thời giữ một khoảng cách cố định chứ không dần trôi xa khỏi Trái Đất như ngày nay. “Theo thời gian, Mặt Trăng nhận lực sinh ra từ sự quay của Trái Đất để bay ngày một xa”, nhà nghiên cứu Ross Mitchell - tới từ Viện khoa học Trung Hoa và Uwe Kirscher - tới từ Đại học Curtin giải thích trong báo cáo khoa học.

Ngày nay, do Mặt Trăng ngày một di chuyển ngày một xa, tốc độ quay của Trái Đất chậm dần lại, khiến ngày trên Trái Đất đang dài dần ra. Trong quá khứ, đã nhiều lần các nhà khoa học nghiên cứu khía cạnh này; một số báo cáo ước tính mỗi năm, ngày trên Trái Đất dài ra thêm 0,000015 giây.

Từ thập niên 80, có một nhóm không ít các nhà nghiên cứu nhận định rằng đã có lúc, thời lượng giờ trong một ngày trên Trái Đất không đổi trước khi dần kéo dài ra, đến mức 24 tiếng/ngày như ta vẫn biết.

Đa số các mô hình giả lập phỏng đoán độ dài một ngày trên Trái Đất đã đang tăng dần trong suốt 3-4 tỷ năm qua. Trong một nghiên cứu xuất bản năm 2018, nhà địa lý học Stephen Meyers kết luận rằng 1,4 tỷ năm trước, một ngày trên Trái Đất chỉ dài 18 tiếng. Tuy nhiên, không có nhiều dữ liệu cho phép chúng ta ước tính quãng thời gian ngày ngắn diễn ra trong bao lâu.

Bằng chứng địa chất cho thấy Trái Đất đổi tốc độ quay không nhiều: độ dài ngày có thể được lưu giữ trong lớp trầm tích stromatolite, hay chính xác hơn là cách trầm tích hướng về phía Mặt Trời do quán tính quay của Trái Đất; chúng còn hiện hữu trong các lớp trầm tích rhythmite, là các lớp đất được xếp theo chu kỳ đều đặn như cách hồ gợn sóng. Rất hiếm khi những bằng chứng này xuất hiện và lưu lại được những thay đổi trong tốc độ quay của Trái Đất.

Chúng ta chỉ khẳng định ngày trên Trái Đất đang ngày một dài ra, và không biết chính xác một ngày trong quá khứ ngắn nhường nào.

Lý do một ngày Trái Đất từng chỉ dài 19 tiếng

Trong nghiên cứu mới, hai nhà khoa học Mitchell và Kirscher tận dụng khối lượng dữ liệu địa chất mới thu được trong vài năm trở lại đây. Số dữ liệu quý giá bao gồm cả nhịp thay đổi của khí hậu Trái Đất do ảnh hưởng từ những tác động có quy mô hành tinh, bao gồm cả hành vi rung lắc khi quay của Trái Đất và ảnh hưởng từ việc trục Trái Đất nghiêng.

Phân tích của họ cho thấy giai đoạn “ngày ngắn 19 tiếng” kéo dài khoảng 1 tỷ năm. Ước tính, khoảng thời gian này rơi vào giữa liên đại địa chất Nguyên Sinh, với đỉnh điểm là thời kỳ Địa Cầu Tuyết. Để tìm lý do Trái Đất rơi vào thời kỳ ổn định này, nhóm các nhà khoa học đã truy vết những sự kiện lớn đã diễn ra với Trái Đất.

Nếu ước tính khoảng thời gian của họ là chính xác, chuỗi ngày dài 19 tiếng diễn ra không lâu sau Thảm họa Oxy, là giai đoạn chứng kiến lượng oxy trong khí quyển Trái Đất tăng đột biến và góp phần tạo nên tầng ozone. Theo khẳng định của Mitchell và Kirscher, lớp ozone này có lẽ đã hấp thụ ánh sáng nhiều hơn lượng hơi nước có trong khí quyển, đồng thời kích thích sóng không khí khí quyển sinh ra từ lực hấp dẫn của Mặt Trời.

Thứ “sóng không khí” này không mạnh như sóng nước sinh ra từ lực hấp dẫn của Mặt Trăng, nhưng khi Trái Đất quanh nhanh hơn trong quá khứ, tác động từ Mặt Trăng không mạnh được như ngày nay. Theo tính toán của các nhà khoa học, lực hút của Mặt Trăng khi đó chỉ bằng 20% sức mạnh ngày nay.

Và nếu nhận định của Mitchell và Kirscher là đúng, nếu sóng khí tăng tốc độ di chuyển do tác động của tầng ozone và ánh nắng, thì nó đã có thể trở thành lực đối trọng với tốc độ quay của Trái Đất và ảnh hưởng từ Mặt Trăng, khiến Trái Đất bình tĩnh quay ở tốc độ ổn định, khiến giai đoạn ngày dài 19 tiếng kéo dài đến gần một tỷ năm.

Tuy nhiên, hai nhà nghiên cứu cũng đồng thời khẳng định họ cần nghiên cứu sâu hơn để xác định lý do và các mốc thời gian một cách chính xác. Khi có thêm những bằng chứng mới và nghiên cứu sâu hơn, ước tính về “tỷ năm nhàm chán” sẽ còn có thể chính xác hơn nữa.

Những năm gần đây, trong cộng đồng khảo cổ nổi lên một số ý kiến phản đối việc đặt tên cho kỷ nguyên kỳ lạ là “tỷ năm nhàm chán”. Rất có thể, giai đoạn này đang cung cấp bước đệm cần thiết để sự sống trên Trái Đất có điểm tựa để phát triển trù phú hơn bao giờ hết, để rồi trở thành hệ sinh thái phức tạp như ngày nay.

Theo Science Alert