LỊCH SỬ HÌNH THÀNH TRÁI ĐẤT
Cho đến nay người ta vẫn chưa thể lấy một mẫu đá nhỏ ở dưới sâu quá mười lăm kilômét trong lòng đất. Đặt chân được đến trung tâm Trái đất quả là khó hơn gấp trăm lần thăm Mặt trăng. Con người đã sinh ra và tồn tại trên Trái đất này từ bao đời nay, đã dày công khám phá và chinh phục thiên nhiên. Trong lịch sử phát kiến khoa học, con người đã lập nên biết bao nhiêu kỳ công vĩ đại. Ngày nay, chắc chẳng còn ai hy vọng có thể tìm thêm một địa lục mới như Christophe Colomb (Crixtốp Côlômbô, 1450 - 1506) hay như Fernand de Magellan (Magienlăng, 1480-1521) được nữa. Song đối với Trái đất còn đặt ra cho họ biết bao dấu hỏi lớn khó giải đáp. Chính giờ đây, nhờ có những thành tựu kỳ diệu trong khoa học, con người mới có điều kiện tấn công vào lòng Trái đất.
Trái đất của chúng ta còn nhiều bí ẩn. Những vấn đề được trình bày trong phần này không phải là tất cả, mà chỉ là một vài khía cạnh dưới cách nhìn của các nhà kiến tạo, có những bí ẩn đã được giải đáp có những bí ẩn mới nảy sinh. Cũng có những bí ẩn tồn tại từ xưa, giả thuyết này không đứng vững, giả thuyết kia thay thế, nhưng bí ẩn vẫn hoàn toàn bí ẩn.
1 - Trái đất của chúng ta so với quả đất do Thượng đế sinh ra ''già gấp một triệu lần''.
Theo Kinh Thánh của Thiên chúa giáo, quả đất do Thượng đế tạo ra cách đây khoảng 6.000 năm. Kinh thánh của nhà thờ nước Anh in năm 1956 khẳng định Trái đất lúc đó đã được 5969 năm, tức là tính đến hôm nay (1996) thì đã 6.009 tuổi. Đầu thế kỷ XVIII, nhà Bác học người Pháp Buffon (Buýpphông, 1707 - 1788) đã làm cho nhà thờ tức giận khi xác định tuổi Trái đất không ít hơn bảy vạn năm.
Giữa thế kỷ XIX, nhà Bác học Anh Laen (Laien, 1701-1781) cho là Trái đất đã hình thành một triệu năm và lúc đó con số một triệu năm đã gây ra sự sửng sốt không những cho nhà thờ nước Anh mà cho cả các nhà khoa học trên thế giới.
Cuối thế kỷ XIX, nhà vật lý học nổi tiếng Kelvin (Kenvin, 1824-1907) đánh giá tuổi Trái đất là 400 triệu năm.
Hiện nay, theo ý kiến mới nhất, tuổi các hành tinh của hệ Mặt trời là từ năm đến bảy tỷ năm. Riêng Trái đất của chúng ta đã bắt đầu hình thành từ cách đây 6,6 tỷ năm, tức là già hơn tuổi do nhà thờ đưa ra 1,1 triệu lần.
2. Các giả thuyết về nguồn gốc Trái đất và các hành tinh khác trong hệ Mặt trời.
Trái đất hình thành như thế nào?
Giả thuyết có cơ sở khoa học về nguồn gốc Vũ trụ đầu tiên do Kant (Căng tơ, 1724 -1804) và Laplace (Laplatx, 1749-1827) nêu ra vào thế kỷ XVIII. Hai nhà bác học này cho rằng, Mặt trời và tất cả các hành tinh quay quanh nó đã hình thành do sự ngưng tụ của một đám tinh vân nóng chảy nguyên thuỷ. Đám tinh vân này tự quay từ trước khi sinh ra Mặt trời và có hình dẹt hơi phồng lên ở phần giữa. Dưới ảnh hưởng của sự nguội dần và của lực hấp dẫn vào trung tâm, đám tinh vân co dãn và vận động tự quay của nó sinh ra một vòng vật chất tách ra ở phần xích đạo, vòng đó bị vở ra và bị vo tròn lại biến thành một hình cầu.
Như vậy là tất cả các hành tinh cuối cùng đã ra đời và quay xung quanh phần trung tâm. Phần trung tâm của đám tinh vân về sau biến thành Mặt trời tiếp tục cháy sáng rực, phát sáng và hun nóng những hành tinh quanh nó. Các vệ tinh của các hành tinh sinh ra cũng theo cách đó, nghĩa là cũng từ những vòng tách khỏi hành tinh vì tốc độ quay nhanh sinh ra.
Giả thuyết Kant, Laplace trong một thời gian dài được người ta coi đó là giải thích đúng đắn quá trình hình thành Trái đất. Nhưng về sau người ta phát hiện được nhiều điểm sai trong giả thuyết này và do đó nó được bổ sung hay đã được thay đổi. Còn nhà khoa học Chamberlain (Sambeclanh, 1836-1914) cho rằng Trái đất hình thành theo cách giải thích của Kant, Laplace, lúc đầu còn nhỏ bé, dần dần lớn lên do tiếp nhận được thêm những thiên thạch tức là những khối ngưng tụ giống nhau của vật chất thuộc tinh vân, những mảnh thiên thạch này rơi từ không gian Vũ trụ vào Trát đất.
Nhà thiên văn học Gilson (1884-1978) cho rằng hệ Mặt trời đã được hình thành do kết quả một ngôi sao khác đi qua rất gần Mặt trời. Sự hấp dẫn của ngôi sao đó gây ra một sự rối loạn lớn trong tư thế cân bằng của lớp bên trong của Mặt trời và khiến cho Mặt trời phun ra một dòng vật chất rất lớn. Sau đó dòng vật chất bị chia nhỏ và ngưng đọng để sinh ra tất cả các hành tinh của hệ Mặt trời.
Cách đây 45 năm, Tiến sĩ Otto Smith (Ôttô Xmít, 1900-1960) đưa ra giả thuyết mới về quá trình tạo thành Trái đất và các hành tinh khác quay xung quanh Mặt trời. Nhà Bác học cho rằng, Mặt trời khi chuyển động trong giải Ngân hà qua những đám mây bụi và khí là những vật liệu tạo nên vật chất giữa các vì sao; Mặt trời đã thu hút một phần những thứ đó và khi ra khỏi thì bị bao quanh bởi một đám mây bụi và khí. Theo đúng quy luật hấp dẫn Vũ trụ của Newton (1642-1727), đám mây nào quay xung quanh Mặt trời, các vật thể nằm trong thành phần đám mây. Phần gần Mặt trời nhất của đám mây bị nung nóng mạnh nhất, vì vậy các hành tinh gần Mặt trời nhất có kích thước nhỏ và gồm vật liệu đặc và ít dấu vết của chất khí, còn các hành tinh ở xa hơn thì có kích thước lớn và gồm các chất khí và chất bốc hơi.
Cách đây đúng 35 năm, Tiến sĩ người Nga Phêsencôv lại đưa ra một thuyết mới. Nó khác giả thuyết Kant, Laplace ở chỗ là các hành tinh trong hệ Mặt trời và cả Mặt trời nữa được tạo thành không phải từ đám tinh vân nóng chảy mà từ những đám tinh vân có nhiệt độ thấp. Giống như Kant và Laplace, ông cũng cho rằng Mặt trời và các hành tinh của Mặt trời là cùng một tuổi.
Tiến sĩ Phêsencôv viết: “Có thể đi tới kết luận: Sự tạo thành các hành tinh là quá trình có quy luật nhất định, quy luật đó là phổ biến trong tự nhiên. Các hành tinh được tạo thành từ những chất có liên quan với Mặt trời nguyên thuỷ không có sự tham gia của bất cứ ngoại lực nào. Sự phát sinh các hành tinh liên quan tới quá trình tạo thành các vì sao và đó là một trong những khía cạnh của một quá trình chung tạo thành các vì sao”.
Nói tóm lại, vấn đề nguồn gốc Trát đất hiện nay, nhờ những công trình của các nhà khoa học, đặc biệt là các nhà khoa học Nga đã làm sáng tỏ hơn trước kia. Nhưng thật ra thì trong các giả thuyết nói trên vẫn còn nhiều lỗ hổng. Điều này đòi hỏi sự cộng tác nghiên cứu của nhiều nhà khoa học thế giới.
3. Về các giai đoạn hình thành Trái đất
Cách đây 50 năm, nhà Bác học người Đức tên là Hans Stile đã chia lịch sử vỏ Trái đất ra hai giai đoạn lớn là Protogea và Neogea. Giai đoạn Protogea chấm dứt bằng bước ngoặt Angonki ở quãng giữa Proterozoi, đưa đến sự hình thành các móng nền già; còn giai đoạn Neogea thì đoạt lấy tất cả các chu kỳ uốn nếp Baicali, Caledoni, Hécxini, Indoxini và Anpi. Nhà Bác học Nga nổi tiếng, hai lần được giải thưởng Quốc gia toàn Liên bang M.V. Muratov (Mikhain Muratôv, 1908-1983) có lý khi nói rằng do biết ứng dụng phép đo xạ, để tính tuổi của khoáng vật và đá mà trong 30 đến 35 năm nay, các nhà địa chất đã có thể bàn một cách vững tin về trình tự hình thành các lớp đá có tuổi khác nhau. Theo ông, đây thật sự là một cuộc cách mạng, nó chẳng những mở ra khả năng dựng lại trang sử Tiền Cambro khoảng 600 triệu năm về trước mà còn cho phép chúng ta tìm ra các giai đoạn chuẩn xác của sự hình thành vỏ Trái đất.
Mấy năm gần đây, người ta nhận thấy trước giai đoạn Protogea còn có một giai đoạn nữa là giai đoạn Mặt trăng. Cấu trúc vỏ Quả đất trong thời gian đó giống như cấu trúc vỏ Mặt trăng hiện nay.
Để thống nhất thuật ngữ Quốc tế, chúng ta gọi giai đoạn Mặt trăng là giai đoạn Akeogea. Gần đây các nhà kiến tạo phát hiện ra giai đoạn đầu tiên và được đặt tên là giai đoạn Embrôgea hay còn gọi là giai đoạn tạo nhân. Nhân Trái đất được hình thành sau một cuộc biến động được gọi là biến động thứ nhất cách đây khoảng 6,6 - 6,4 tỷ năm. Tiếp đó lớp áo (Manti), Trái đất được hình thành cách đây 6,4 - 4,8 tỷ năm.
Hiện nay, đã có đủ số liệu để chia ra giai đoạn đầu tiên tức là giai đoạn hình thành lớp nhân trong của vỏ Trái đất. Theo tính toán của nhà Bác học Mỹ F.S Johnson (Giôn xơn), nhân Trái đất được tạo thành trong khoảng thời gian: n.100 triệu năm. Liên hệ với các cuộc cách mạng khác của Trái đất đều kéo dài 200 triệu năm, chúng ta suy ra trị số n = 2. Điều đó có nghĩa là nhân sắt, niken và vàng của Trái đất có bán kính 3.500 kilômet đã được tạo thành trong 2.108 năm tức 200 triệu năm. Khi Trái đất nguyên thuỷ đạt được đường kính 3.500 kilômet, dưới tác dụng của nội lực và ngoại lực đã nảy ra những đứt gãy sâu cực lớn. Theo các đứt gãy sâu, chất nóng chảy trong lòng Trái đất đã phun ra tạo thành lớp manti của Trái đất.
Và như trên đã nói, sau đó là: Giai đoạn Akeogea bắt đầu khoảng 4,8 tỷ năm và kết thúc 3,2 tỷ năm trước đây. Trong giai đoạn này hình thành vỏ đại dương của Trái đất. Tiếp đến là giai đoạn Protogea xảy ra cách đây 3,2 - 1, 6 tỷ năm và hình thành vỏ lục địa nguyên thủy. Giai đoạn Neogeo xảy ra cách đây 1.600 triệu năm và kết thúc khoảng 15 triệu năm trước. Giai đoạn này hình thành nên các đai uốn nếp cỡ hành tinh.
Ngoài các giai đoạn kể trên, chúng ta còn nhận thấy có giai đoạn Antropogeo. Giai đoạn này mới bắt đầu chừng khoảng 15 triệu năm nay. Trong giai đoạn đó xuất hiện loài người trên Trái đất.
Trong giai đoạn Antropogeo quá trình hình thành tạo sơn, núi, lửa, động đất phát triển mạnh mẽ. Một vành đai động đất và núi lửa đã xuất hiện chạy dọc phía ngoài thềm lục địa của Thái Bình Dương.
4. Về độ dài lâu của các giai đoạn hình thành vỏ Trái đất
Thật là kỳ lạ khi các giai đoạn đều kéo dài như nhau và đều bằng 1.600 triệu năm và theo quy luật thì cả giai đoạn Antropogeo cũng sẽ kéo dài 1.600 triệu năm nữa. Từ tỷ lệ 1.600: 1.600: 1.600: 1.600: (1.600) hoặc nếu rút gọn cho 600 ta được 1:1:1:1:(1) có thể suy ra rằng trong khoảng 5.000 - 4.800 triệu năm trước, Trái đất đã trang trải qua một biến động kiến tạo lớn lao, một sự phát triển nhảy vọt, chấm dứt cái thời mà Trái đất tồn tại thiếu một lớp vỏ bọc. Giống như các hành tinh khác của hệ Mặt trời, Trái đất chúng ta hình thành buổi đầu từ đám hụi lạnh cứng giống như bụi đá trời, hoặc giống như vật chất thể hơi vậy. Đám vật chất này ngày một nén chặt và trở thành hành tinh nguyên thuỷ. Rồi vật chất của nguyên thuỷ không ngừng bị ép nén, ngưng kết, tăng dần nhiệt độ và bị nung đến mức nóng chảy “sạch sành sanh”. Chỉ tới đấy trên mặt hành tinh của chúng ta mới hiện ra một vỏ nguyên tử.
Từ những điều đã trình bày, chúng ta có thể rút ra một số điểm sau đây:
Nhân Trái đất hình thành cách đây khoảng 6,4 đến 6,6 tỷ năm. Sau đó, lịch sử hình thành vỏ Trái đất và Manti đã trải qua 4 giai đoạn: Embriogea (6,4 - 4,8 tỷ năm), Akeogea (4,8 - 3,2), Protogea (3,2 - 1,6), Neogea (1,6). Giai đoạn cuối cùng Antropogea được khởi đầu sau uốn nếp Anpi và hiện đang tiếp diễn, sẽ đưa đến hình thành phức hệ địa máng ở Thái Bình Dương, nơi mà vòng cung đảo được xem như các khối nâng địa máng, còn máng nước sâu đại dương được xem như các võng địa máng thực. Tất cả đang ở buổi đầu gây dựng và phát triển.
Mỗi giai đoạn dài dặc trên đây của sự hình thành Trái đất đều được mở đầu bằng một cuộc biến động một bước nhảy vọt dài 200 triệu năm. Trái đất đã trải qua ít ra là năm cuộc biến động như vậy. Cách đây từ 6,6 đến 6,4 tỷ năm để hình thành nhân sắt và niken, vàng trong cùng của Trái đất; cách đây 5 - 4,8 tỷ năm mở đầu việc hình thành vỏ Trái đất nguyên thủy kiểu đại dương; cách đây 3,4 - 3,2 tỷ năm mở đầu việc hình thành móng cho địa máng nguyên thủy. Tiếp đó, lại cách đây 1 ,8 - 1 ,6 tỷ năm, mở đầu việc hình thành móng Careli cho miền nền cổ. Rồi trải qua 800 - 600 triệu năm hình thành móng Baicali cho các đai kiến tạo sinh khoáng cỡ hành tinh. Cuối cùng là cuộc kiến tạo thứ sáu chỉ mới bắt đầu khoảng 15 triệu năm nay, đang diễn ra trước mắt chúng ta và nếu đúng như vậy là một quy luật thì nó sẽ còn tiếp diễn khoảng 200 triệu năm nữa để mở ra một giai đoạn phát triển mới bình ổn hơn.
Các tiến trình kiến tạo sinh khoáng đều đã chịu những biến đổi lớn về chất trong mối ràng buộc chặt chẽ với sự diễn biến địa hóa của lớp vỏ Trái đất cũng như với sự tạo mỏ khoáng riêng cho mình.
