Tại sao Trái đất ẩm ướt?
Các nhà khoa học cho rằng, Trái đất là một khối đá khô sau khi hình thành cách đây 4,5 tỷ năm. Vậy, nước (H2O), chất hóa học thiết yếu, đến từ đâu? Có thể câu trả lời là một hệ thống phân phối giữa các vì sao, dưới hình thức các va chạm quy mô lớn cách đây khoảng 4 tỷ năm. Trái đất có thể được bổ sung các hồ chứa nước của mình trong giai đoạn va đập liên tiếp với những thiên thạch băng đá. Dẫu vậy, khởi nguồn của nước trên hành tinh của chúng ta vẫn còn là một bí ẩn vì chẳng có mấy bằng chứng đá còn lại từ thời kỳ này.
Trong lõi Trái đất có gì?
Thành phần của lõi Trái đất chưa tiếp cận được vẫn còn là một bí ẩn, ít nhất vào những năm 1940. Dựa vào khám phá về các thiên thạch, giới khoa học đã suy đoán về sự cân bằng ban đầu của các khoáng chất cần thiết của Trái đất và chỉ ra những thứ bị thiếu. Sắt và niken vắng mặt trong lớp vỏ của hành tinh, nên được phỏng đoán phải nằm trong lõi Trái đất. Tuy nhiên, các đo đạc trọng lực vào những năm 1950 tiết lộ, các phỏng đoán này không chính xác. Lõi Trái đất quá nhẹ.
Ngày nay, các nhà nghiên cứu tiếp tục suy đoán các yếu tố dẫn tới sự thiếu hụt về tỷ trọng phía dưới lớp vỏ Trái đất. Họ cũng vẫn bối rối trước các sự đảo ngược định kỳ trong từ trường Trái đất, vốn khởi phát từ sự dịch chuyển của sắt dạng lỏng dịch ở lớp lõi ngoài.
Mặt trăng hình thành từ Trái đất như thế nào?
Liệu có phải một vụ va chạm khủng khiếp giữa Trái đất và một hành tinh có kích cỡ sao Hỏa đã hình thành nên Mặt trăng? Hiện vẫn chưa có sự đồng thuận toàn cầu về lý thuyết va chạm lớn này, vì một số chi tiết không sáng tỏ. Ví dụ, thành phần hóa học gần giống nhau của cả hai thiên thể đá ám chỉ, mặt trăng sinh ra từ Trái đất, không phải từ một vật va chạm riêng rẽ. Dẫu vậy, một Trái đất trẻ, quay nhanh có thể phát thải đủ đá nóng chảy trong quá trình va chạm để hình thành một mặt trăng có thành phần hóa học tương tự, theo các mô hình nghiên cứu khác.
Sự sống trên Trái đất bắt nguồn từ đâu?
Liệu sự sống tự nảy sinh trên Trái đất hay bắt nguồn từ trong không gian giữa các vì sao và được các thiên thạch mang tới đây? Những thành phần cơ bản nhất của sự sống, chẳng hạn như các axit amin và vitamin, đã được tìm thấy trên các hạt băng bên trong các tiểu hành tinh và trong các môi trường khắc nghiệt nhất trên Trái đất. Để tìm ra cách thức những thành phần này kết hợp với nhau để hình thành nên sự sống đầu tiên hiện vẫn là một trong những thách thức lớn nhất của sinh vật học. Hiện chúng ta cũng không phát hiện được bất kỳ dấu vết hóa thạch trực tiếp nào về các cư dân đầu tiên của Trái đất, vốn có thể là những vi khuẩn nhai đá nguyên thủy.
Nguồn gốc của oxy trên Trái đất?
Sự tồn tại của chúng ta phụ thuộc vào các vi khuẩn lam, những vi sinh vật đã giúp biến đổi căn bản bầu khí quyển Trái đất. Chúng thải ra oxy và làm bầu khí quyển tràn đầy dưỡng khí lần đầu tiên cách đây khoảng 2,4 tỷ năm. Tuy nhiên, đá hé lộ, nồng độ oxy tăng - giảm như một tàu lượn siêu tốc suốt 3 tỷ năm, cho đến khi được ổn định vào kỷ Cambri, khoảng 541 triệu năm trước. Vậy, các vi khuẩn đã quyết định thành phần không khí hay còn có một yếu tố tác động khác? Tìm ra câu trả lời cho bí ẩn này là yếu tố quan trọng trong việc giải mã lịch sử sự sống trên hành tinh của chúng ta.
Nguyên nhân dẫn đến sự bùng nổ kỷ Cambri
Sự xuất hiện của dạng sống phức tạp trong kỷ Cambri, sau 4 tỷ năm đầu của lịch sử Trái đất, đánh dấu một bước ngoặt độc nhất vô nhị, theo nhận định của nhà địa chất học Donna Whitney thuộc Đại học Minnesota (Mỹ). Đột nhiên, Trái đất có các động vật có bộ não và mạch máu, mắt và trái tim, tất cả tiến hóa nhanh hơn trong bất kỳ khoảng thời gian nào khác từng được biết đến cho tới nay. Sự nhảy vọt về nồng độ oxy ngay trước thời kỳ bùng nổ kỷ Cambri này được coi là một nguyên nhân, nhưng các yếu tố khác cũng có thể giải thích sự gia tăng bí ẩn của các loài động vật, chẳng hạn như sự chạy đua vũ trang giữa những động vật ăn thịt và con mồi.
Các kiến tạo địa tầng bắt đầu khi nào?
Các mảng mỏng trên lớp vỏ cứng của Trái đất đang va chạm tạo ra các cảnh tượng núi non hùng vĩ và các vụ phun trào núi lửa dữ dội. Tuy nhiên, các nhà địa chất vẫn không biết rõ thời điểm khởi phát va chạm của các kiến tạo địa tầng. Hầu hết các bằng chứng đã bị hủy hoại. Chỉ một số ít các hạt khoáng chất nhỏ có tên gọi khoáng chất ziricon còn tồn tại từ cách đây 4,4 tỷ năm, và chúng cho các nhà khoa học biết các khối đá giống lục địa đầu tiên đã tồn tại. Dẫu vậy, bằng chứng cho các kiến tạo địa tầng đầu tiên vẫn gây tranh cãi. Các nhà địa chất vẫn hoài nghi về cách vỏ lục địa hình thành như thế nào.
Căn nguyên khởi phát và chấm dứt động đất?
Các mô hình thống kê có thể tạo ra dự báo về khả năng xảy ra động đất trong tương lai, tương tự như các chuyên gia khí tượng thủy văn cảnh báo về cơn mưa sắp tới. Tuy nhiên, điều đó không giúp mọi người thoát khỏi sự thất bại trong việc dự đoán về trận động đất tiếp theo. Ngay cả thử nghiệm tốt nhất cũng dự báo sai lệch 12 năm, khi các nhà địa chất phỏng đoán một cơn địa chấn lớn sẽ xảy ra tại Parkfield, bang California, Mỹ vào năm 1994, và thiết lập các công cụ đối phó với nó. Dẫu vậy, trận động đất thực tế xảy ra vào năm 2004. Một trong những trở ngại lớn nhất là, các nhà địa chất vẫn không hiểu lí do tại sao động đất khởi phát và chấm dứt.
