Các giai đoạn lịch sử phát triển trái đất: Kỷ Haden

Haden
(Kỷ nguyên)
Tống Duy Thanh
Khoa Địa chất. Trường ĐHKHTN
(Đại học Quốc gia Hà Nội).
334 Nguyễn Trãi. Thanh Xuân. Hà Nội.

1. Giới thiệu
Haden không phải là một giai đoạn địa chất, không có một loại đá nào có tuổi này, trừ thiên
thạch, nhưng là một thời gian Trái Đất đã trải qua. Tên gọi Haden bắt nguồn từ gốc chữ Hy Lạp
cổ là Hades (có nghĩa là âm phủ, địa phủ), là giai đoạn Trái Đất mới hính thành, hiện nay chưa
có dẫn liệu địa chất trực tiếp nên hiểu biết về giai đoạn này còn lờ mờ như là thời kỳ hỗn
mang của trời đất. Trong Haden có lẽ hệ Mặt Trời đã được hính thành từ một đám mây khổng lồ
của khì và bụi gọi là đĩa bồi tụ. Sự phong phú các nguyên tố nặng trong hệ Mặt Trời cho phép
nghĩ rằng những khì và bụi này bắt nguồn từ một hay nhiều tinh vân – sự bùng nổ của một ngôi
sao cổ đặc xìt. Một hiện tượng khác thường xẩy ra là các nguyên tố nặng được sinh ra trong ngôi
sao do sự kết hạch hydro. Chúng ta có thể thấy những quá trính tương tự hiện nay đang xẩy ra ở
tinh vân khuếch tán trong các dải ngân hà như dải ngân hà M16.
Mặt Trời hính thành trong đám mây và bụi, bị co rút lại do kết đặc trọng lực cho đến khi chình
nó trải qua sự kết hạch đồng thời toả ra ánh sáng và nhiệt. Do trọng lực nên những phần tử ngoại vi
bắt đầu kết liên lại thành một đám lớn gọi là nguyên hành tinh, rồi tiếp tục kết tập lại thành hành
tinh. Sự đụng độ giữa các nguyên hành tinh lớn đã giải phóng một lượng nhiệt khổng lồ, nên buổi
ban đầu Trái Đất và các hành tinh khác chắc là ở dạng nóng chảy. Việc định tuổi đồng vị các đá
magma cho kết quả từ lúc chúng kết cứng, như tuổi của thiên thạch và đá trên Mặt Trăng là 4,5 tỷ
năm, nhưng đá già nhất trên Trái Đất lại có tuổi 3,9 tỷ năm (ở Canada). Trong khoảng 800 triệu năm
đầu tiên từ khi hính thành, Trái Đất luôn luôn bị các nguyên hành tinh hay các sao băng lao bắn (impact) vào nên chắc là phải ở dạng nóng chảy. Tuổi của đá già nhất trên Trái Đất ứng với tuổi của
thời kỳ chịu lao bắn lớn cuối cùng của Mặt Trăng. Đá đông cứng được hính thành trên Trái Đất và
thời kỳ lịch sử địa chất bắt đầu khi phần lớn các nguyên hành tinh bị gom tụ lại do sự tăng trưởng
của hành tinh.
2. Những kiến giải về Haden
Trên Trái Đất không có chứng liệu về giai đoạn từ khi hính thành hệ Mặt Trời (cách nay

4,6 tỷ năm) cho đến khi có được chứng liệu địa chất đầu tiên. Tuổi của đá già nhất (cách nay
3,9 tỷ năm) trên Trái Đất đã xác định được ở Canada và cách nay 3,8 tỷ năm ở Nam Greenland. Khoảng thời gian 700-800 triệu năm (giữa hai mốc 4,6 và 3,9-3,8 tỷ năm) chưa phải là
thời gian địa chất, ví chúng ta không có dẫn liệu địa chất nào. Có thể luận đoán rằng trong thời
gian đó Trái Đất là một quả cầu nóng chảy và luôn luôn bị các nguyên hành tinh lao bắn. Chắc
rằng trong khoảng thời gian này một số loại đá đã được thành tạo ví đã phát hiện được những
hạt vụn zircon trong đá Arkei ở Australia có tuổi 4,2 tỷ năm.
Tuổi đồng vị của thiên thạch (~ 4,6-4,7 tỷ năm) ứng với thời kỳ đầu của kỷ nguyên Haden.
Đó là những thể được nguội lạnh nhanh ngay sau khi thành tạo hệ Mặt Trời và không bị nóng
chảy do quá trính lao bắn liên tục. Những cao nguyên trên Mặt Trăng đã được thành tạo trong
nửa đầu của kỷ nguyên Haden, còn basalt trong các trũng đã được phun lên bề mặt Mặt Trăng
vào nửa sau của kỷ nguyên Haden và nửa đầu của Arkei.
2


Trong kỷ nguyên Haden, nhân của Trái Đất được hính thành (~ 4,5-4,4 tỷ năm trước đây)
và một nguồn nhiệt khổng lồ được giải phóng, cùng với nguồn nhiệt nguyên thủy đã làm nóng
chảy phần bên ngoài của Trái Đất, tạo thành một đại dương magma đạt tới bề sâu > 500 km. Sự
nguội lạnh dần trên bề mặt Trái Đất đã sinh ra vỏ nguội có lẽ có thành phần komatiit. Do tiếp
tục bị các vật thể vũ trụ lao bắn vào và sự đối lưu bên trong Trái Đất nên vỏ mỏng này không
bao lâu sau khi được hính thành lại bị gãy vỡ, chím xuống và bị lôi cuốn vào chất lỏng kém đậm
đặc hơn ở bên dưới [H. 1]. Sự nguội lạnh tiếp tục làm cho vỏ nguyên thủy này trở nên bền vững
hơn và dĩ nhiên tạo thành những mảng nhỏ
dạng men rạn, di chuyển nhanh [H. 1]. Vỏ
đại dương và thạch quyển được hính thành
mới dọc theo mạng sống núi đại dương, tiếp
đó những sự lao bắn của vật chất vũ trụ cùng
với đối lưu lại phá vỡ và tái nóng chảy vỏ
nguyên thủy này. Những tư liệu từ bề mặt
của Mặt Trăng cho thấy sự lao bắn của vật
chất vũ trụ trong hệ Mặt Trời còn tiếp diễn

cho đến cách nay 3,9 tỷ năm. Sự tái nóng
chảy của vỏ nguyên thủy diễn ra ở những
dòng đối lưu chím. Hoạt động núi lửa cũng
Hình 1. Sơ đồ lịch sử vỏ Trái Đất trong kỷ nguyên Haden
có thể xẩy ra trong các mảng, nơi mà các
a) 4,6-4,3 tỷ năm trước: sự hoàn quy nhanh của vỏ chưa
chùm manti trồi lên qua thạch quyển chưa ổn ổn định; b) 4,3-3,8 tỷ năm trước: Sự hình thành đảo lục địa.
(Condie K.C. & Sloan R.E., 1998).
định. Khì quyển và các đại dương có lẽ cũng
được hính thành trong thời gian này do núi lửa giải phóng khì và hơi nước từ manti. Có thể sự
sống đã được hính thành trong các đại dương không lâu sau 4 tỷ năm.
3. Sự hình thành nhân và manti
3.1. Đại dương magma và lịch sử nhiệt Trái Đất
Cấu trúc, thành phần đồng nhất và tuổi của vỏ trên các cao nguyên Mặt Trăng là dẫn liệu về
sự phân bố rộng rãi đại dương magma nguyên thủy trong lịch sử của vệ tinh này. Sự kết tinh của
đại dương magma hỗn hợp đều sinh ra một vỏ đồng nhất như cấu trúc phân tầng của phần ngoài
Mặt Trăng. Do lượng nhiệt lớn của Trái Đất nên có lẽ cũng đã từng có một đại dương magma như
vậy trên Trái Đất. Hơn nữa, chế độ nhiệt dự đoán trong sự bồi tụ Trái Đất cho phép phần ngoài
của nó bị nóng chảy trong quá trính bồi tụ. Độ sâu dự đoán của đại dương magma Trái Đất vào
khoảng từ 100 đến 1000 km, và có thành phần chủ yếu là sắt và magnesi. Quá trính kết tinh bắt
đầu từ đáy và ví mất nhiệt nhanh do đối lưu nên quá trính kết tinh đã hoàn thành vào khoảng dưới
100 triệu năm.
Vỏ nguyên thủy có lẽ được thành tạo trên bề mặt của đại dương magma Trái Đất, chủ yếu
gồm komatiit là loại đá núi lửa thành phần siêu mafic ở nhiệt độ cao. Vỏ nguyên thủy này bị gãy
vỡ dễ dàng và do đối lưu mạnh cùng với sự lao bắn mạnh mẽ của vật thể vũ trụ nên lại bị hoàn
quy xuống đại dương magma.
3.2. Lịch sử nhiệt của Trái Đất
Tuy hiện nay chưa biết được lượng nhiệt ban đầu của Trái Đất, tốc độ sản sinh nhiệt và tốc độ
truyền nhiệt lên bề mặt Trái Đất và nhiệt bị mất đi, nhưng chúng ta có thể biết một số nhân tố quan
trọng đóng góp vào lượng nhiệt ban đầu [H. 2]. Trước hết là nhiệt từ sự lao bắn của các vật thể vũ

3


trụ truyền vào Trái Đất trong quá trính bồi tụ
hành tinh. Nguồn nhiệt này phụ thuộc vào tốc độ
và sự phân bố của các vật thể lao bắn lên Trái
Đất, và có lẽ đây là nguồn nhiệt quan trọng ban
đầu. Thứ hai là nguồn nhiệt từ sự sụp đổ trọng
lực của Trái Đất do tăng trưởng ví sự lao bắn của
các vật thể vũ trụ lên bề mặt. Khi vật chất mới
được tăng thêm trên bề mặt hành tinh thí tâm của
nó phải chịu sự tăng áp lực. Như đã biết, những
tổ hợp khoáng vật ở dưới sâu trải qua pha biến
đổi trở thành những khoáng vật đặc xìt hơn làm
tăng áp lực và giải tỏa nhiệt. Nguồn nhiệt thứ ba
là nhiệt được giải phóng trong quá trính phân rã
đồng vị phóng xạ chu kỳ ngắn. Trong sự hính
thành hành tinh, nhiều chất đồng vị chu kỳ ngắn
đã được sinh ra trong vòng vài triệu năm và ngày
Hình 2. Bốn nguồn nhiệt quan trọng nhất trong lịch sử
nay chúng đã hoàn toàn bị phân rã hết. Trong
nguyên sơ của Trái Đất (Condie & Sloan 1998)
thời kỳ đầu khi bị phân rã nhanh chóng, chắc
chắn chúng đã đóng góp một lượng nhiệt lớn cho sự tăng trưởng của Trái Đất. Nguồn nhiệt thứ tư
được tạo ra từ sự hính thành nhân và có lẽ đây là nguồn nhiệt quan trọng nhất trong giai đoạn đầu
của Trái Đất sau khi hính thành. Ngay cả trường hợp không có nguồn nhiệt khác thí nhiệt sinh ra
do sự hính thành nhân sắt của Trái Đất mà được giữ lại hoàn toàn thí cũng đủ làm nóng chảy toàn
bộ Trái Đất trong giai đoạn bồi tụ ban đầu. Tuy nhiên, Trái Đất đã không bị nóng chảy hoàn toàn
ví nếu thế thí những nguyên tố dễ bay hơi đã bị mất hết, nhưng ngày nay những nguyên tố đó vẫn
còn trên Trái Đất.

Hiện nay, nguồn nhiệt quan trọng nhất được tạo ra từ sự phân rã phóng xạ của bốn nguyên tố
phóng xạ chu kỳ dài là 40K, 238U, 235U và 232Th. Có thể ước lượng sự tập trung của kali, urani và thori trong Trái Đất từ sự kết hợp nghiên cứu thiên thạch và những mảnh vỏ ở sâu và đá của manti trên
được đưa lên bề mặt trong quá trính phun trào của núi lửa. Do những đồng vị này bị phân rã theo
thời gian nên nhiệt được sinh ra trong Trái Đất ìt dần, do đó Trái Đất bị nguội lạnh dần. Tình toán
cho thấy nhiệt do phân rã các đồng vị chu kỳ dài trong Arkei lớn gấp nhiều lần so với ngày nay.
3.3. Sự hình thành nhân Trái Đất
Nhờ sử dụng phương pháp truyền sóng địa chấn, chúng ta biết nhân ngoài được cấu tạo từ
sắt nóng chảy với một lượng nhỏ của một vài nguyên tố có số nguyên tử thấp như lưu huỳnh.
Những nguyên tố này có tác động hạ thấp điểm nóng chảy của sắt nguyên chất. Vì dụ ở độ sâu
2000 km nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp này là 1000o, thấp hơn so với sắt nguyên chất. Như
vậy, với nhiệt độ cao trong Trái Đất nguyên thủy, từ nguồn nhiệt như đã nói trên, sự nóng chảy
bắt đầu từ độ sâu khoảng 1000 km và tạo thành một tầng nóng chảy trong manti. Sự bắt đầu
nóng chảy được xác định bằng giao điểm của địa nhiệt với đường cong nóng chảy của chất có
nhiệt độ nóng chảy thấp nhất. Địa nhiệt là sự phân bố của nhiệt độ theo độ sâu của bất kỳ điểm
nào trong Trái Đất. Trong trường hợp này chất nóng chảy đầu tiên là hỗn hợp sắt - sulfur sắt.
Khi nhiệt độ dâng cao liên tục, tầng nóng chảy này dày dần lên thí địa nhiệt giao cắt đường cong
nóng chảy ở độ sâu kém hơn và quay lại cắt nó ở độ sâu lớn hơn. Như thế xẩy ra sự tăng trưởng
tầng nóng chảy của sắt và sulfur sắt có tỷ trọng cao hơn silicat bao quanh ở phần ngoài của Trái
4


Đất. Tính trạng này làm trọng lực không ổn định
và tầng nóng chảy đậm đặc chuyển dần về phìa
tâm Trái Đất, nhưng nó chuyển như thế nào thí còn
chưa rõ. Có hai khả năng xẩy ra [H. 3]: Một “giọt”
của tầng nóng chảy lớn được hính thành và di
chuyển về phìa tâm, chiếm chỗ của vật chất manti
[A]. Khi có sự phân bố không đối xứng của tầng
nóng chảy, có thể tạo ứng suất lớn trong tâm Trái
Đất và gây sự gãy vỡ [B]. Chất lỏng sắt khi đó

chảy về tâm qua các đường nứt vỡ, thay chỗ của
những mảnh manti ở phìa trên. Tình toán năng
lượng cho thấy, bất luận chất lỏng chảy vào tâm ra
sao, sự hính thành nhân là một hiện tượng tai biến,
tự hành và có lẽ đã diễn ra khoảng 100 triệu năm
sau sự bồi tụ Trái Đất.

Hình 3. Hai mô hình về sự thành tạo nhân Trái Đất (Condie
K. C. & Sloan R. E. 1998)

4. Sự hình thành vỏ Trái Đất
4.1. Vỏ nguyên thủy
Vỏ Trái Đất được thành tạo như thế nào và từ bao giờ là vấn đề được quan tâm rộng rãi và
tranh luận sôi nổi trong địa chất học. Quan sát bề mặt các hành tinh khác cho thấy vỏ Trái Đất là
một thể độc đáo trong hệ Mặt Trời. Liên quan chặt chẽ với vấn đề vỏ đầu tiên được thành tạo
như thế nào là các câu hỏi: vỏ đầu tiên phân bố như thế nào và thành phần của nó ra sao. Mặc dù
các nhà địa chất đã cố gắng tím kiếm đá già hơn 4 tỷ năm, nhưng đến nay vẫn không tím thấy và
có lẽ sẽ không bao giờ tím được. Trong khi đó, chúng ta lại biết rõ tuổi của những mảnh vỏ Mặt
Trăng và các hành tinh đất là 4,5-4,6 tỷ năm. Tại sao lại không có di tìch của vỏ nguyên thủy
trên Trái Đất? Phải chăng vỏ nguyên thủy không được hính thành trên Trái Đất? Điều này
không ứng với những gí chúng ta biết được về thành phần và lịch sử nhiệt của các hành tinh đất.
Một khả năng có thể là sự lao bắn mãnh liệt của các vật thể vũ trụ lao vào Trái Đất trong thời kỳ
đầu sau bồi tụ đã phá hủy vỏ đầu tiên của nó. Thế nhưng sự lao bắn này lại không phá hủy toàn
bộ vỏ nguyên thủy của Mặt Trăng thí cũng không thể phá hủy vỏ nguyên thủy của Trái Đất. Có
lý hơn cả là vỏ nguyên thủy của Trái Đất đã bị hoàn quy vào manti. Sự hoàn quy này diễn ra do
đối lưu nhanh và các lực ở đáy vỏ đủ để kéo vỏ trở vào manti cũng nhanh như khi được hính
thành.
4.2. Thành phần vỏ nguyên thủy
Thành phần vỏ nguyên thủy chỉ có thể biết được qua các tư liệu gián tiếp, ví hiện nay không
có di tìch nào của nó. Có thể thông qua thành phần của đá già nhất hiện biết, nhưng những đá

này còn trẻ hơn tuổi Trái Đất đến 500 triệu năm, nên không có gí đảm bảo rằng những đá này
giống với thành phần của vỏ nguyên thủy. Một cách khác là dựa vào thành phần của đá vỏ già
nhất trên Mặt Trăng và cho rằng vỏ nguyên thủy Trái Đất cũng giống như vậy. Một cách khác
nữa có tình chất lý thuyết là dựa trên cơ sở nghiên cứu mô hính magma để thừa nhận thành phần
và nhiệt độ của manti nguyên thủy.
Vỏ nguyên thủy của Trái Đất có thành phần granit, sau đó quá trính kiến tạo mảng đã tập hợp
chúng lại thành lục địa. Nhưng ý kiến này không được hưởng ứng rộng rãi. Trước hết, đá già nhất
trên Trái Đất phải giống như trên Mặt Trăng, nhưng trên Mặt Trăng đá già nhất không phải là granit.
5


Mặt khác, vỏ granit có khả năng nổi trồi nên kháng lại sự hút chím. Hiện nay cũng chưa phát hiện
được tàn dư vỏ granit có tuổi 4,5 tỷ năm.
Những cao nguyên trên Mặt Trăng là tàn dư của vỏ cổ đã hính thành cách nay hơn 4,5 tỷ năm,
thành phần chủ yếu của đá từ các cao nguyên Mặt Trăng là gabro và anorthosit (= plagioclasit, là
một loại đá magma hạt thô, gần với gabro, nhưng chứa đến 80-90% plagioclas giàu vôi) có tuổi
đồng vị ở khoảng 4,36 tỷ năm. Vỏ nguyên thủy này của Mặt Trăng có lẽ được hính thành do sự
kết tinh phân đoạn của đại dương magma basalt. Do tỷ trọng kém hơn magma nên plagioclas nổi
lên thành váng vỏ, còn pyroxen và olivin chím xuống bên dưới manti của Mặt Trăng. Một số đá
già nhất được phát hiện trên Trái Đất (vì dụ như tại khiên Anabar ở Bắc Siberia) cũng có thành
phần anorthosit và gabro tương tự như trên Mặt Trăng. Điều này củng cố ý tưởng cho rằng vỏ
nguyên thủy của Trái Đất cũng có thành phần anorthosit. Tuy nhiên, khi chấp nhận ý tưởng về
thành phần anorthosit của vỏ Trái Đất nguyên thủy, chúng ta lại đối mặt với những vấn đề lớn.
Trước hết tài liệu thực nghiệm cho thấy plagioclas giàu vôi chỉ nổi lên trong điều kiện magma khô
như magma ở Mặt Trăng, còn nếu có nước như ở Trái Đất thí plagioclas lại chím xuống và không
thể tạo vỏ.
Những đặc điểm chủ yếu của vỏ nguyên thủy Trái Đất có thể như sau (Bảng 1). Khả năng
lớn nhất về thành phần vỏ nguyên thủy Trái Đất là komatiit (dung nham siêu mafic), vỏ
nguyên thủy này có lẽ nhanh chóng bị hoàn quy vào manti do tỷ trọng lớn và do bị lực kéo ở
đáy. Do vỏ nguyên thủy bị hoàn quy hết nên vỏ đại dương hiện nay chỉ có tuổi 160 triệu năm.

Sự nguội lạnh đáng kể của manti phải diễn ra
Bảng 1. Đặc điểm vỏ nguyên thủy của Trái Đất
trước khi hính thành loại vỏ granit được thành
Vỏ đại
Vỏ lục địa
tạo, những loại vỏ này không giống với vỏ
dương
komatiit-basalt có thể tạo thành những đảo
Khi xuất
- 4,5 tỷ năm
- 4 tỷ năm
hiện
riêng lẻ nằm trên dòng đối lưu chím.
Nơi hình
Sống núi đại
thành
dương

4.3. Những lục địa đầu tiên

Đới hút chìm

Thành
Không giống với vỏ đại dương bị hoàn quy
Basalt-komatiit
Granodioritphần
tonalit
nhanh chóng vào manti, vỏ lục địa nhờ khả
Phân bố
Phân bố rộng

Phân bố địa
năng nổi trồi của nó đã kháng lại được sự hoàn
ngang
rãi
phương
quy. Nghiên cứu địa hóa cho thấy vỏ lục địa nguyênKiểu
thủy
tuổi
Arkei được
sinh bộra trên Nóng
những
hình
thành
Nóng chảy
chảyđới
bộ
phận
đá
siêu
mafic
phận
đá
mafic
của
hút chím hoặc trong đồng bằng đại dương, hoặc do nóng chảy bộ phận của vỏ đại dương. Như
chìm vào manti trên. những tấm bị nhấn
vậy phải có vỏ đại dương hoặc bính nguyên đại dương trước khi hính thành lụcchìm.
địa. Sự nóng
chảy bộ phận của vỏ basalt bị chím sẽ sản sinh ra magma tonalit, khi trồi lên tạo thành những
đảo nhỏ của lục địa nằm ở phìa trên của đới hút chím. Sự hút chím tiếp tục đã cung cấp magma

mới cho sự tăng trưởng đảo nguyên thủy và sự xô húc (collision) của những đảo này lại tạo nên
lục địa lớn hơn. Tàn dư của vỏ lục địa có tuổi 4-3,8 tỷ năm có mặt ở mọi lục địa hiện nay, phần
lớn chúng nhỏ hơn 500 km và bao gồm tonalit, granodiorit. Zircon từ cát kết Arkei ở Australia
chứa đồng vị U-Pb có tuổi 4,2 tỷ năm, nhưng ví zircon được bào mòn từ granitoid nên những
nhân lục địa nhỏ phải có tuổi hơn 4 tỷ năm.

4.4. Sự tăng trưởng lục địa
4.4.1. Cơ chế tăng trưởng
Có hai loại tăng trưởng là tăng trưởng theo chiều đứng hay dày thêm và tăng trưởng theo
chiều ngang. Vỏ đại dương tăng trưởng cả theo chiều đứng và chiều ngang nhờ bồi đắp magma ở
sống núi đại dương. Chúng bị phá hủy tại đới hút chím, trừ những mảnh được bảo tồn ở dạng
6


ophiolit. V lc a cú th dy thờm m khụng m
rng ỏng k nh bi p bờn di bng magma
xõm nhp. Dự s bi p bờn di ny c tớm
thy ranh gii hi t v bờn di rift lc a,
nhng vn cha bit vai trũ ca chỳng ra sao trong
s tng trng lc a nguyờn thy. Hin nay ta
thy ỏ bin cht cao tui Tin Cambri mc sõu
35-40 km tri lờn v nm di v bớnh thng vi
dy 40 km. Phn ln s tng trng ngang v
thng ng ca lc a din ra ti cỏc i hỳt chớm
hoc bờn trờn ú, hoc dc theo ranh gii xụ hỳc
[H. 4]. Chỳng bao gm magma bi p trờn i hỳt
chớm dn n lm dy lc a (4A) v nu i hỳt
chớm di chuyn v phỡa bin thớ cng to nờn tng
trng ngang [4B]. Do i hỳt chớm di chuyn v
phỡa bin nờn t hp cung cng tin v phỡa bin,

bi p thờm cho rớa lc a. Xụ hỳc a vc (terrane) - lc a [4C], lc a - lc a [4D] gõy t
hp v dy thờm ca nhng mnh lc a ó cú
trc. õy chỡnh l c ch ch yu ca s tng
trng lc a trong Paleozoi thnh siờu lc a Hỡnh 4. Nm c ch tng trng lc a
(Condie K.C. & Sloan R.E., 1998)
Pangea. Cú l cng nhng s xụ hỳc nh vy ó
din ra cỏch nay 3,5 t nm, to nờn s t hp ca nhng mnh v lc a riờng l. Lc a cng
cú th tng trng ngang do bi p thờm trm tỡch dc theo rớa lc a th ng (n nh) [4E], vỡ
d nh s tng trng ca Bc M dc theo rớa i Tõy Dng trong Mesozoi v Kainozoi.
4.4.2. Tc tng trng lc a

Cỏc mụ hớnh khỏc li cho thy giai on
u ca lch s Trỏi t s tng trng din ra rt
nhanh, tip sau l s hon quy mnh m vo
manti [ng cong 1 trờn H. 5]. Chc chn cú s
hon quy, vớ ngy nay trờn Trỏi t khụng cú v
lc a tui ny (> 4 t nm). Cú l cú s hon
quy l do s hỳt chớm ca trm tỡch lc a. Mt
7

Tổng khối l-ợng vỏ lục địa (%)

Tc tng trng lc a l tng khi lng ca v lc a t c trong mt n v thi
gian. Vớ v lc a cú th c tỏch ra t manti hoc hon quy li manti do hỳt chớm, nờn tc tng
trng ca v lc a cú th dng, bng khụng hoc õm. Cú ba mụ hớnh ca tc tng trng lc
a c trớnh by trờn hớnh 5. Mụ hớnh sm nht v tng trng lc a ch yu da trờn s phõn b
tui ng v trờn cỏc lc a v cho thy lc a tng trng chm trong Arkei v nhanh hn sau 2 t
nm. Ngy nay, ta bit rng mụ hớnh ny khụng
100
thỡch hp ỏnh giỏ tc tng trng lc a vớ

Tăng tr-ởng
nhanh nguyên
nhiu tui ng v Rb-Sr v K-Ar trong nhng
thuỷ
nghiờn cu ú ó b thay i do hot ng to nỳi
Tăng tr-ởng
v sau, nờn tui thc ca s thnh to lc a gi
tuyến tính
50
hn nhiu so vi nhng s liu ny.
Tăng tr-ởng
phân đoạn

4

3

2

1

Hiện nay

Tỷ năm
Hỡnh 5. Ba mụ hỡnh tc tng trng lc a. Trc tung
l phn trm tớch lu ca v lc a theo thi gian. Mụ hỡnh
phõn on phn ln tng thớch vi tui ng v (Condie K.C.
& Sloan R.E. 1998).

mô hính trung gian của các mô hính vừa nêu bao gồm sự tăng trưởng tuyến tình theo thời gian
[đường cong 2, H. 5] và tăng trưởng phân đoạn [đường cong 3, H. 5].
Một số vấn đề lớn của các mô hính liên quan với sự tăng trưởng lục địa nhanh trước 4 tỷ
năm và tiếp sau là sự hoàn quy vỏ mạnh mẽ vào manti. Trước hết là lục địa có khả năng nổi trồi
và kháng lại sự lôi kéo vào manti. Thứ hai là tại sao trầm tìch lục địa lại tránh được sự nóng
chảy tại đới hút chím trước khi chúng bị chím sâu xuống manti do đối lưu. Với nhiệt độ cao ở
Arkei, trầm tìch có thể bị hút chím và bị nóng chảy trước khi đạt độ sâu 100 km rồi lại nổi trồi
lên như magma. Nghiên cứu đồng vị niodymi có thể đánh giá được tuổi thành tạo vỏ và cho thấy
rất ìt vỏ lục địa tồn tại được trước 3 tỷ năm. Tuổi thành tạo vỏ là thời gian mà một mảnh vỏ tách
ra khỏi manti. Tuổi thành tạo vỏ của Bắc Mỹ và Châu Âu cho thấy các lục địa tăng trưởng
nhanh chậm tùy thời gian, điều này làm cho mô hính tăng trưởng phân đoạn ngày nay được thừa
nhận rộng rãi [đường cong 3]. Mặc dù ý nghĩa của mô hính phân đoạn hiện chưa được nhận thức
đầy đủ, nhưng nhiều đoạn thời gian của tăng trưởng lục địa nhanh lại trùng với các thời kỳ tạo
núi; như vậy sự tăng trưởng lục địa và tạo núi là những hiện tượng song hành.
5. Sự chuyển tiếp từ kỷ nguyên Haden đến nguyên đại Arkei
Tuổi của đá già nhất trên Trái Đất ứng với thời kỳ lao bắn lớn cuối cùng của sao băng vào
Mặt Trăng. Sau 3,8 tỷ năm hệ Mặt Trời trở thành nơi yên tĩnh hơn. Trường trọng lực của “Trái
Đất nguyên thủy” trở nên mạnh hơn khi hành tinh nguội dần từ trạng thái nóng chảy và dẫn đến
hai kết quả chình của trường lực: 1) Hành tinh co rút lại, trở nên đậm đặc hơn và phân dị thành
các lớp đồng tâm sắp xếp theo tỷ trọng (nhân Fe-Ni, manti giàu silicat); 2) Sự co rút của hành
tinh vào cuối kỷ nguyên Haden có lẽ vẫn giữ một phần hành tinh ở trạng thái nóng chảy do sự
tập trung của chất phóng xạ.
Những hiện tượng này phải sinh ra dòng nhiệt rất cao và khoang đối lưu hoạt động mạnh
trong manti. Hoạt động của manti gây ra sự thoát khì mạnh qua hoạt động núi lửa. Hydro và Heli (các nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ) và các khì trơ thoát khỏi trường trọng lực của
Trái Đất và bay vào hệ Mặt Trời nhờ gió Mặt Trời. Hơi nước, các khì CO2, CO, N2, HCl, NH3,
H2S và CH4 không bị mất ví chúng có hoạt tình hoá học và do đó trở thành một phần của tư liệu
địa chất, sự lao bắn của thiên thạch có thể sản sinh ra magma felsic (granit) vào cuối kỷ nguyên
Haden và bắt đầu quá trính hính thành lục địa.
Tài liệu đọc thêm
1. Condie K. C. & Sloan R. E. 1998. Origin and Evolution of Earth. Principles of Historical Geology. Printice-Hall,

Inc. 498 pgs.
2. Selley R.C, Cocks L.R.M., Plimer I.R. (Editors) 2005. Encyclopedia of Geology, Volume 1-5. Elsevier.
Academic Press.
3. Stanley S. M. 2009. Earth System History. 3 nd Edition. W.H. Freeman & Company. New York. 551 pgs.
4. Tống Duy Thanh 2008. Lịch sử Tiến hóa Trái Đất (Địa sử). NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Hà Nội. Tái bản
2009 (Chỉnh sửa, bổ sung và cập nhật tài liệu mới). 340 tr.
5. Wicander R. J. & Monroe S. 1993. Historical Geology. West Publishing Compagny. Minneapolis, St New York,
Los Angeles. San Francisco. 640 pgs.
6. Wikipedia, the free encyclopedia. en.wikipedia.org/wiki/Hadean
7. Хаин Β. Ε., Коровковский Н.В., Ясамнов Н. А. 1997. Историческая геология. Издат. Московского
Университета. 448 стр.

8