Trong một bước tiến lịch sử của ngành địa chất học, một nhóm nhà khoa học quốc tế đã lần đầu tiên chứng kiến trực tiếp và toàn diện quá trình hình thành của một lớp vỏ đại dương mới tại khu vực sống núi giữa Ấn Độ Dương, nhờ hệ thống thiết bị đo đạc tối tân đặt dưới đáy biển sâu.
Hành trình khoa học mang tính đột phá này bắt đầu vào cuối tháng 2/2024, khi các chuyên gia địa chất Pháp thuộc Đại học Brest và Viện Nghiên cứu Khai thác Biển Pháp (Ifremer) hoàn tất việc triển khai hệ thống quan trắc chuyên dụng mang tên OHA-GEODAMS.
Trạm nghiên cứu đặc biệt này được đặt tại một phân đoạn của sống núi giữa Ấn Độ Dương - ranh giới nơi 2 mảng kiến tạo khổng lồ là mảng Australia và mảng Nam Cực đang âm thầm tách rời nhau.
Cấu trúc của OHA-GEODAMS vô cùng phức tạp, bao gồm các hệ thống thủy thính tự động, thiết bị đo áp suất đáy biển siêu chính xác cùng mạng lưới định vị khoảng cách bằng sóng âm được neo cố định dưới lòng đại dương sâu thẳm.
Sự thức tỉnh chóng mặt dưới đáy biển
Ban đầu, mục tiêu duy nhất của đoàn nghiên cứu chỉ đơn thuần là thu thập dữ liệu về những ứng suất địa chất đang tích tụ một cách chậm rãi qua hàng năm trời. Thế nhưng, thiên nhiên luôn ẩn chứa những bất ngờ lớn khi chỉ vỏn vẹn 2 tháng sau, vào ngày 26/4/2024, một bước ngoặt địa chất dữ dội đã đột ngột nổ ra.
Hệ thống quan trắc chuyên dụng OHA-GEODAMS giúp nhóm nhà khoa học quốc tế lần đầu tiên được chứng kiến quá trình hình thành vỏ đại dương mới. Ảnh: OSmOSE
Một chuỗi các trận động đất nhỏ liên tiếp xuất hiện và chạy dọc theo sống núi. Ngay lập tức, hệ thống cảm biến nhạy bén đã ghi nhận được làn sóng magma khổng lồ từ sâu trong lòng đất đang xâm nhập mạnh mẽ, tạo nên những bức tường đê magma kéo dài hàng chục km.
Áp lực kinh hoàng từ dòng chảy magma này đã khiến thung lũng trung tâm của sống núi sụt lún một cách nhanh chóng. Chỉ trong vòng 6 ngày ngắn ngủi, đáy biển tại đây đã bị kéo sụt xuống thêm tới 4,2 mét, đồng thời hai bên bờ của sống núi cũng bị đẩy tách xa nhau từ 2 đến 4 m.
Ước tính, khối lượng magma và dung nham phun trào cũng như xâm nhập vào lòng núi lên đến 160 triệu mét khối, một con số khổng lồ tương đương thể tích của hơn 60 đại kim tự tháp Giza cộng lại.
Đáng kinh ngạc hơn, tốc độ giãn rộng đáy biển trong những ngày đỉnh điểm đã đạt tới con số 5 cm/phút, nghĩa là nhanh gấp hàng trăm nghìn lần tốc độ dịch chuyển trung bình tự nhiên của chúng, vốn chỉ khoảng 6 cm/năm.
Tổng lượng chuyển động theo phương ngang mà các thiết bị ghi nhận được trong sự kiện ngắn ngủi này tương đương khoảng 30 đến 60 năm hoạt động lan rộng bình thường của sống núi đại dương.
Đây chính là cột mốc lịch sử khi lần đầu tiên trong biên niên sử khoa học, con người sở hữu được bộ dữ liệu chi tiết đến từng giờ về một hiện tượng lan rộng đáy biển trong thực tế.
Độ sâu đáy biển xung quanh khe nứt Đông Nam Ấn Độ Dương, nơi 2 mảng kiến tạo đột ngột mở ra một cánh cổng dẫn đến thế giới magma ngầm vào tháng 4/2024. Ảnh: Jean-Yves Royer và các cộng sự
Khám phá khiến giới địa chất sững sờ nhất chính là việc phần lớn các dịch chuyển khổng lồ này lại diễn ra mà không hề gây ra những trận động đất mạnh mẽ như người ta vẫn tưởng.
Các mô hình giả lập và tính toán sau đó chỉ ra rằng, các đứt gãy địa chất đã trượt đi một khoảng cách xa hơn rất nhiều so với những gì mà tổng năng lượng của các trận động đất ghi nhận được phản ánh.
Cụ thể, trong tổng số 2 m dịch chuyển, chỉ có vỏn vẹn khoảng 10 đến 20 cm là do tác động trực tiếp của động đất gây ra. Toàn bộ phần chuyển động khổng lồ còn lại đều diễn ra một cách hoàn toàn âm thầm và lặng lẽ, một hiện tượng đặc biệt được gọi là hiện tượng trượt không gây động đất.
Mở khóa "vùng cấm" của đại dương
Phát hiện mang tính đột phá này đã đưa ra lời giải thích thỏa đáng cho một câu hỏi bấy lâu nay về việc tại sao số lượng trận động đất xảy ra tại các sống núi giữa đại dương thường ít hơn rất nhiều so với dự đoán dựa trên chuyển động thực tế.
Nhà địa vật lý biển Jean-Yves Royer, người trực tiếp dẫn dắt dự án nghiên cứu này, đã không giấu nổi bất ngờ khi chia sẻ rằng cả đội ngũ của ông chưa bao giờ dám nghĩ tới việc sẽ may mắn bắt trọn được một sự kiện kiến tạo lớn đến thế chỉ sau một thời gian ngắn triển khai thiết bị.
Ông Royer cũng khẳng định, đây là lần đầu tiên một sự kiện lan rộng đáy biển quy mô lớn được quan sát trực tiếp với độ chính xác cao như vậy, bao gồm cả quá trình magma xâm nhập, sụt lún và trượt đứt gãy diễn ra đồng thời.
Công trình nghiên cứu chi tiết này vừa được chính thức công bố trên tạp chí khoa học danh giá Nature hôm 8/7 vừa qua.
Qua đó, các nhà khoa học nhấn mạnh một quan điểm mới rằng quá trình hình thành lớp vỏ đại dương không diễn ra một cách đều đặn hay chậm rãi như nhiều người từng nghĩ. Ngược lại, nó xảy ra theo những đợt bùng nổ mạnh mẽ sau những giai đoạn dài tích tụ căng thẳng địa chất, giống như những "sự kiện lượng tử" đầy bí ẩn của Trái Đất.
Phát hiện hứa hẹn mở ra kỷ nguyên cho phép con người giám sát theo thời gian thực toàn bộ các quá trình địa chất sâu thẳm dưới đáy đại dương. Hình minh họa: Science Daily
Xét đến việc có tới hơn 2/3 diện tích lớp vỏ của Trái Đất được sinh ra từ cơ chế này, việc thấu hiểu tận cùng bản chất của nó sẽ là "chìa khóa vàng" giúp nhân loại giải mã chính xác hơn lịch sử kiến tạo mảng toàn cầu, đồng thời nâng cao năng lực đánh giá các nguy cơ địa chất ẩn sâu dưới lòng đại dương.
Hiện tại, OHA-GEODAMS vẫn bền bỉ hoạt động và không ngừng thu thập dữ liệu liên tục cho tới tận năm 2027. Giới nghiên cứu quốc tế đang đặt rất nhiều kỳ vọng vào việc ghi nhận thêm các hiện tượng tương tự tại những vùng biển khác trên thế giới.
Thành công này hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên mới, cho phép con người giám sát theo thời gian thực toàn bộ các quá trình địa chất sâu thẳm dưới đáy đại dương, những nơi vốn bị xem là "vùng cấm" và gần như không thể tiếp cận đối với nền khoa học trước đây.