Khoan sâu gần 5.000m ở Biển Đông, phát hiện cấu trúc địa chất hiếm hé lộ lịch sử hình thành khu vực

Theo Cục Khảo sát Địa chất Trung Quốc, chuyến đi kéo dài 30 ngày, trong đó tàu thực hiện khoan lấy lõi tại 2 địa điểm ở vùng biển sâu khoảng 4.100 m. Độ sâu hoàn thiện giếng lớn nhất đạt 4.929,17 m tính từ mặt biển, trong đó mũi khoan xuyên sâu 864,77 m xuống dưới đáy biển.

Đây là mức sâu nhất từng được Trung Quốc tự thực hiện trong một nhiệm vụ khoan khoa học đại dương.

Trong chuyến đi, nhóm nghiên cứu thu được nhiều mẫu lõi và dữ liệu địa chất, đáng chú ý nhất là đoạn lõi bazan dài 4,27m lấy từ lòng chảo biển sâu. Thành công này cũng đưa Trung Quốc trở thành quốc gia thứ ba, sau Mỹ và Nhật Bản, sử dụng tàu khoan để lấy được mẫu đá cứng từ lòng chảo đại dương sâu.

Mẫu đá có thể hé lộ lịch sử hình thành Biển Đông

Các mẫu thu được sẽ được sử dụng để nghiên cứu quá trình hình thành và mở rộng của Biển Đông, trong đó có vai trò của hiện tượng dịch chuyển sống núi giữa đại dương và các đợt phun trào núi lửa quy mô lớn.

Trong địa chất học, sống núi giữa đại dương là khu vực nơi các mảng kiến tạo tách ra, magma trồi lên và hình thành lớp vỏ đại dương mới. Trong một số trường hợp, trung tâm tách giãn có thể “nhảy” sang vị trí khác, làm thay đổi cấu trúc đáy biển.

Các nghiên cứu sơ bộ từ mẫu lõi của Mengxiang cho thấy nhiều đợt phun trào núi lửa lớn từng xảy ra sau một sự kiện dịch chuyển sống núi ở Biển Đông. Các nhà khoa học cho rằng dữ liệu này có thể cung cấp thêm bằng chứng để giải thích quá trình hình thành và tiến hóa của lòng chảo biển.

Ở độ sâu khoảng 800m dưới đáy biển, nhóm nghiên cứu cũng phát hiện những cấu trúc trầm tích hiếm, trong đó có các lớp đỏ và xanh xen kẽ. Những mẫu này có thể cung cấp thêm thông tin về môi trường biển cổ đại.

Tàu khoan có thể vươn tới độ sâu 11km

Mengxiang, tên tiếng Trung mang nghĩa “giấc mơ”, được đưa vào hoạt động từ tháng 11/2024 và là tàu khoan đại dương sâu đầu tiên do Trung Quốc tự thiết kế.

Con tàu có khả năng khoan tới độ sâu tối đa khoảng 11km tính từ mặt biển, cao hơn khoảng 1km so với năng lực thiết kế tối đa của tàu Chikyu của Nhật Bản, một trong những tàu khoan khoa học đại dương tiên tiến nhất hiện nay.

Mục tiêu dài hạn của Mengxiang không chỉ dừng ở việc lấy mẫu đá dưới đáy biển.

Các nhà khoa học muốn sử dụng con tàu để tiếp cận ranh giới Mohorovičić, thường gọi là Moho, lớp phân cách giữa vỏ Trái Đất và lớp manti bên dưới.

Trên đất liền, Moho thường nằm sâu khoảng 35 đến 40km, khiến việc khoan tới khu vực này gần như bất khả thi với công nghệ hiện nay. Nhưng dưới đáy đại dương, lớp vỏ mỏng hơn nhiều, chỉ khoảng 5 đến 7km sau khi vượt qua vài kilomet cột nước.

Điều này khiến khoan đại dương trở thành con đường khả thi nhất để con người lần đầu tiếp cận trực tiếp vùng chuyển tiếp giữa vỏ và manti.

Hướng tới nhiệm vụ khoan xuyên vỏ Trái đất trước 2030

Theo một bài viết của các nhà nghiên cứu thuộc Cục Khảo sát Địa chất Trung Quốc đăng trên Nature Geoscience, Mengxiang dự kiến thực hiện các nhiệm vụ khoan hướng tới Moho dưới đáy Ấn Độ Dương hoặc Thái Bình Dương trước hoặc vào khoảng năm 2030.

Hai khu vực này được lựa chọn vì lớp vỏ đại dương tương đối mỏng, giúp rút ngắn quãng đường khoan cần thiết.

Nếu lấy được mẫu từ khu vực Moho, các nhà khoa học có thể có thêm dữ liệu trực tiếp về cách vỏ Trái Đất hình thành, cấu trúc của các mảng kiến tạo cũng như lịch sử tiến hóa địa chất của hành tinh.

Những mẫu này cũng có thể giúp kiểm chứng nhiều giả thuyết về kiến tạo mảng vốn hiện chủ yếu dựa vào dữ liệu địa chấn và mô hình gián tiếp.

Hệ thống lấy lõi trên Mengxiang cũng đã được thử nghiệm trong chuyến đi đầu tiên và được cho là đáp ứng các tiêu chuẩn của Chương trình Khám phá Đại dương Quốc tế, chương trình nghiên cứu lâu năm sử dụng tàu khoan và các nền tảng biển sâu để thu thập trầm tích và đá dưới đáy đại dương.

Với độ sâu gần 5.000m đạt được ngay trong chuyến thám hiểm đầu tiên, dự án hiện mới chỉ ở bước khởi đầu. Mục tiêu cuối cùng của chương trình là tiến sâu thêm nhiều kilomet nữa, tới một trong những ranh giới địa chất quan trọng nhất của Trái Đất.