Phát hiện vùng bí ẩn ngay trên Trái Đất, nơi thời gian bị 'đóng băng'
Một phân tích về vùng trầm tích hình quạt 'Danube Fan', nằm ở phía Tây Bắc Biển Đen, đã hé lộ khu vực kỳ lạ này dường như vẫn đang ở thời kỳ kỷ băng hà dù thời kỳ này đã kết thúc khoảng 12.000 năm trước.
Hydrate là một hợp chất rắn của khí và nước có cấu trúc giống như băng ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Các hợp chất của metan và nước, được gọi là metan hydrat, được tìm thấy đặc biệt ở nhiều rìa đại dương - cũng như ở Biển Đen.
Ngoài việc có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng, các mỏ metan hydrat đang được nghiên cứu về tính ổn định của chúng, vì chúng có thể hòa tan khi thay đổi nhiệt độ và áp suất. Ngoài việc giải phóng khí metan, điều này cũng có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của thềm đại dương.
Metan Hydrate là một chất rắn tinh thể. Nó bao gồm một phân tử metan được bao quanh bởi một lồng các phân tử nước liên hợp. Methane hydrate là một loại “băng” chỉ có ở tự nhiên trong các lớp trầm tích dưới mặt đất. Nơi điều kiện nhiệt độ và áp suất thuận lợi cho sự hình thành của nó. Nó còn có tên gọi khác là “Băng lửa” do cấu tạo và đặc tính của nó. (Ảnh: Student Energy)
Theo nghiên cứu vừa công bố trên Earth and Planetary Science Letters (EPSL) mới đây, một phân tích về vùng trầm tích hình quạt "Danube Fan", nằm ở phía Tây Bắc Biển Đen, đã hé lộ khu vực kỳ lạ này dường như vẫn đang ở thời kỳ kỷ băng hà dù thời kỳ này đã kết thúc khoảng 12.000 năm trước.
Cụ thể, trong chuyến thám hiểm kéo dài sáu tuần với tàu nghiên cứu Đức METEOR vào mùa thu năm 2017, một nhóm các nhà khoa học từ MARUM và GEOMAR đã nghiên cứu một mỏ methane hydrate tại vùng trầm tích hình quạt "Danube Fan" nằm ở phía Tây Bắc của đáy Biển Đen.
Trong chuyến hành trình, nằm trong dự án hợp tác SUGAR III "Tài nguyên hydrat khí dưới đáy biển" do BMWi và BMBF đồng tài trợ, các mỏ hydrat đã được khoan bằng thiết bị khoan đáy biển di động MARUM-MeBo200.
Biển Đen (Black Sea). (Ảnh: NASA)
Kết quả của các cuộc nghiên cứu, hiện đã được công bố trên tạp chí quốc tế Earth and Planetary Science Letters, đã cung cấp cho các nhà khoa học những hiểu biết mới về những thay đổi trong sự ổn định của hydrat.
"Dựa trên dữ liệu từ các cuộc thám hiểm trước đó, chúng tôi đã chọn hai khu vực để nghiên cứu, một khu vực là metan hydrat và khí metan tự do cùng tồn tại ở độ cao từ 50 đến 150 mét của vùng ổn định hydrat và một khu vực khác là đất và khí", Giáo sư Tiến sĩ Gerhard Bohrmann, trưởng đoàn thám hiểm từ MARUM và là đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích. "Để thăm dò, chúng tôi đã sử dụng thiết bị khoan MARUM-MeBo200 và phá vỡ mọi kỷ lục về độ sâu trước đó với độ sâu tối đa đạt gần 145 mét."
Giáo sư Tiến sĩ Gerhard Bohrmann, trưởng đoàn thám hiểm từ MARUM và là đồng tác giả của nghiên cứu. (Ảnh: Google Arts & Culture)
Ngoài việc thu thập mẫu, các nhà khoa học lần đầu tiên còn có thể thực hiện các phép đo nhiệt độ tại chỗ một cách chi tiết về lượng hydrat trong trầm tích biển.
Thông thường, phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới để dự báo sự tồn tại và đánh giá định lượng hydrate khí (gas hydrate) trong trầm tích biển là địa chấn, từ đó người ta thu được cái gọi là "gương phản xạ mô phỏng đáy" (BSR) như một chỉ số của cơ sở này.
Tiến sĩ Michael Riedel từ GEOMAR, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Tuy nhiên, công trình của chúng tôi đã lần đầu tiên chứng minh rằng cách tiếp cận sử dụng BSR không hiệu quả với Biển Đen. Theo quan điểm của chúng tôi, ranh giới ổn định hydrat đã tiến gần đến điều kiện ấm hơn trên bề mặt, nhưng khí metan tự do, luôn được tìm thấy ở rìa dưới này, vẫn chưa thể tăng lên cùng với nó."
Các nhà khoa học đang kiểm tra lõi khoan. (Ảnh: Christian Rohleder)
Theo Tiến sĩ Michael Riedel, nguyên nhân dẫn đến điều này có thể là do độ thẩm thấu của các lớp trầm tích thấp, có nghĩa là khí metan vẫn còn "mắc kẹt" ở dưới đó và chỉ có thể bốc lên rất rất chậm dưới sức mạnh của chính nó.
Vùng ổn định hydrate ở đây tương tự như vùng ổn định hydrate trên bề mặt vào thời điểm kỷ băng hà cuối cùng chưa kết thúc. Hệ thống sâu thẳm này dường như mới chỉ nhận biết được sự kết thúc của kỷ băng hòa và loay hoay ứng phó.
Theo Science Alert, phát hiện này sẽ giúp ích cho việc lập mô hình khí hậu trong tương lai. Khoa học đã cho thấy, có một khối lượng các mỏ hydrate khổng lồ bên dưới Bắc Cực, và việc chúng phản ứng thế nào với sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu trong những năm tới đây sẽ ảnh hưởng khá lớn đến khí hậu.
Vùng trầm tích hình quạt "Danube Fan", nằm ở phía Tây Bắc Biển Đen. (Ảnh: ResearchGate)
Được biết, methane hydrat là nguồn dự trữ năng lượng lớn cho nhân loại. Tuy nhiên, khí hậu nóng lên có thể làm cho hydrat mất ổn định. Khí metan, một loại khí nhà kính tiềm năng sẽ thoát ra ngoài bầu khí quyển và thậm chí có thể đẩy nhanh sự thay đổi khí hậu.
Hydrat hoạt động như một lớp xi măng làm đầy các lỗ rỗng giữa các hạt cát giúp ổn định đáy biển. Nếu metan hydrat phân hủy, độ ổn định của đáy biển sẽ giảm do xi măng bị mất và tạo ra áp lực qua những lỗ rỗng. Trong trường hợp xấu nhất, việc sạt lở đất ở dưới đáy đại dương có thể gây ra sóng thần nghiêm trọng.
