Phát hiện "đại dương thứ 6" trên Trái Đất: Có gì đặc biệt?

Có 5 đại dương trên bề mặt Trái Đất: Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, Bắc Băng Dương và Nam Đại Dương. Một nhóm các nhà khoa học quốc tế hiện đã tìm thấy bằng chứng về lượng nước đáng kể giữa lớp phủ trên và dưới của Trái đất.

Theo một nghiên cứu quốc tế, các nhà khoa học đã phát hiện ra một vùng chứa nước có thể tích lớn gấp 3 lần tất cả các đại dương trên bề mặt Trái Đất cộng lại. Tuy nhiên, thay vì tồn tại trên bề mặt hành tinh, lượng nước này đã được tìm thấy giữa vùng chuyển tiếp của lớp phủ (mantle) trên và dưới của Trái Đất.

Bằng chứng chỉ ra rằng nước ở vùng chuyển tiếp (TZ), lớp ranh giới ngăn cách lớp phủ trên của Trái Đất và lớp phủ dưới của Trái Đất. Ranh giới này nằm ở độ sâu từ 410 đến 660 km, nơi áp suất cực lớn lên tới 23.000 bar khiến khoáng chất olivin màu xanh ôliu biến đổi cấu trúc tinh thể của nó.

Nghiên cứu đã xác nhận một điều mà trong một thời gian dài nó chỉ là lý thuyết, đó là nước đại dương đi kèm với các phiến đá phụ và do đó đi vào vùng chuyển tiếp. Điều này có nghĩa là chu kỳ nước trên hành tinh của chúng ta bao gồm cả phần bên trong Trái Đất.

Giáo sư Frank Brenker từ Viện Khoa học Địa chất tại Đại học Goethe ở Frankfurt, Đức giải thích: "Những biến đổi khoáng chất này cản trở rất nhiều chuyển động của đá trong lớp phủ. Ví dụ, các chùm lớp phủ - là sự dâng lên của một khối đá nóng bất thường bên trong lớp phủ - đôi khi dừng lại ngay bên dưới vùng chuyển tiếp. Sự chuyển động của khối lượng theo hướng ngược lại cũng đi vào bế tắc. Các phiến đá phụ (một thành phần quan trọng của các đới hút chìm) thường gặp khó khăn trong việc phá vỡ toàn bộ khu vực chuyển tiếp. Vì vậy, có cả một nghĩa địa gồm các phiến đá phụ như vậy ở khu vực này bên dưới châu Âu".

Tuy nhiên, cho đến nay người ta vẫn chưa biết những tác động lâu dài của việc "hút" vật chất vào vùng chuyển tiếp đối với thành phần địa hóa của nó và liệu lượng nước lớn hơn có tồn tại ở đó hay không.

Giáo sư Brenker giải thích: "Các phiến đá phụ cũng mang theo trầm tích biển sâu vào bên trong Trái Đất. Những trầm tích này có thể chứa một lượng lớn nước và CO2 lớn. Nhưng cho đến nay vẫn chưa rõ có bao nhiêu đi vào vùng chuyển tiếp ở dạng ổn định hơn, các khoáng chất hydrat hóa và cacbonat - và do đó cũng không rõ liệu lượng lớn nước có thực sự được lưu trữ ở đó hay không".

Các điều kiện hiện hành chắc chắn sẽ có lợi cho điều đó. Các khoáng chất wadsleyite và ringwoodit đậm đặc có thể (không giống như olivin ở độ sâu thấp hơn) lưu trữ một lượng lớn nước - trên thực tế lớn đến mức vùng chuyển tiếp về mặt lý thuyết có thể hấp thụ lượng nước gấp 6 lần lượng nước trong tất cả các đại dương của chúng ta.

"Vì vậy, chúng tôi biết rằng vùng chuyển tiếp (TZ) có khả năng lưu trữ nước rất lớn. Tuy nhiên, chúng tôi không biết liệu nó có thực sự làm như vậy hay không" - Giáo sư Brenker nói.

Bằng chứng về 'đại dương thứ 6' được tìm thấy trong quá trình phân tích một viên kim cương quý hiếm hình thành cách bề mặt Trái Đất 660 km.

Sau khi nghiên cứu một viên kim cương dạng hiếm, tìm thấy ở Botswana, châu Phi - viên kim cương này hình thành ở độ sâu 660 km, ngay giữa vùng chuyển tiếp (TZ) và lớp phủ dưới của Trái Đất, nơi ringwoodit là khoáng chất phổ biến - các nhà khoa học đã tìm thấy lượng lớn tạp chất ringwoodite - có hàm lượng nước cao - bám quanh viên kim cương.

Kim cương từ khu vực này rất hiếm, ngay cả trong số những viên kim cương hiếm có nguồn gốc siêu sâu, chỉ chiếm 1% kim cương. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu đã có thể xác định thành phần hóa học của viên kim cương hiếm. Nó gần như giống hệt như mọi mảnh vỡ của đá lớp phủ được tìm thấy trong đá bazan ở bất kỳ đâu trên thế giới. Điều này cho thấy viên kim cương chắc chắn đến từ lớp phủ Trái Đất.

"Các tạp chất trong viên kim cương 1,5 cm đủ lớn để cho phép xác định thành phần hóa học chính xác. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chứng minh rằng vùng chuyển tiếp không phải là một miếng bọt biển khô, mà chứa một lượng nước đáng kể. Điều này cũng đưa chúng ta đến gần hơn một bước với ý tưởng của nhà văn Pháp Jules Verne [tác giả hai tác phẩm nổi tiếng "Hành trình vào tâm Trái Đất" (1864), "Hai vạn dặm dưới biển" (1870)] về một đại dương bên trong Trái Đất. Sự khác biệt là không có đại dương nước lỏng ở dưới đó, mà là đá ngậm nước" - Giáo sư Brenker chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu giải thích rằng hàm lượng nước cao của vùng chuyển tiếp có hậu quả sâu rộng đối với tình hình động bên trong Trái Đất và nếu nó bị phá vỡ, nó có thể dẫn đến chuyển động khối lượng lớn trong lớp vỏ.

Nghiên cứu của nhóm nghiên cứu Đức-Ý-Mỹ đã được công bố trên tạp chí Nature, trong đó nói rằng cấu trúc bên trong và động lực học của Trái Đất được định hình bởi ranh giới 660 km giữa vùng chuyển tiếp lớp phủ trên và lớp phủ dưới.