Phát hiện đáy đại dương cổ đại bao quanh lõi Trái đất

Các nhà khoa học tìm thấy một đáy đại dương cổ đại sâu trong lòng Trái đất với nhiều ngọn núi cao gấp 5 lần núi Everest thông qua dữ liệu địa chấn.

Các nhà nghiên cứu thu thập dữ liệu sóng địa chấn ở Nam Cực. (Ảnh: Edward Garnero & Mingming Li).

Sử dụng dữ liệu địa chấn thu được ở Nam Cực trong 3 năm qua, một nhóm nghiên cứu kết luận cách đây hàng triệu năm, đáy đại dương di chuyển về phía tâm Trái đất và dừng lại như một lớp tương đối mỏng bao quanh lõi hành tinh. Các nhà nghiên cứu cho biết phát hiện có thể ảnh hưởng tới hiểu biết của chúng ta về cách nhiệt độ thoát ra từ lõi, hay vật chất ở đại dương có thể quay lại bề mặt như thế nào thông qua phun trào núi lửa. Họ công bố kết quả nghiên cứu hôm 5/4 trên tạp chí Science Advances.

Khi nhà khoa học địa chất Samantha Hansen và cộng sự từ Đại học Alabama (UA) lắp đặt 15 địa chấn kế ở Nam Cực năm 2012, họ muốn sử dụng sóng từ động đất quanh hành tinh để chụp ảnh những ngọn núi bị chôn vùi phần lớn bên dưới lớp băng. Trong khi nghiên cứu kéo dài 3 năm đó rất thành công và cho ra đời vài bài báo, dữ liệu hé lộ năng lượng khác thường xuất hiện sau khi sóng từ động đất truyền qua ranh giới giữa lớp lõi và lớp phủ (CMB). Điều này thúc đẩy Hansen và đồng nghiệp tiến hành nghiên cứu kỹ hơn.

CMB nằm ở độ sâu khoảng 3.219km bên dưới bề mặt Trái đất. Tại đấy, nhóm nghiên cứu nhận thấy sóng địa chấn chậm lại khi chúng va vào một lớp nào đó. Dù lớp mới sâu khoảng 5 - 40 km, nó tương đối mỏng về mặt cấu tạo hành tinh. Tốc độ chậm lại của sóng truyền qua khiến khu vực được đặt tên là vùng có vận tốc cực thấp (ULVZ).

Phân tích hàng nghìn ghi chép địa chấn từ Nam Cực, phương pháp chụp ảnh độ phân giải cao của nhóm nghiên cứu phát hiện vùng vật chất mỏng khác thường ở CMB tại mọi điểm thăm dò. Theo Edward Garnero, giáo sư ở Trường Khoa học và Khám phá vũ trụ tại Đại học Arizona, độ dày của vật liệu khác biệt từ vài kilomet tới hàng chục kilomet, chứng tỏ họ đang thấy những ngọn núi ở lõi, một số nơi cao gấp 5 lần núi Everest.

Cách sóng địa chấn di chuyển chậm lại khi va vào ULVZ khiến nhóm nghiên cứu kết luận nó bao gồm vật chất từ một đáy đại dương cổ đại bị đẩy qua lớp phủ của Trái đất trong hàng trăm triệu năm. Đó là vì vật chất như vậy thậm chí đặc hơn đá lỏng cấu thành lớp phủ, làm chậm tốc độ của sóng địa chấn tới mức biểu lộ trong dữ liệu.

Dữ liệu từ nghiên cứu chỉ ra ULVZ có thể bao quanh toàn bộ lõi của Trái đất. "Nghiên cứu địa chấn như của chúng tôi cung cấp ảnh chụp độ phân giải cao nhất về cấu trúc bên trong của hành tinh và chúng tôi phát hiện cấu trúc này phức tạp hơn nhiều so với suy nghĩ. Nghiên cứu cung cấp liên kết quan trọng giữa cấu trúc nông và sâu của Trái đất cũng như các quá trình vận động của hành tinh".