Khoan vào lớp phủ Trái đất cho thấy thành phần bất ngờ của đá đại dương
Các nhà khoa học đã thu hồi được 1.268 mét đá từ lớp phủ Trái đất trong Chuyến thám hiểm 399, một kỷ lục thế giới về việc khoan liên tục được thực hiện tại Sống núi giữa Đại Tây Dương. Kỳ tích do Giáo sư Johan Lissenberg từ Đại học Cardiff dẫn đầu, xảy ra ở khu vực có lớp sâu này đặc biệt gần với đáy đại dương. Kết quả được công bố trên tạp chí Khoa học và mở ra những cách mới để hiểu cấu trúc bên trong của hành tinh.
Khám phá này mang lại dữ liệu trái ngược với những dự đoán trước đó. Các mẫu được thu thập từ Atlantis Massif cho thấy ít pyroxene và nhiều magiê hơn so với các mô hình khoa học dự đoán, cho thấy lớp phủ ở khu vực đó đã trải qua quá trình tan chảy dữ dội hơn nhiều so với tưởng tượng. Thành phần bất ngờ này cung cấp manh mối quan trọng về quá trình núi lửa và sự hình thành magma trên quy mô toàn cầu.
Tiết lộ về thành phần khoáng sản
Các nhà nghiên cứu đã phân tích thành phần khoáng vật chi tiết của đá được đưa lên từ đáy đại dương. Giáo sư Lissenberg giải thích rằng nghiên cứu đã ghi lại cả thành phần khoáng chất và thành phần hóa học của các mẫu. Các tuyến đường được xác định trong các tảng đá tiết lộ đường đi mà magma di chuyển lên bề mặt, đưa ra những lời giải thích mới về cơ chế phun trào núi lửa, đặc biệt là các hoạt động xảy ra dưới đáy biển, nguyên nhân gây ra phần lớn hoạt động núi lửa toàn cầu.
Lớp phủ Trái đất, nằm bên dưới lớp vỏ, là một dải đá bán rắn rộng lớn chảy theo quy mô hàng triệu năm. Chuyển động này nuôi sống các mảng kiến tạo và do đó tạo ra động đất và núi lửa. Phân tích các mẫu đá cho thấy các quá trình địa chất phức tạp liên tục thay đổi cấu trúc bên trong của hành tinh.
Việc khoan liên tục hơn một km đặt ra những thách thức kỹ thuật đáng kể. Tàu JOIDES Nghị quyết, được sử dụng trong chuyến thám hiểm, được trang bị công nghệ tiên tiến để trích xuất mẫu mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của nó. Cách tiếp cận này cho phép các nhà khoa học kiểm tra trình tự tự nhiên của các lớp đá, điều cần thiết để hiểu được lịch sử địa chất của lớp phủ.
Manh mối về sự xuất hiện của sự sống nguyên thủy
Đá lớp phủ chứa thông tin về cách sự sống có thể phát sinh trên Trái đất sơ khai. Khoáng chất olivin có nhiều trong các mẫu thu hồi sẽ phản ứng với nước biển để tạo ra hydro và các phân tử hữu cơ đơn giản khác. Những chất này được coi là thành phần thiết yếu cho sự hình thành của những sinh vật sống đầu tiên trên hành tinh.
Susan Q. Lang, một nhà nghiên cứu tại Viện Hải dương học Woods Hole, nhấn mạnh rằng những tảng đá có trên Trái đất sơ khai có nhiều điểm giống với các mẫu được thu thập trong chuyến thám hiểm này hơn là những tảng đá phổ biến hình thành nên các lục địa ngày nay. Phát hiện này cho thấy rằng việc hiểu được thành phần của lớp phủ mang lại những hiểu biết có giá trị về các điều kiện cần thiết cho sự sống xuất hiện.
Cơ chế phản ứng giữa olivin và nước biển tạo ra năng lượng hóa học có thể cung cấp năng lượng cho các sinh vật đầu tiên. Việc tiếp tục nghiên cứu những phản ứng này cho phép các nhà khoa học xây dựng lại các kịch bản về khả năng sinh sống trong những thời kỳ sớm nhất của Trái đất. Do đó, việc khám phá lớp phủ Trái đất trở thành một công cụ cơ bản cho sinh học vũ trụ và tìm kiếm sự sống trên các thế giới khác.
Leia Também
George Russell đảm bảo vị trí pole trong vòng loại hỗn loạn cho Giải Grand Prix Công thức 1 Áo
Croatia x Ghana: xem trực tiếp ở đâu, thời gian và đội hình thi đấu FIFA World Cup hôm nay
Panama x Anh: xem trực tiếp ở đâu, thời gian và đội hình thi đấu trận FIFA World Cup hôm nay
Ý nghĩa đối với hoạt động núi lửa và kiến tạo dưới biển
Nghiên cứu tiết lộ rằng hoạt động núi lửa dưới lòng đất diễn ra theo các mô hình khác với những gì được quan sát thấy ở các núi lửa lục địa. Đá lớp phủ, khi phun trào từ đáy đại dương, trải qua quá trình phân biệt magma độc đáo. Sự thay đổi lượng pyroxene trong các mẫu cho thấy magma ở khu vực đó trải qua quá trình phân tách khoáng chất khác với dự đoán.
- Khoáng olivin nồng độ cao trong mẫu
- Lớp phủ tan chảy dữ dội hơn ước tính trước đó
- Các tuyến magma được ghi lại trong các cấu trúc đá
- Các quá trình núi lửa ngầm chiếm ưu thế trên toàn cầu
- Phản ứng hóa học tạo ra các phân tử hữu cơ đơn giản
Sống núi giữa Đại Tây Dương, nơi diễn ra cuộc khoan, thể hiện một vùng mảng kiến tạo đang lan rộng. Ở khu vực này, lớp phủ nóng liên tục dâng lên, nguội đi khi tiếp xúc với nước biển và hình thành lớp vỏ đại dương mới. Hiểu được thành phần thực tế của vật chất nổi lên từ các vùng này cho phép chúng ta tinh chỉnh các mô hình động lực học vỏ và các dòng năng lượng nhiệt trong Trái đất.
Những tiến bộ trong việc tìm hiểu các lớp của Trái đất
Lớp vỏ Trái đất, lớp bề mặt nhất, được tạo thành từ những loại đá nhẹ hơn và lạnh hơn. Bên dưới nó, lớp phủ chiếm phần lớn nhất trong thể tích hành tinh. Ở lõi trung tâm, các kim loại nặng như sắt và niken tạo thành các cấu trúc rắn và lỏng. Việc khoan vào lớp phủ cung cấp dữ liệu trực tiếp về quá trình chuyển đổi cơ bản này.
Các cuộc thám hiểm khoan trước đây đã đạt đến độ sâu tương tự, nhưng độ sâu liên tục 1.268 mét vào lớp đá phủ đã đặt ra một tiêu chuẩn mới về kỹ thuật xuất sắc. Các nhà khoa học đã cố gắng giữ nguyên vẹn các mẫu trong quá trình khai thác, vận chuyển và bảo quản, bảo tồn được cấu trúc khoáng chất ban đầu. Việc bảo tồn này rất quan trọng cho các phân tích sau này nhằm tiết lộ thành phần bất ngờ.
Công nghệ được sử dụng trên tàu JOIDES Nghị quyết kết hợp âm thanh với điều khiển nhiệt độ và áp suất. Thiết bị này cho phép các nhà nghiên cứu thu thập mẫu ở độ sâu nơi áp suất và nhiệt độ cực cao đòi hỏi các quy trình chuyên dụng. Những tiến bộ kỹ thuật này mở ra triển vọng cho những cuộc thám hiểm trong tương lai thậm chí còn sâu hơn vào lớp vỏ Trái đất.
