Mẫu đá từ lớp phủ Trái đất nhìn dưới kính hiển vi thạch học. Mẫu vật cho thấy lịch sử của quá trình tan chảy Manti và sự tương tác nước biển - đá - Ảnh: Nature/Johan Lissenberg
Một nhóm nhà khoa học sử dụng một tàu khoan đại dương đã khoan được hố sâu nhất từ trước đến nay từ tầng Manti của Trái đất, xuyên xuống độ sâu 1.268m dưới đáy biển Đại Tây Dương. Kết quả là họ đã thu được một mẫu lớn cung cấp manh mối về lớp đá dày nhất hành tinh của chúng ta.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Science ngày 8-8.
Theo nhóm nhà khoa học do nhà địa chất Johan Lissenberg của Đại học Cardiff ở Anh dẫn đầu, mẫu lõi hình trụ này sẽ cho thấy rõ hơn thành phần của tầng Manti trên và các quá trình hóa học xảy ra khi lớp đá này phản ứng với nước biển trong một khoảng nhiệt độ. Các nhà khoa học cho rằng những quá trình như vậy có thể đã hỗ trợ sự sống xuất hiện trên Trái đất hàng tỉ năm trước.
Lớp Manti, chiếm hơn 80% thể tích của Trái đất, là lớp đá silicat nằm giữa lớp vỏ ngoài và lõi. Đá Manti thường khó tiếp cận ngoại trừ các vị trí đáy biển trải rộng giữa các mảng lục địa di chuyển chậm tạo nên bề mặt hành tinh.
Một trong những nơi như vậy là Atlantis Massif, một khối núi dưới nước, nơi đá Manti lộ ra dưới đáy biển. Atlantis Massif nằm ở giữa Đại Tây Dương ngay phía tây của Mid-Atlantic Ridge, ranh giới giữa hai mảng kiến tạo Bắc Mỹ và mảng Á - Âu và châu Phi.
Sử dụng thiết bị trên tàu JOIDES Resolution, nhóm nghiên cứu đã khoan sâu vào lớp đá Manti khoảng 850m dưới bề mặt đại dương từ tháng 4 đến tháng 6-2023. Mẫu lõi thu được gồm hơn 70% đá (dài 886m) tính từ hố khoan, và có đường kính khoảng 6,5cm.
Theo nhà địa chất Lissenberg, đây là kỷ lục bởi việc khoan vào lớp đá Manti trước đây vốn khó khăn, độ sâu không quá 200m và tỉ lệ đá thu được tương đối thấp. Tuy nhiên trong nghiên cứu mới, nhóm nhà khoa học đã khoan sâu xuống 1.268m, thu được nhiều lớp đá Manti liên tiếp.
Chuyên gia Lissenberg cho biết phản ứng giữa nước biển và đá Manti trên hoặc gần đáy biển giải phóng ra hydro, từ đó tạo thành các hợp chất chẳng hạn như khí methane, vốn hỗ trợ sự sống của vi sinh vật. Đây là một trong các giả thuyết về nguồn gốc sự sống trên Trái đất.
Mẫu lõi trên giúp các nhà khoa học nghiên cứu những phản ứng này một cách chi tiết và ở nhiều khoảng nhiệt độ, từ đó liên hệ với kết quả quan sát của các nhà vi sinh vật đối với vi khuẩn trong đá và dưới đáy đại dương. Hiện các nhà nghiên cứu vẫn đang phân tích mẫu lõi.
Các nhà khoa học phân tích mẫu đá sâu nhất từ lớp phủ của Trái đất - Ảnh: REUTERS
Cấu tạo của Trái đất. Lớp Manti (Mantle) là lớp đá silicat nằm giữa lớp vỏ ngoài và lõi, chiếm hơn 80% thể tích của Trái đất - Ảnh minh họa: GETTY IMAGES