Mũi khoan sâu nhất vào lớp phủ Trái đất

Các nhà nghiên cứu khoan mẫu vật đá sâu nhất từ lớp phủ của Trái đất với mũi khoan xuyên qua 1,2km ở sống núi giữa Đại Tây Dương.

Mẫu vật lõi được khoan trong Chương trình khám phá đại dương quốc tế năm 2023. Các nhà nghiên cứu trên tàu JOIDES Resolution khoan xuống khối núi Đại Tây Dương thuộc sống núi giữa Đại Tây Dương, nơi đáy biển tách giãn và đá ở lớp phủ nhô lên mặt đất. Vị trí khoan nằm gần "Lost City", một cánh đồng mạch phun thủy nhiệt chứa đầy cấu trúc hình tháp và tổ ong, giải phóng methane và hydro vào nước biển. Nhiều tổ chức vi sinh vật sống nhờ những phân tử này, hỗ trợ quần thể động vật không xương sống nhỏ như sên biển và giun ống.

Đá lớp phủ quan sát dưới kính hiển vi thạch học. (Ảnh: Johan Lissenberg).

Đá ở lớp phủ khá mong manh và dễ vỡ ra, làm tắc mũi khoan, nhưng nhóm nghiên cứu rất may mắn vì có thể thu thập mẫu vật thuận lợi. Họ bắt đầu kéo những đoạn nguyên vẹn dài tới 5 m từ hố khoan. Tổng cộng, họ đã thu được hơn 7% của lõi loan dài 1,2km, vượt xa so với sự kiến, theo William Brazelton, nhà vi sinh vật học ở Đại học Utah. Nhóm nghiên cứu phải đập nhỏ đá bằng búa tạ gần 24 giờ một ngày trong dự án khoan kéo dài hai tháng.

Ở khu vực giàu mạch phun thủy nhiệt này, tương tác giữa đất đá lớp phủ và nước biển tạo ra những hóa chất quan trọng đối với sự sống. Nỗ lực trước đây nhằm khoan xuống đất đá lớp phủ chỉ đạt độ sâu 201m, không đủ sâu để tìm kiếm tổ chức sinh vật như vi khuẩn ưa nhiệt, theo Gordon Southam, nhà địa vi sinh vật học ở Đại học Queensland ở Australia, đồng tác giả nghiên cứu mô tả mẫu vật lõi trên tạp chí Science hôm 8/8.

"Mỗi lần máy khoan thu được một phần lõi sâu khác, đội vi sinh vật thu thập mẫu vật để nuôi cấy vi khuẩn nhằm xác định giới hạn của sự sống ở hệ sinh thái biển bên dưới mặt đất sâu", Southam cho biết. "Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là tăng cường hiểu biết về nguồn gốc sự sống và vạch rõ tiềm năng của sự sống bên ngoài Trái đất".

Lõi đá cũng có thể giải đáp nhiều câu hỏi về chuyển động của lớp phủ, theo Johan Lissenberg, nhà địa hóa học ở Đại học Cardiff tại Anh, tác giả chính của nghiên cứu. Từ mẫu đá phun ra bởi núi lửa dưới đại dương, các nhà nghiên cứu cho biết lớp phủ có nhiều thành phần đá đa dạng, đến từ sự tuần hoàn của mảng kiến tạo bên trong Trái đất.

Với mẫu vật lớp phủ mới, Lissenberg và cộng sự có thể xem xét độ đa dạng của đất đá, sau đó phục dựng quá trình những mảng khác nhau của lớp phủ tan chảy và cách chúng dịch chuyển lên mặt đất. Cho tới nay, nhóm nghiên cứu phát hiện thay vì di chuyển theo chiều dọc, chúng di chuyển theo đường chéo tới gần bề mặt.

• Bí ẩn về lỗ khoan ở Ai Cập cổ
• Khai thác dầu mỏ hiệu quả: Hyperboloid thay cho mũi khoan
• Mũi khoan có nguy cơ gây ra vụ phun trào núi lửa dữ dội ở Italy