Khoan xuống lớp băng Nam Cực, giới khoa học choáng váng khi thấy dấu tích 14-30 triệu năm tuổi 'ẩn mình'

Bất ngờ dưới lớp băng Nam Cực

Khi một mũi khoan lặng lẽ xuyên qua hàng nghìn mét băng tại vùng sâu của South Pole Basin (Nam Cực), các nhà khoa học bất ngờ phát hiện dưới đáy lớp băng một lớp trầm tích cổ xưa – dấu tích được tích tụ dần trong suốt 14 đến 30 triệu năm, như một 'khoảng thời gian bị đóng băng' dưới lòng Nam Cực. Phát hiện này không chỉ hé lộ quá trình địa chất lao động thầm lặng dưới tấm băng mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới về lịch sử khí hậu Trái Đất.

Theo Phys, nhóm nghiên cứu của University of Texas Institute for Geophysics (UTIG), dẫn đầu bởi Duncan Young, trong khuôn khổ hợp tác với Center for Oldest Ice Exploration (COLDEX) sử dụng radar trên không khảo sát vùng sâu nội địa Đông Nam Cực gần Nam Cực.

Họ phát hiện tại đáy lớp băng hay được gọi là basal unit có chứa trầm tích mịn màng, nằm giữa đáy và lớp băng bên trên. "Chúng tôi đã không mong đợi điều này," Young nói.

Theo họ, lớp băng trong quá trình di chuyển chậm qua một dãy núi ngầm bên dưới đã mang theo một lượng rất nhỏ trầm tích rồi lắng đọng tại lưu vực. Quá trình này diễn ra dần dần trong khoảng 14–30 triệu năm, khiến trầm tích tích tụ và hình thành một "lưu vực trầm tích dưới băng" chưa từng được ghi nhận trước đây.

Theo Utexas, những vùng dưới lớp băng này cũng liên quan tới sự gia tăng nhiệt từ lòng Trái Đất (geothermal heat), làm tan chảy đáy lớp băng, hình thành các hồ ngầm và ảnh hưởng tới cách lớp băng chảy phía trên.

Vì sao phát hiện này quan trọng?

Lớp băng cổ vẫn là kho tư liệu quý giá cho lịch sử khí hậu: bọt khí và hóa chất đóng băng lưu giữ thông tin về nhiệt độ, nồng độ CO₂, địa chất. Điều này đã được mô tả trong các bài viết tổng quan về việc khoan ice-core.

Việc tìm thấy một lớp trầm tích cổ rất lâu nằm dưới đáy băng giúp bổ sung mảng địa chất bị "che phủ" bởi băng và chưa được quan sát chi tiết. Nhiều thông tin về cấu trúc đáy và nhiệt độ đáy băng ảnh hưởng lớn tới cách lớp băng phản ứng với biến đổi khí hậu.

Đây là tiền đề để xác định khu vực nào có khả năng bảo tồn "lớp băng liên tục lâu đời nhất", yếu tố then chốt nếu muốn khoan được mẫu băng có niên đại vượt 800.000 năm và sâu hơn.

Những điểm cần lưu ý và hạn chế

Dù trầm tích có niên đại 14–30 triệu năm được định danh như quá trình tích tụ của basal unit, không có nghĩa rằng phần đáy băng hiện tại là băng nằm trực tiếp tại thời điểm tạo ra trầm tích đó. Nói cách khác, lớp băng giữa vẫn có thể bị tái cấu trúc, tan chảy hoặc tràn.

Khu vực khảo sát là vùng nội địa sâu của Đông Nam Cực, nơi điều kiện cực kỳ khắc nghiệt, và việc khoan lấy mẫu trực tiếp vẫn chưa diễn ra ở mức độ cho thấy trầm tích đến từ khoan thực tế.

Mục tiêu ban đầu của UTIG và COLDEX là tìm băng liên tục lâu đời nhất để phân tích khí cổ; phát hiện trầm tích lại gợi ý rằng đáy băng nơi này có thể không phù hợp để khoan mẫu băng liên tục lâu đời do tan chảy đáy băng. Young cảnh báo: "Mặc dù lưu vực Nam Cực này có trầm tích, nhưng đáy băng có thể đã tan chảy, nên không phải nơi lý tưởng để tìm băng cực cổ."

Bối cảnh nghiên cứu và liên hệ tới các phát hiện trước

Theo Live Science, nhiều nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng lớp băng tại Allan Hills, Đông Nam Cực, chứa băng có tuổi định được khoảng 6 triệu năm đã lập kỷ lục mới về băng trực tiếp được ngày tháng.

Ngoài ra, bằng các phương pháp địa chất trầm tích, người ta xác định rằng tấm băng Nam Cực bắt đầu hình thành cách đây hơn 30 triệu năm.

Việc phát hiện trầm tích dưới đáy lớp băng của Nam Cực nằm trong bối cảnh này cho thấy phần đáy của lớp băng không đơn thuần là nền đá, mà có thể là kho lưu trữ "bề mặt/đáy" của hệ thống băng/đá đã từng vận động và thay đổi qua thời gian rất dài.

Việc phát hiện trầm tích có tuổi tích tụ từ 14–30 triệu năm dưới lớp băng Nam Cực là một dấu mốc quan trọng trong nghiên cứu hệ băng Nam Cực và lịch sử địa-chất khí hậu Trái Đất. Tuy nhiên, nếu mục tiêu là khoan mẫu băng cổ nhất để phục vụ phân tích khí hậu, thì cần cân nhắc kỹ vị trí cần tránh các khu vực đáy băng đã bị tan chảy hoặc tái cấu trúc.

Các nhà nghiên cứu khuyến nghị tiếp tục khảo sát với radar, phương pháp địa âm, và khoan thử ở nhiều vùng khác nhau để tìm nơi có băng liên tục, tuổi cao, và đáy ổn định là điều rất quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu đang tăng tốc.