Nước không chỉ là cội nguồn của sự sống mà còn là chất bôi trơn hoàn hảo cho các hoạt động địa chất. Nó giúp các mảng kiến tạo khổng lồ trượt lên nhau một cách trơn tru, từ đó hỗ trợ điều hòa khí hậu hành tinh.
Tuy nhiên, bí ẩn về việc nước thâm nhập và lưu trữ sâu bên trong lớp phủ Trái đất vẫn luôn làm đau đầu giới khoa học. Gần đây, một nghiên cứu đột phá trên tạp chí Nature Geoscience đã hé lộ những manh mối đầu tiên.
Các nhà khoa học nhận định rằng một lượng nước khổng lồ đang nằm ngay ranh giới giữa lớp phủ và lõi ngoài lỏng. Khu vực này trải dài từ độ sâu 660 km đến tận 2.900 km dưới lòng đất.
Hình ảnh mô phỏng về một kho chứa nước khổng lồ có thể đang tồn tại sâu bên trong lõi Trái đất.
Để tái tạo môi trường khắc nghiệt dưới đáy lớp phủ, các chuyên gia đã sử dụng thiết bị buồng nén kim cương. Các mẫu vật siêu nhỏ được ép chặt giữa hai đầu kim cương và đốt nóng bằng tia laser cường độ cao.
Thông qua quá trình này, họ đã định danh được hai dạng khoáng chất sắt oxyhydroxide hoàn toàn mới là Fe5O12Hx và Fe7O12Hx. Đặc tính nổi bật nhất của chúng là khả năng ngậm nước tuyệt vời ngay cả trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực đại.
Khả năng sinh tồn của hai khoáng chất này rất đáng kinh ngạc, ngay cả khi lượng nước ban đầu chưa tới 0,1%. Điều này chứng minh rằng chỉ cần một lượng hydro nhỏ bé cũng đủ để duy trì cấu trúc của các hợp chất này.
Theo trang ScienceAlert, hai khoáng chất mới có mật độ vật chất đặc và nặng hơn rất nhiều so với lớp đá xung quanh. Chúng có thể đã hình thành từ thuở sơ khai, khi đại dương magma bắt đầu nguội lạnh và chìm dần xuống đáy.
Lượng nước ngầm khổng lồ này không hề bị giam cầm vĩnh viễn trong bóng tối. Khi các dòng đối lưu hoạt động, chúng sẽ đẩy khối vật chất chứa nước bốc lên cao, làm giảm áp suất và phá vỡ cấu trúc khoáng chất.
Cuối cùng, dòng nước này sẽ tìm đường quay trở lại bề mặt Trái đất thông qua các đợt phun trào núi lửa. Dù vậy, nhóm nghiên cứu tại Đại học Leeds vẫn đang nỗ lực tính toán lượng nước chính xác đang được lưu trữ dưới tâm hành tinh.
Phát hiện lịch sử này đã định hình lại hoàn toàn tư duy của chúng ta về chu trình tuần hoàn nước. Nó mở ra hướng đi mới để tìm hiểu cách Trái đất gìn giữ và tái phân phối nguồn sống trong suốt chiều dài lịch sử.
Theo Nature Geoscience và ScienceAlert.
Tuy nhiên, bí ẩn về việc nước thâm nhập và lưu trữ sâu bên trong lớp phủ Trái đất vẫn luôn làm đau đầu giới khoa học. Gần đây, một nghiên cứu đột phá trên tạp chí Nature Geoscience đã hé lộ những manh mối đầu tiên.
Các nhà khoa học nhận định rằng một lượng nước khổng lồ đang nằm ngay ranh giới giữa lớp phủ và lõi ngoài lỏng. Khu vực này trải dài từ độ sâu 660 km đến tận 2.900 km dưới lòng đất.
Hình ảnh mô phỏng về một kho chứa nước khổng lồ có thể đang tồn tại sâu bên trong lõi Trái đất.
Thí nghiệm mô phỏng áp suất dưới lòng đất
Để tái tạo môi trường khắc nghiệt dưới đáy lớp phủ, các chuyên gia đã sử dụng thiết bị buồng nén kim cương. Các mẫu vật siêu nhỏ được ép chặt giữa hai đầu kim cương và đốt nóng bằng tia laser cường độ cao.
Thông qua quá trình này, họ đã định danh được hai dạng khoáng chất sắt oxyhydroxide hoàn toàn mới là Fe5O12Hx và Fe7O12Hx. Đặc tính nổi bật nhất của chúng là khả năng ngậm nước tuyệt vời ngay cả trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực đại.
Khả năng sinh tồn của hai khoáng chất này rất đáng kinh ngạc, ngay cả khi lượng nước ban đầu chưa tới 0,1%. Điều này chứng minh rằng chỉ cần một lượng hydro nhỏ bé cũng đủ để duy trì cấu trúc của các hợp chất này.
Cơ chế vận hành của chu trình nước sâu
Theo trang ScienceAlert, hai khoáng chất mới có mật độ vật chất đặc và nặng hơn rất nhiều so với lớp đá xung quanh. Chúng có thể đã hình thành từ thuở sơ khai, khi đại dương magma bắt đầu nguội lạnh và chìm dần xuống đáy.
Lượng nước ngầm khổng lồ này không hề bị giam cầm vĩnh viễn trong bóng tối. Khi các dòng đối lưu hoạt động, chúng sẽ đẩy khối vật chất chứa nước bốc lên cao, làm giảm áp suất và phá vỡ cấu trúc khoáng chất.
Cuối cùng, dòng nước này sẽ tìm đường quay trở lại bề mặt Trái đất thông qua các đợt phun trào núi lửa. Dù vậy, nhóm nghiên cứu tại Đại học Leeds vẫn đang nỗ lực tính toán lượng nước chính xác đang được lưu trữ dưới tâm hành tinh.
Phát hiện lịch sử này đã định hình lại hoàn toàn tư duy của chúng ta về chu trình tuần hoàn nước. Nó mở ra hướng đi mới để tìm hiểu cách Trái đất gìn giữ và tái phân phối nguồn sống trong suốt chiều dài lịch sử.
Theo Nature Geoscience và ScienceAlert.
Lưu ý: Tài nguyên được chia sẻ miễn phí (GNU GPL), chỉ phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.
