Giải mã bí ẩn những hố băng sâu khổng lồ ở Siberia

Theo CNN, kể từ năm 2014, hơn 20 miệng hố như vậy đã được phát hiện ở bán đảo Yamal và Gyda (phía tây bắc Siberia). Miệng hố gần đây nhất được phát hiện vào tháng 8. Trong nhiều năm, các nhà khoa học bối rối để tìm cách giải mã sự hình thành của những miệng hố khổng lồ này. Một loạt các giả thuyết đã xuất hiện, bao gồm thiên thạch va chạm hoặc thậm chí là người ngoài hành tinh, để giải thích cách tạo ra các miệng hố trên.

Gần đây, một nhóm kỹ sư, nhà vật lý và nhà khoa học máy tính đã đưa ra lời giải thích mới về sự hình thành các miệng hố khổng lồ ở Siberia. Theo đó, các nhà khoa học chỉ ra rằng sự kết hợp giữa biến đổi khí hậu do con người gây ra và địa chất bất thường của khu vực là những yếu tố hình thành các miệng hố nói trên.

Trước đó, các nhà khoa học thống nhất chung rằng các hố hình thành khi khí (bao gồm cả khí mê-tan) tích tụ bên trong khoang băng, khiến một gò đất xuất hiện trên mặt đất. Khi áp suất bên dưới lớn dần và vượt qua sức ép của gò đất bên trên, thì gò đất sẽ bị thổi bay à các mảnh vụn khác trong vụ nổ và để lại một miệng hố khổng lồ. Câu hỏi tranh luận hiện nay là cơ chế cụ thể hơn về cách áp suất tăng lên và nguồn gốc chính xác của các loại khí.

Bà Ana Morgado, tác giả nghiên cứu và kỹ sư hóa học tại Đại học Cambridge (Anh) cho biết: “Không có báo cáo nào về bất cứ điều gì liên quan quá trình đốt cháy hóa học”. Mọi thứ diễn ra mang tính vật lý giống như việc bơm lốp xe.

Theo phát hiện mới, các nhà khoa học tập trung tìm hiểu tính đặc trưng xoay quanh địa chất phức tạp của khu vực. Cụ thể, bên dưới mặt đất là lớp đất đóng băng vĩnh cửu dày – một hỗn hợp đất, đá, trầm tích được giữ lại với nhau bằng băng, và một lớp “mê-tan hydrate” – một dạng rắn của khí mê-tan. Kẹp giữa 2 lớp này là những túi nước mặn được gọi là “cryopegs”.

Khi biến đổi khí hậu khiến nhiệt độ tăng lên, lớp băng trên bề mặt sẽ tan chảy, khiến nước chảy xuống qua lớp đất đóng băng vĩnh cửu và vào lớp “mê-tan hydrate”, thấm vào lớp nước mặn. Tuy nhiên, không có đủ không gian cho lượng nước bổ sung, khiến áp suất tăng lên và mặt đất rạn ra, tạo ra các vết nứt trên bề mặt. Các vết nứt này gây ra sự sụt giảm nhanh chóng áp suất ở độ sâu, làm hỏng lớp mê-tan hydrate và gây ra vụ nổ.

Nghiên cứu cho hay quá trình phức tạp giữa lớp đất đóng băng vĩnh cửu và khí mê-tan tan chảy có thể kéo dài hàng thập niên trước khi xảy ra một vụ nổ. Bà Morgado cho biết quá trình này rất đặc thù đối với khu vực Siberia, đồng thời nhấn mạnh các nhà nghiên cứu vẫn có thể củng cố giả thuyết này bằng cách xem xét thêm các yếu tố khác.

Nhiều tranh cãi

Phát hiện mới trên đã nhận lại nhiều ý kiến ngược dòng từ các nhà nghiên cứu trên thế giới. Ông Evgeny Chuvilin, nhà khoa học nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Skolkovo (Nga) đánh giá ý tưởng của nghiên cứu trên rất “mới lạ” nhưng không đồng tình quan điểm cho rằng miệng hố hình thành do địa chất của khu vực.

Ông Chuvilin chia sẻ với CNN rằng lớp đất đóng băng vĩnh cửu ở tây bắc Siberia là bất thường vì có hàm lượng băng và mê-tan rất cao. Do vậy, quá trình để nước từ lớp đất trên cùng đi qua lớp đất đóng băng vĩnh cửu và đến được các lớp băng giá sâu bên dưới lòng đất, rất khó xảy ra. Ông Chuvilin cho rằng những phát hiện này “vẫn còn quá chung chung” và không tính đến sự phức tạp của khu vực. Theo ông Chuvilin, hiện còn nhiều việc phải làm để giúp giải quyết những bí ẩn về cách thức diễn ra chính xác của quá trình này.

Bà Lauren Schurmeier, một nhà địa vật lý tại Đại học Hawaii (Mỹ) đồng tình với ông Chuvilin. Bà Schurmeier cho biết mặc dù nghiên cứu có lý về mặt lý thuyết và vẫn còn “nhiều nguồn khí tiềm năng cho các miệng hố này”.

Hầu hết các nhà khoa học đều đồng ý là biến đổi khí hậu đang đóng vai trò nhất định và có thể dẫn đến sự gia tăng các miệng hố khổng lồ trong tương lai. Do đó, theo CNN, các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục theo dõi những hiện tượng trên để dự đoán nơi chúng có khả năng xuất hiện trong tương lai cũng như phân tích ảnh hưởng đến khu dân cư hoặc hoạt động dầu khí trong khu vực.