Sâu dưới lòng đất ở Zăm-bi-a, các nhà khoa học đã phát hiện dấu hiệu cho thấy châu Phi đang chậm rãi bị “xé rách”. Những manh mối từ các suối địa nhiệt sủi bọt cho thấy vật chất nóng chảy từ lớp phủ Trái Đất đang trồi lên qua một vết nứt ẩn trong vỏ Trái Đất — một quá trình có thể đánh dấu sự hình thành của một đới kiến tạo lục địa mới.
Phát hiện này đến từ việc phân tích các khí thoát ra từ các suối nước nóng trong đới Kafue của Zăm-bi-a. Các nhà nghiên cứu ghi nhận nồng độ cao bất thường của đồng vị heli có nguồn gốc từ lớp phủ Trái Đất — một “dấu vân tay” hóa học cho thấy có sự kết nối trực tiếp giữa bề mặt và phần sâu bên trong hành tinh. Theo thời gian hàng triệu năm, các đới tách giãn như vậy có thể phát triển thành ranh giới mảng kiến tạo, đủ sức tái định hình các lục địa và thậm chí tạo ra đại dương mới.
Đồng thời, hoạt động địa chất này cũng có thể mang lại lợi ích trước mắt. Các hệ thống đới tách giãn thường gắn với nguồn năng lượng địa nhiệt và các trữ lượng khí ngầm như heli và hydro — những nguồn tài nguyên ngày càng quan trọng đối với công nghệ và hệ thống năng lượng hiện đại.
“Các suối nước nóng dọc theo đới tách giãn Kafue của Zăm-bi-a có các dấu hiệu đồng vị heli cho thấy chúng có kết nối trực tiếp với lớp phủ Trái Đất, nằm ở độ sâu từ 40 đến 160 km dưới bề mặt,” giáo sư Mike Daly thuộc Đại học Oxford, đồng tác giả bài nghiên cứu đăng trên Frontiers in Earth Science, cho biết. “Sự kết nối này là bằng chứng cho thấy ranh giới đứt gãy của đới Kafue đang hoạt động, và vì vậy toàn bộ đới tách giãn Tây Nam châu Phi cũng đang hoạt động — điều này có thể là dấu hiệu sớm cho sự tách rời của khu vực cận Sahara ở châu Phi.”
Bằng chứng về một đới tách giãn ẩn
Đới tách giãn Kafue là một phần của hệ thống đứt gãy dài 2.500 km kéo dài từ Tanzania đến Namibia, với khả năng liên kết tới sống núi giữa Đại Tây Dương. Các nhà nghiên cứu quan tâm đến khu vực này vì địa hình bất thường, hoạt động địa nhiệt và nhiều suối nước nóng — tất cả đều là dấu hiệu của một hệ thống đới tách giãn đang hình thành.
Để xác nhận một đới tách giãn mới đang phát triển, các nhà khoa học cần bằng chứng rằng vật chất từ sâu bên trong Trái Đất đã đi lên bề mặt. Cụ thể, họ tìm kiếm dấu hiệu hóa học cho thấy các chất lưu từ lớp phủ đã di chuyển lên qua vỏ Trái Đất.
Daly nói: “Một đới tách giãn có thể trở thành ranh giới mảng, nhưng thông thường hoạt động của nó dừng lại trước khi đạt đến giai đoạn tách vỏ thạch quyển và hình thành ranh giới mảng.”
Các nhà nghiên cứu đã thu thập mẫu khí từ tám giếng địa nhiệt và suối nước nóng trên khắp Zăm-bi-a, bao gồm sáu điểm trong khu vực đới tách giãn nghi ngờ và hai điểm bên ngoài. Các khí thoát lên qua nước được phân tích trong phòng thí nghiệm để đo đồng vị — các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố.
Vì tỷ lệ đồng vị khác nhau giữa lớp vỏ và lớp phủ Trái Đất, các nhà khoa học có thể truy vết nguồn gốc của khí. Nhóm nghiên cứu cũng so sánh mẫu từ Zăm-bi-a với dữ liệu của Hệ thống Đới tách giãn Đông Phi — một hệ thống đới tách giãn lâu đời và phát triển rõ ràng hơn.
Dấu hiệu từ lớp phủ dưới Zăm-bi-a
Kết quả cho thấy khí từ đới Kafue chứa tỷ lệ đồng vị heli tương tự như trong Hệ thống đới tách giãn Đông Phi. Trong khi đó, các suối nằm ngoài vùng đới tách giãn không có mẫu tương tự.
Các nhà nghiên cứu loại trừ khả năng khí đến từ khí quyển vì tỷ lệ đồng vị không khớp với không khí. Lớp vỏ Trái Đất đơn thuần cũng không thể giải thích kết quả, do mẫu chứa quá nhiều heli có nguồn gốc từ lớp phủ.
Khí từ đới tách giãn Kafue cũng chứa lượng CO₂ phù hợp với các chất lưu từ lớp phủ. Các nhà khoa học cho rằng đồng vị heli là chỉ dấu hữu ích cho giai đoạn đầu của quá trình tách giãn kiến tạo. Dựa trên tiến trình của Hệ thống đới tách giãn Đông Phi, họ dự đoán lượng phát thải CO₂ sẽ trở nên rõ rệt hơn theo thời gian khi hoạt động núi lửa phát triển.
Ý nghĩa đối với tương lai châu Phi
Các nhà khoa học cho rằng phát hiện này có thể mang lại lợi ích kinh tế quan trọng. Các hệ thống đới tách giãn giai đoạn sớm có thể cung cấp nguồn năng lượng địa nhiệt, cũng như các trữ lượng heli và hydro dưới lòng đất ít bị pha loãng bởi khí núi lửa.
Phát hiện này cũng có thể ảnh hưởng đến hiểu biết khoa học về cách châu Phi có thể tách đôi trong tương lai.
“Tuy nhiên, nghiên cứu này mới chỉ dựa trên phân tích heli từ một khu vực chung trong hệ thống đới tách giãn Tây Nam châu Phi, vốn kéo dài hàng nghìn km,” Daly cảnh báo. “Nghiên cứu ban đầu này đang được tiếp nối bằng các nghiên cứu mở rộng hơn, bước tiếp theo dự kiến sẽ hoàn thành trong năm nay.”
Các nhà khoa học nghiên cứu suối địa nhiệt ở Zăm-bi-a có thể đã phát hiện dấu hiệu của một đới tách giãn lục địa mới đang hình thành sâu dưới miền nam châu Phi. Ảnh: SciTechDaily
