Các nhà địa chất phát hiện một hệ thống sông khổng lồ nằm sâu dưới lớp băng Nam Cực

Sau khi đào sâu vào lớp băng khổng lồ của Tây Nam Cực, các nhà địa chất đã phát hiện ra tàn tích của một hệ thống sông cổ xưa từng chảy dài gần hàng nghìn km. Theo các nhà nghiên cứu, phát hiện này cung cấp một cái nhìn thoáng qua về lịch sử Trái đất và gợi ý về cách biến đổi khí hậu cực đoan có thể thay đổi hành tinh của chúng ta.

Johann Klages, đồng tác giả nghiên cứu và là nhà trầm tích học tại Trung tâm Nghiên cứu Địa cực và Biển Helmholtz của Viện Alfred Wegener ở Đức, nói với Live Science: "Nếu suy nghĩ về một sự biến đổi khí hậu nghiêm trọng tiềm tàng trong tương lai, chúng ta cần học hỏi từ các giai đoạn trong lịch sử Trái đất khi điều đó đã xảy ra".

Từ 34 triệu đến 44 triệu năm trước, một kỷ nguyên được gọi là từ thế Thủy Tân (Eocen) giữa đến cuối, bầu khí quyển của Trái đất đã biến đổi mạnh mẽ. Khi nồng độ carbon dioxide (CO2) giảm mạnh, sự làm mát toàn cầu đã kích hoạt sự hình thành các sông băng trên Trái đất vốn không có băng.

Các nhà nghiên cứu đang tập trung tìm hiểu cách thức diễn ra của biến cố khí hậu quan trọng này tại Nam Cực, nhất là trong bối cảnh nồng độ CO2 trên Trái Đất hiện đang gia tăng. Theo Klages, vào cuối kỷ Thủy Tân, lượng CO2 trong khí quyển cao gần gấp đôi so với hiện tại. Tuy nhiên, ông cũng chỉ ra rằng nếu khí nhà kính tiếp tục tăng theo xu hướng hiện nay, trong vòng 150 đến 200 năm tới, nồng độ CO2 có thể đạt đến mức tương đương với thời kỳ đó.

Tuy nhiên, việc tìm hiểu quá khứ là một bài toán khó. Phần lớn Tây Nam Cực ngày nay được bao phủ trong băng, khiến việc tiếp cận đá trầm tích, vốn rất quan trọng để nghiên cứu môi trường ban đầu, trở nên khó khăn. Các nhà địa chất thường dựa vào loại hạt, khoáng chất và hóa thạch bị mắc kẹt trong những trầm tích này để xác định điều kiện đặc trưng cho một khu vực.

Vào năm 2017, Klages và các nhà khoa học khác trên tàu nghiên cứu Polarstern đã đi từ phần cực nam của Chile, qua eo biển Drake đầy nguy hiểu và vào phần phía tây của lục địa băng giá. Được trang bị thiết bị khoan đáy biển tiên tiến, Klages và nhóm của ông bắt đầu thu thập các mẫu lõi từ trầm tích mềm và đá cứng dưới đáy biển đóng băng. Sau khi khoan gần 30 mét vào đáy biển, các nhà nghiên cứu đã thu được trầm tích có các lớp từ hai thời kỳ riêng biệt.

Bằng cách tính toán chu kỳ bán rã của các nguyên tố phóng xạ, chẳng hạn như tỷ lệ uranium và chì trong trầm tích, họ phát hiện ra rằng phần dưới của trầm tích được hình thành trong kỷ Phấn Trắng (Creta) giữa, khoảng 85 triệu năm trước. Trầm tích này chứa hóa thạch, bào tử và phấn hoa đặc trưng của một khu rừng mưa ôn đới, vốn tồn tại vào thời điểm đó. Phần trên của trầm tích chứa chủ yếu là cát từ thế Thủy Tân giữa đến cuối, khoảng 30 triệu đến 40 triệu năm trước.

Klages cho biết, khi kiểm tra kỹ hơn, nhóm nghiên cứu nhận ra một mô hình phân tầng mạnh mẽ trong lớp cát thế Thủy Tân giống với những gì đến từ một đồng bằng sông, rất giống với những gì người ta sẽ gặp phải ở sông Mississippi hoặc Rio Grande.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích dấu vết sinh học của lipid trong các mẫu trầm tích. Họ đo lường hàm lượng lipid và đường, và phát hiện ra một phân tử đặc trưng thường xuất hiện trong vi khuẩn lam sống ở môi trường nước ngọt. Phát hiện này đã củng cố giả thuyết của các nhà khoa học về sự tồn tại của một dòng sông cổ đại từng chảy qua lục địa này trong quá khứ.

Nhóm khoa học đã truy nguyên nguồn gốc của các hạt trầm tích từ thời kỳ Thủy Tân. Họ phát hiện rằng những hạt này bắt nguồn từ một khu vực muối đặc biệt nằm trong dãy núi Transantarctic. Từ đó, các hạt này đã di chuyển qua một hành trình dài khoảng 1.500 km, theo dòng chảy của một con sông cổ đại, trước khi cuối cùng đổ ra biển Amundsen.

Klages cho biết thật thú vị khi hình dung trong tâm trí cảnh tượng về một hệ thống sông khổng lồ chảy qua Nam Cực mà giờ đây đã bị bao phủ bởi hàng km băng. Nghiên cứu được công bố ngày 5/6 trên tạp chí Science Advances.

Theo Livescience