Giải mã bí ẩn "hố tử thần" khổng lồ ở Siberia

Vào năm 2014, một miệng hố khổng lồ xuất hiện tại bán đảo Yamal của Siberia. Việc xuất hiện bất ngờ của "hố tử thần" này cùng các vật liệu xung quanh đó cho thấy đã có một vụ nổ xảy ra.

Sau đó, các nhà khoa học và người dân địa phương phát hiện thêm hơn chục "hố tử thần" khổng lồ tương tự trong khu vực, trong đó có một số sâu tới 50m.

Trong quá trình điều tra, các nhà khoa học phát hiện nồng độ cao bất thường của khí metan quanh miệng hố khiến họ tin rằng một lượng lớn khí metan được giải phóng đã tạo ra các hố này.

Tuy nhiên, nghiên cứu mới, do kỹ sư hóa học Ana Morgado (làm việc tại ĐH Cambridge) cùng các đồng nghiệp thực hiện, cho rằng giả thuyết về việc lớp đất đóng băng vĩnh cửu tan chảy là không đủ để giải thích về sự hình thành các hố.

Thay vào đó, họ tin rằng một loạt các điều kiện đặc biệt liên quan đến địa chất bất thường của khu vực và tác động của biến đổi khí hậu đã khởi động một quá trình dẫn đến việc giải phóng khí metan thông qua các vụ nổ.

Theo nghiên cứu, sự nóng lên trên lớp đất bề mặt đã dẫn đến sự thay đổi áp suất nhanh chóng ở sâu trong lòng đất, cuối cùng dẫn đến sự giải phóng khí metan cực kỳ mạnh mẽ. Nhóm tác giả nhận định quá trình giải phóng khí metan bắt nguồn từ phản ứng vật lý.

Để so sánh, nhóm liên tưởng đến cái bơm và lốp xe đạp. Nếu bơm quá mức, lốp xe sẽ nổ. Trong trường hợp tại Siberia, cái bơm chính là sự thẩm thấu - quá trình di chuyển của chất lỏng để cân bằng nồng độ của các chất hòa tan trong chúng.

Theo trang IFLScience ngày 1-10, bán đảo Yamal có lớp đất sét đóng băng vĩnh cửu có tác dụng như rào cản sự thẩm thấu. Bên trong lớp đất này ở một số nơi trên bán đảo Yamal có một lớp nước không đóng băng có độ mặn cao gọi là cryopeg. Bên dưới cryopeg chính là các lớp nước - metan dạng kết tinh (metan hydrat hay băng cháy) được duy trì ổn định do nhiệt độ thấp và áp suất cao.

Tuy nhiên biến đổi khí hậu đã cho phép nước từ băng tan thẩm thấu xuống dưới, dẫn đến sự thay đổi áp suất và khiến các vết nứt xuất hiện. Các vết nứt này lan rộng dẫn đến áp suất giảm đột ngột ở sâu trong lòng đất, làm vỡ kết cấu của metan hydrat ở bên dưới cryopeg và giải phóng khí metan thông qua một vụ nổ.

Nhóm nghiên cứu kết luận rằng quá trình dẫn đến các vụ nổ giải phóng khí metan nói trên cần hàng thập kỷ để xảy ra, phù hợp với tình trạng khí hậu ngày càng nóng lên kể từ thập niên 1980.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters.