Lập bản đồ toàn bộ đáy biển giúp dự báo động đất tốt hơn

Bản đồ đáy biển được tạo từ dữ liệu do vệ tinh cung cấp

Với bước nhảy vọt về công nghệ này, các nhà khoa học đang chạy đua để hoàn thành bản đồ toàn diện nhất về đáy đại dương từng được tạo ra, hé lộ những bí mật về địa chất và sinh thái của Trái đất vốn bị che kín trước đây.

Tại sao bản đồ đáy biển lại quan trọng?

Chúng ta có bản đồ bề mặt Mặt trăng còn chi tiết hơn so với bản đồ đáy đại dương của Trái đất. Trong nhiều thập niên, các nhà khoa học đã nỗ lực để thay đổi điều đó. Giờ đây, một nhóm được NASA hỗ trợ đã có bước tiến lớn khi công bố một trong những bản đồ đáy biển chi tiết nhất cho đến nay. Bản đồ được tạo ra bằng dữ liệu từ vệ tinh SWOT (Địa hình mặt nước và đại dương), một nhiệm vụ chung giữa NASA và cơ quan vũ trụ Pháp CNES (Trung tâm Nghiên cứu Không gian Quốc gia).

Mặc dù các tàu được trang bị sonar có thể tạo ra bản đồ đáy biển có độ chính xác cao, nhưng chỉ có khoảng 25% đại dương được lập bản đồ theo cách này. Để lấp đầy khoảng trống và xây dựng góc nhìn toàn cầu về đáy đại dương, các nhà nghiên cứu ngày càng chuyển sang sử dụng dữ liệu vệ tinh.

Bản đồ độ phân giải cao về đáy đại dương rất quan trọng đối với nhiều mục đích sử dụng thực tế: từ điều hướng tàu thuyền, lắp đặt cáp ngầm đến phát hiện mối nguy hiểm và thậm chí hỗ trợ các hoạt động quân sự. Người đứng đầu các chương trình hải dương học vật lý tại Trụ sở chính của NASA là Nadya Vinogradova Shiffer cho biết: "Lập bản đồ đáy biển đóng vai trò quan trọng trong cả tìm kiếm các cơ hội khai thác thương mại vốn đã và đang phát triển, chẳng hạn như khai thác khoáng sản quý hiếm dưới đáy biển, tối ưu hóa các tuyến đường vận chuyển, phát hiện mối nguy hiểm và các hoạt động chiến tranh dưới đáy biển".

Bản đồ đáy biển chính xác cũng rất quan trọng để hiểu rõ hơn về các dòng hải lưu và thủy triều dưới biển sâu, ảnh hưởng đến môi trường sống ở khu vực chập chùng dưới biển, cũng như các quá trình địa chất như kiến tạo mảng. Khi nắm được quá trình địa chất như vậy, việc dự báo động đất và sóng thần tại các khu vực sẽ có thêm dữ liệu đáng tin cậy.

Ngoài ra, các ngọn núi dưới nước được gọi là núi ngầm và các địa hình khác của đáy đại dương như vùng đồi ảnh hưởng đến sự chuyển động của nhiệt và chất dinh dưỡng trong biển sâu vốn ảnh hưởng lớn đến cộng đồng sinh vật dưới đáy biển. Tác động của các đặc điểm vật lý này thậm chí có thể cảm nhận được ở bề mặt thông qua ảnh hưởng của chúng đối với các hệ sinh thái mà cộng đồng loài người phụ thuộc vào.

Vai trò của vệ tinh SWOT

Lập bản đồ đáy biển không phải là mục đích chính của sứ mệnh SWOT. Được phóng vào tháng 12.2022, vệ tinh này ban đầu có nhiệm vụ đo độ sâu các vùng ngập nước trên hầu hết bề mặt Trái đất, gồm cả đại dương, biển kín, hồ và sông. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng những khác biệt về độ sâu này để tạo ra một loại bản đồ địa hình của bề mặt nước ngọt và nước biển. Dữ liệu này sau đó có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ như đánh giá những thay đổi trong băng biển hoặc theo dõi cách lũ lụt trút xuống sông.

Nhà địa vật lý David Sandwell tại Viện Hải dương học Scripps ở La Jolla, California cho biết: “Vệ tinh SWOT là bước tiến lớn trong khả năng lập bản đồ đáy biển của chúng ta”. Sandwell đã sử dụng dữ liệu vệ tinh để lập biểu đồ đáy đại dương từ những năm 1990 và là một trong những nhà nghiên cứu chịu trách nhiệm cho bản đồ đáy biển dựa trên SWOT, được công bố trên tạp chí Science vào tháng 12 năm ngoái.

SWOT quét khoảng 90% diện tích bề mặt toàn cầu sau mỗi 21 ngày. Thông qua các quan sát lặp đi lặp lại, vệ tinh đủ nhạy để phát hiện những khác biệt nhỏ trên mặt biển do ảnh hưởng từ địa hình đáy biển, với độ chính xác đến từng centimet. Sandwell và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng dữ liệu SWOT trong một năm để tập trung vào đồi núi ngầm và rìa lục địa dưới nước, nơi lớp vỏ lục địa tiếp xúc lớp vỏ đại dương.

Các vệ tinh quan sát đại dương trước đây đã phát hiện ra các địa hình đáy biển hùng vĩ, chẳng hạn như các núi ngầm cao khoảng 1 km. Vệ tinh SWOT có thể phát hiện các núi ngầm thấp hơn một nửa chiều cao đó, có khả năng làm tăng số lượng các núi ngầm đã biết từ 44.000 lên 100.000. Những ngọn núi ngầm này nhô lên khỏi đáy biển nhưng vẫn nằm trong nước, ảnh hưởng đến các dòng hải lưu sâu. Địa hình này có thể tập trung các chất dinh dưỡng dọc theo sườn dốc của chúng, thu hút các sinh vật và tạo ra các ốc đảo sinh thái trên những vùng đáy biển vốn cằn cỗi.

Quan sát mới từ SWOT cũng cung cấp cho các nhà nghiên cứu cái nhìn sâu sắc hơn về lịch sử địa chất của hành tinh. Nhà hải dương học Yao Yu tại Viện Hải dương học Scripps và là tác giả chính của bài báo cho biết: "Những đồi nhỏ là dạng địa hình phong phú nhất trên Trái đất, bao phủ khoảng 70% đáy đại dương. Những ngọn đồi này chỉ rộng vài km, khiến chúng khó có thể quan sát từ không gian. Chúng tôi rất ngạc nhiên khi SWOT có thể nhìn thấy chúng rõ đến vậy".

Những vùng đồi hình thành theo các dải song song là nơi các mảng kiến tạo tách ra. Hướng và phạm vi của các dải đó có thể tiết lộ cách các mảng kiến tạo di chuyển theo thời gian. Các dải đồi cũng tương tác với thủy triều và dòng hải lưu sâu theo những cách mà các nhà nghiên cứu vẫn chưa hiểu hết. Nhưng bản đồ đáy biển sẽ giúp họ nhìn rõ hơn vấn đề để tìm hiểu quy luật.

Các nhà nghiên cứu đã trích xuất gần như toàn bộ thông tin về các đặc điểm đáy biển mà họ mong đợi tìm thấy trong các phép đo SWOT. Bây giờ họ đang tập trung vào việc tinh chỉnh bức tranh về đáy đại dương của mình bằng cách tính toán độ sâu của các đặc điểm mà họ nhìn thấy. Công trình này bổ sung cho nỗ lực của cộng đồng khoa học quốc tế nhằm lập bản đồ toàn bộ đáy biển bằng sonar trên tàu vào năm 2030. Dù vậy, Sandwell cho biết: "Chúng tôi sẽ khó kịp hoàn thành bản đồ trên tàu đầy đủ vào thời điểm đó. Nhưng SWOT sẽ giúp chúng tôi đến gần hơn với mục tiêu năm 2030".

Anh Tú