Thám hiểm lòng Trái đất

Mơ ước khám phá bí mật trong lòng đất đã được thể hiện nhiều lần trong lĩnh vực văn hóa nghệ thuật từ lâu. Cách đây hơn 100 năm, nhà văn Pháp Jules Verne từng sáng tác tiểu thuyết Cuộc hành trình vào trung tâm quả đất, trong đó giáo sư Lidenbrock - nhân vật chính trong truyện – kể lại rằng đã gặp những loài vật tiền sử và những đại dương bí mật.

Khó hơn lên trời

 “Trái đất là nhà của loài người nhưng chúng ta biết quá ít về những gì đang diễn ra ở một khoảng cách không xa ngay dưới chân mình. Nếu có bí mật của sự sống thì bí mật đó nằm sâu trong lòng đất”. Đây là phát biểu của tiến sĩ Asahiko Taira, Giám đốc dự án IODP, một chương trình quốc tế khoan lòng đất với sự tham gia của Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc và 17 nước châu Âu.

Có một điều khá trớ trêu là trong khi cuộc thám hiểm không gian xa hàng triệu triệu km diễn ra sôi nổi, phát hiện được nhiều điều thú vị thì cuộc thám hiểm sâu trong ruột Trái đất hầu như chưa có gì đáng kể. Từ trước tới nay, kỷ lục khoan sâu nhất tính từ đáy đại dương mới đạt 2.111 mét. Về lý thuyết, chỉ cần khoan thêm khoảng 5.000 mét là có thể phát hiện được những bí ẩn, trong đó có thể là bí ẩn của sự sống sơ khai mà các nhà khoa học tin rằng nằm giữa vỏ và nhân quả đất.

Thực tế cho thấy là đi sâu vào lòng trái đất còn khó hơn lên trời. Tất cả những nỗ lực khoan dưới lòng đại dương quá 2.000 mét đều thất bại vì áp suất quá lớn (500 kg/cm2), không giếng khoan nào chịu nổi. Tìm ra những giải pháp kỹ thuật cho vấn đề này không hề là chuyện dễ dàng. Một trong những rủi ro đáng sợ nhất là nếu khoan nhầm túi khí sẽ là một thảm họa cho chiếc tàu giàn khoan và cho môi trường. Túi khí sẽ phát nổ, gây cháy.

Những mũi khoan đầu tiên nhắm vào trung tâm Trái đất đã được thực hiện cách đây hơn 20 năm với tàu giàn khoan JOIDES Resolution. Đây là chiếc tàu khoa học đi tiên phong trong việc khoan lấy những mẩu đất nằm sâu dưới lòng đại dương trong khuôn khổ ODP (chương trình khoan đào đại dương 1985-2003). Chương trình này nay đã sáp nhập với chương trình IODP nói trên.

Với 122 mũi khoan đào sâu dưới lòng biển, các nhà khoa học thuộc 18 quốc gia làm việc trên chiếc JOIDES Resolution đã thu được những mẩu vật cung cấp nhiều thông tin quý báu về khí hậu của Trái đất trong quá khứ, và đặc biệt minh chứng rằng, quả có một khối thiên thạch lớn va chạm trái đất cách đây 65 triệu năm khiến loài khủng long tuyệt chủng.

Tầm cỡ giải thưởng Nobel

Vỏ Trái đất bao gồm một lớp cứng làm nên bề mặt Trái đất và một lớp mềm bao bọc nhân Trái đất. Lớp mềm này chiếm đến 2/3 trọng lượng Trái đất với đặc điểm là chúng ta chưa hề thấy mặt mũi nó ra sao. Để nghiên cứu lớp vỏ mềm trái đất, các nhà khoa học phải dùng các phương pháp gián tiếp như đo biến thiên trường trọng lực và tín hiệu địa chấn. Cũng có thể nghiên cứu những mẩu đá của lớp vỏ mềm tung lên mặt đất qua ngả miệng núi lửa nhưng trong cuộc hành trình từ lớp mềm trào lên mặt đất mẩu đó không còn giữ được nguyên trạng.

Mục tiêu của việc khoan lấy mẩu vật từ lớp mềm vỏ Trái đất gồm có 2 phần chính yếu. Thứ nhất, thu thập những dữ liệu mới về sự tiến hóa của Trái đất kể từ thuở tạo thiên lập địa, đặc biệt là các hoạt động địa chấn, nguyên nhân gây ra những vụ động đất trên mặt đất. Từ đó hoàn thiện hệ thống báo động động đất, tránh được những tai họa kiểu sóng thần vào cuối năm 2004. Kế đến là hy vọng phát hiện những vi sinh vật sơ khai có thể sống trong lớp mềm vỏ Trái đất, nơi ước đoán có nhiệt độ khoảng 300 ^o C, có rất ít nước, lượng ôxy thấp và thức ăn (cho vi sinh vật) hết sức nghèo nàn. Một số nhà khoa học tin rằng năng lượng kích tạo sự sống đầu tiên là địa nhiệt (của lớp mềm vỏ Trái đất) chứ không phải ánh sáng mặt trời. Tiến sĩ Asahiko Taira cho biết: “Chúng tôi hy vọng nơi đó có sự sống ở dạng sơ khai. Nhiệm vụ của chúng tôi cũng giống như đi tìm sự sống trên sao Hỏa”. Nếu giả thuyết này đúng, những tác giả của nó có nhiều hy vọng đoạt giải Nobel khoa học.

Nhiệm vụ nặng nề nói trên lần này do tàu giàn khoan Chikyu của Nhật đảm trách. Nó đã thực hiện nhiều mũi khoan thử nghiệm từ tháng 4-2002 và chính thức đi vào hoạt động từ ngày 16-1-2006 tại một điểm cách bờ biển Đông - Nam Nhật Bản 200 km. Nhiệm vụ của chiếc Chikyu là chọc thủng lớp mềm vỏ Trái đất dưới đáy biển Thái Bình Dương sâu 2.000 mét so với mặt đất để lấy các mẩu vật trong vòng 2 năm. Trước đây, Mỹ và Nga từng làm công việc này nhưng đành bỏ dở vì quá tốn kém.