Trung Quốc chi 1 tỉ USD cho dự án khảo sát địa chất

Dự án này sẽ kéo dài sáu năm và tiêu tốn khoảng một tỉ USD với sự tham gia của hàng nghìn nhà khoa học từ các viện nghiên cứu, không chỉ được thúc đẩy bởi cơn khát tài nguyên thiên nhiên mà còn để trả lời nhiều câu hỏi khoa học cơ bản, trong đó có những câu hỏi tồn tại đã lâu về sự va chạm chuyển động chậm của các mảng kiến tạo Ấn Độ với Á - Âu và sự nâng lên ở vùng rìa phía Nam của cao nguyên Tây Tạng.

Dự án SinoProbe II đã được thảo luận vào tháng trước tại hội nghị DEEP-24 ở Bắc Kinh. Phạm vi của SinoProbe II – kế tục SinoProbe I, một cuộc khảo sát ít chi tiết hơn đã thực hiện từ năm 2008 - ‘thật đáng kinh ngạc”, Larry Brown, một nhà địa chất tại ĐH Cornell nhận xét. “Tôi không nghĩ bất cứ dạng nào của khoa học địa chất nào mà nó lại không đề cập đến, ngoại trừ khoa học khí quyển.” Mian Liu, một nhà địa vật lý tại ĐH Missouri, nói, “SinoProbe II sẽ trao cho chúng ta nhiều hiểu biết tốt hơn về hành tinh Trái đất”.

Tương tự như cuộc khảo sát khoáng sản Mỹ mang tên Sáng kiến nguồn tài nguyên bản đồ Trái đất đang diễn ra, SinoProbe II hướng tới mục tiêu vẽ biểu đồ sự hình thành quặng và bồn nhiên liệu hóa thạch ở sâu tới 3 km và phát triển các công nghệ khai thác. “Đó là nơi sự đầu tư của Trung Quốc cho SinoProbe II có thể thấy một số kết quả ngay lập tức”, Liu nói.

Cuộc khảo sát này có thể đem lại lợi ích cho các công nghệ xanh. Nó sẽ săn tìm các khoáng sản cần thiết cho pin Mặt trời, turbine gió, pin xe điện; thiết bị bẫy khí hydro xuất hiện tự nhiên có thể cung cấp cho nhiên liệu phi phát thải carbon; và các loại đá xốp mà trong đó carbon dioxide có thể được cô lập dài hạn. Một lợi ích xã hội xa hơn là sẽ có một bản đồ nhiều chi tiết hơn về các đứt gãy có khả năng gây động đất. “Dữ liệu này phải đem lại nhiều cơ sở để dự đoán động đất”, theo nhận xét của Jeffrey Park, một nhà địa chấn học tại ĐH Yale.

Để có được một bức tranh sắc nét về vỏ Trái đất gần bề mặt, trong quá trình triển khai SinoProbe I trên một chục địa phương, các nhà khoa học đã đặt các thiết bị đo địa chất và máy địa âm dọc theo một mặt cắt ngang, tạo ra một vụ nổ trên bề mặt, và lập biểu đồ sóng địa chấn phản xạ lại bề mặt bằng các lớp đá bị chôn vùi. Trong SinoProbe II, các nhà khoa học sẽ thực hiện các nghiên cứu địa chấn hoạt động trên một quy mô rộng lớn, thu thập 20.000 km hồ sơ địa chấn. So với nó, SinoProbe I chỉ là một phác thảo chưa hoàn thiện, Brown nói.

Để nhìn sâu vào cấu trúc sâu hơn trên con đường đến lõi Trái đất, SinoProbe II sẽ phụ thuộc vào hàng nghìn máy đo địa chấn “thụ động” đặt khắp Trung Quốc, lắng nghe các cơn động đất ở gần và xa. Bằng việc lập biểu đồ cách các lớp đá chậm lại hoặc gia tốc sóng địa chấn, mạng thiết bị này có thể tiết lộ những vùng đá nóng nâng lên khỏi lớp quyển mantle, những đốm lạnh nhỏ giọt từ các sống cả của lục địa nổi, và những tấm vỏ đại dương đã chết từ lâu. Có thể so sánh với một dự án của Mỹ là EarthScope, một nỗ lực kéo dài 20 năm, tốn 200 triệu USD để lập bản đồ thế giới ngầm Bắc Mỹ đã kết thúc những nghiên cứu thực địa vài tháng trước đây đã đặt các may đo địa chấn cách nhau 70km. Mạng lưới của SinoProbe II dày gấp đôi với các cảm biến cách nhau 35 km và có độ phân giải cao hơn.

Mạng lưới này sẽ được đặt khắp Trung Quốc theo thời gian, đầu tiên là cao nguyên Tây Tạng. “Kế hoạch đặt thiết bị khắp Tây Tạng hết sức tham vọng, vì đây là một trong những vùng có hoạt động kiến tạo nhiều nhất trái đất”, theo James Hammond, một nhà địa chấn học ở Birkbeck, ĐH London. “Đó sẽ là một thách thức vô cùng lớn”, ông nói, để triển khai một mạng dưới dày đặc khắp địa hình có độ cao so với mặt nước biển và cơ sở hạ tầng hạn chế.

Một nội dung khác của SinoProbe II là một dãy điện từ (MT) với các cảm biến đo điện và từ trường lớp bề mặt Trái đất đo tính dẫn điện của lớp phủ Trái đất. “Thông tin này giống như vàng để có được bộ dữ liệu lục địa khác”, Adam Schultz, một nhà địa vật lý ở ĐH bang Oregon và là người dẫn dắt chiến lược MT của EarthScope, nói. Dữ liệu MT của Mỹ đã có một đền đáp ngoài kỳ vọng: một hiểu biết sâu hơn về nguy cơ rủi ro của các sự kiện thời tiết không gian, trong đó các dòng địa điện có thể làm ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng lưới điện. Nguy cơ đó được nghĩ là sẽ gia tăng về các cực, nơi các từ trường của Trái đất có thể tạo ra các cơn bão Mặt trời. EarthScope thậm chí còn chỉ ra rủi ro ít biết trong các loại đá cứng có tính dẫn điện ở các vùng có độ cao thấp so với mặt nước biển, Schultz nói. Những phát hiện tương tự có thể sẽ có với SinoProbe II, Dong nói.

Dong cũng phấn khích về nội dung thứ ba của SinoProbe II: các lỗ khoan siêu sâu. Vào năm 2018, các nhà địa chất trung Quốc đã chạm đến chiều sâu 7.018 mét với lỗ khoan SK-2 ở Hắc Long Giang ở Đông Bắc Trung Quốc. Bắt đầu từ năm 2027, SinoProbe II sẽ khởi động khoan với chiều sâu hơn 10 km. Nó sẽ giúp tăng cường công nghệ để chạm tới chiều sâu 13 rồi 15 km, nơi có thể đủ nóng để làm chảy chì và áp lực đủ cao hơn những áp lực ở các rãnh sâu đại dương. Nhiều độ sâu stygian như vậy sẽ đánh bại nhà vô địch về khoan: thiết bị khoan 12,2 km Kola Superdeep Borehole của Xô viết trước đây. Một địa điểm được chọn là Tây Tạng, Dong nói, nơi lõi trầm tích “có thể đưa ra một kỷ lục về toàn bộ quá trình hình thành của cao nguyên Tây Tạng”.

Sự nâng lên của Tây Tạng và dãy Himalayas dọc theo rìa phía Nam là những nơi mà dữ liệu SinoProbe II phải tìm được câu trả lời, Simon Klemperer, nhà địa vật lý tại ĐH Stanford. Bức tranh rộng lớn mà người ta biết là khoảng 60 triệu năm trước, mảng kiến tạo Ấn Độ bắt đầu va chạm vào mảng Á - Âu và làm xuất hiện dãy Himalayas, rặng núi cao nhất Trái đất. Nhưng vẫn có một số “bất đồng gay gắt” về chi tiết như liệu mảng kiến tạo Ấn Độ có tiếp tục trượt xuống Tây Tạng hay lặn sâu xuống nữa, Klemperer nói.

Dữ liệu SinoProbe II sẽ được tải lên một nền tảng đám mây, nơi các nhà nghiên cứu ngoài Trung Quốc có thể truy cập, bắt đầu từ cuối 2026 hoặc đầu 2027, Dong nói. Tuy nhiên, Liu lưu ý, “Ở Trung Quốc, chính trị là một điều còn thực hành là một điều khác. Luôn có rất nhiều cản trở”. Ngoài ra còn có một số thứ quan liêu. “Các quy định của chính phủ thường được viết không rõ ràng để cho thấy những gì dữ liệu có thể chia sẻ và những gì không”, theo giải thích của Klemperer, vốn từng có thể truy cập vào dữ liệu SinoProbe I nhờ nỗ lực của các nhà khoa học Trung Quốc hợp tác với ông.

Để chứng tỏ sự kết nối quốc tế, vào tháng trước, Dong đã đề xuất Trung Quốc có thể dẫn đầu Earth CT, một sáng kiến mới quy tụ các nhà địa chất trên khắp thế giới kết hợp những bộ dữ liệu đã có và lựa chọn các địa điểm cho thực địa có thể làm lấp khoảng trống hiểu biết về địa vật lý. Vài chục chuyên gia của 13 quốc gia tham gia dự án, trong đó có Klemperer. “Tôi thích ý tưởng này. Đó là những gì thế giới cần, không chỉ là những thứ Trung Quốc cần”.

Nguồn: science.org

Bài đăng KH&PT số 1319 (số 47/2024)