Ngày 26/3/2012, đạo diễn Hollywood James Cameron đã điều khiển con tàu Deepsea Challenger đi xuống độ sâu 10.898 mét và thiết lập một kỷ lục thế giới về việc lặn một mình xuống nơi sâu nhất đại dương – khe vực Mariana hay rãnh Mariana.
Những điều cần biết về rãnh Mariana
Rãnh Mariana, còn gọi là vực Mariana hay vũng Mariana, là rãnh đại dương sâu nhất đã biết, và điểm sâu nhất của nó là nơi sâu nhất trong lớp vỏ Trái Đất. Nó nằm trên phần đáy của khu vực tây bắc Thái Bình Dương, về phía đông quần đảo Mariana. Điểm sâu nhất có tọa độ 11°21' Bắc và 142°12' Đông. Rãnh Mariana kéo dài tới gần Nhật Bản.
Rãnh Mariana hình thành như thế nào?
Rãnh Mariana được hình thành do sự va chạm 2 mảng kiến tạo (các mảng nổi lớn của lớp vỏ ngoài Trái Đất). Cuộc va chạm đã khiến Mảng Thái Bình Dương cũ và lớn hơn nằm dưới Mảng Mariana.
Vụ va chạm đã hình thành nên một cái rãnh hình lưỡi liềm ở dưới đáy biển và một chuỗi các đảo gần đó (Đảo Mariana hoặc Marianas). Các hòn đảo được hình thành nhờ sự phun trào núi lửa gây ra bởi sự giải phóng nước dữ dội của Mảng Thái Bình Dương.
Rãnh có chiều dài khoảng 2.550 km (1.580 dặm) nhưng chiều rộng trung bình chỉ vào khoảng 69 km (43 dặm). Phần đáy của rãnh này thấp dưới mực nước biển một khoảng cách lớn hơn nhiều khi so với đỉnh Everest ở trên mực nước biển.
Cameron là người thứ ba có được niềm vinh dự này. Với vai trò là một nhà làm phim, ông không quên mang theo một máy quay ba chiều hiện đại nhất để ghi lại những thước phim hiếm có dưới đáy biển sâu.
Đạo diễn James Cameron trong chuyến thám hiểm bằng tàu ngầm xuống khe vực Mariana.
Những hình ảnh sống động được quay lại bằng tay máy tài ba của Cameroon đã khiến các nhà khoa học không khỏi sửng sốt trước những sinh vật kì dị đang tồn tại ở nơi sâu nhất mà con người từng biết đến này.
Khe vực Mariana có độ sâu hơn 10.000m với áp suất kinh khủng và nước biển lạnh giá. Ở đây cũng không hề có chút ánh sáng nào có thể chiếu xuống, bởi vậy lý do vì sao với điều kiện khắc nghiệt như vậy mà sự sống ở đây vẫn phát triển tốt là câu hỏi khiến nhà khoa học đau đầu.
Trước thế kỷ 19, con người không biết nhiều về đại dương. Những gì mà nhân loại tưởng tượng về biển sâu chỉ là những câu chuyện viễn tưởng về các con quái vật, về một nền văn minh khác đang tồn tại song song với loài người, trong những tiểu thuyết của nhà văn Jules Verne người Pháp.
Vào thời Victoria ở nước Anh, nhà khoa học Edward Forbes đã thực nghiệm nạo vét biển Aegae và phát hiện ra rằng càng tìm xuống sâu thì càng có ít sinh vật. Ông đã kết luận rằng không có sự sống ở dưới độ sâu quá 550 mét.
Mặc dù vậy trong những năm từ 1872 cho đến 1876, tàu HMS Challenger đã đi một hành trình dài 127.653km để nghiên cứu thu thập về tất cả các loài sinh vật tồn tại trên khắp các đại dương.
Dưới biển sâu có vô số những sinh vật kì lạ.
Đã có 4.700 sinh vật mới được phát hiện, trong số đó có nhiều sinh vật sống dưới đáy biển sâu.
Chuyến thám hiểm này cũng đã phát hiện được điểm sâu nhất của đại dương chính là khe vực hình lưỡi liềm tăm tối Mariana nằm ở phía Nam Nhật Bản.
Chuyến thám hiểm đầu tiên dưới nơi sâu nhất đại dương này là vào ngày 23/1/1960 được thực hiện bởi nhà hải dương học Jacques Piccard và Đại úy Don Walsh của Hải quân Mỹ.
Hành trình này mất 4 giờ 47 phút. Tuy nhiên khi đến đáy họ đã bị bùn cát khuấy động dưới đáy che lấp tầm nhìn. Kết quả thu lại của con tàu chỉ là sự phát hiện một sinh vật mà Piccard cho là cá bẹt nhưng giờ đây đã được xác định là một loài hải sâm.
Có nhiều sự sống trong môi trường khắc nghiệt
Cho đến ngày nay với những tiến bộ khoa học rõ rệt, loài người đã biết về đại dương nhiều hơn và đều khẳng định rằng dưới đáy biển thực sự là một nơi có sự sống phát triển phong phú.
Hồi cuối năm 2014, Jeffrey Drazen tại Đại học Hawaii ở Honolulu đã dẫn đầu một cuộc thám hiểm đến khe vực Mariana.
Cá đèn lồng với toàn thân phát sáng nhằm thu hút con mồi tự tìm đến mình.
Cuộc hành trình này đã khiến cho Drazen hết sức ngạc nhiên khi thấy sự đa dạng sinh học của khe vực này.
Do môi trường ở đáy vực là một bóng tối hoàn toàn nên các loài sinh vật nơi đây đã tiến hóa một cách kì lạ để phù hợp với môi trường sống.
Một số loài có đôi mắt khổng lồ để dễ bắt được ánh sáng. Một số khác không có chức năng của thị giác nhưng lại mạnh về xúc giác để cảm nhận con mồi.
Có những loài có khả năng tự phát sáng để thu hút con mồi khác tự tìm đến.
Không có ánh sáng mặt trời cũng cũng khiến cho các loại tảo hoặc cây cỏ không thể phát triển, bởi vậy thức ăn dưới đây rất thiếu thốn. Nguồn thức ăn chủ yếu của các sinh vật chỉ là dựa vào xác phân hủy của các loài cá, tôm ở các tầng trên trôi xuống.
Hình ảnh một loài giáp xác kì lạ dưới đáy biển sâu.
Nhiệt độ nơi đây cũng hết sức khắc nghiệt khi chỉ dao động từ -1 cho đến 4 độ C . Đáng sợ hơn nữa khi áp suất lên đến tám tấn mỗi inch, nhiều hơn mức sức ép bình thường ở trên mặt biển một nghìn lần.
Sự kết hợp giữa môi trường lạnh già và áp suất cũng tạo nên những tác động lạ lùng lên cơ thể các sinh vật.
Tất cả tế bào ở động vật đều được bao quanh bởi một lớp màng bằng chết béo. Lớp màng này ở dạng lỏng để truyền tín hiệu thần kinh và giúp cho quá trình trao đổi chất từ trong ra ngoài.
Những sinh vật lạ lùng
Máy quay của đạo diễn James Cameron đã ghi hình lại được những loài giáp xác có hình dạng giống như loài tôm. Chỉ khác là chúng có kích thước to lớn hơn nhiều so với các sinh vật cùng loại trên mặt biển.
Loài sinh vật xuất hiện nhiều nhất trong đoạn phim của Cameron là loài trùng lỗ, tức là những sinh vật đơn bào khổng lồ.
Loài trùng lỗ luôn tồn tại ở những nơi môi trường khắc nghiệt.
Chúng sinh sống ở những ở lớp đất dưới đáy biển trên khắp thế giới, bao gồm ở những nơi môi trường cực kỳ khắc nghiệt.
Đoạn băng này cũng cho thấy các sinh vật giống như một loạt những vật hình que chôn vùi trong cát. Các nhà khoa học đã nhận ra đây là loài hải sâm hay còn gọi là sâu biển bởi hình dáng như con sâu và có vô số xúc tu quanh miệng.
Ngoài những sinh vật kể trên thì phát hiện mang tính đột phá nhất dưới đáy đại dương chính là vi khuẩn.
Phân tích cấu trúc gene của vi khuẩn cho thấy rằng chúng tồn tại bằng cách hấp thụ các khí mê tan và hydro thoát ra dưới đáy biển khi các mảng kiến tạo địa chất ở khe vực cọ xát vào với nhau.
Các nhà khoa học đều cho rằng sự sống của mọi sinh vật trên trái đất đều bắt nguồn từ sự phát triển và tiến hóa lâu dài từ các sự sống dưới đáy biển.
Bởi vậy các vi khuẩn ở khe vực Mariana có thể sẽ giúp được các nhà khoa học tìm về cội nguồn sự ra đời của loài người.
Những cuộc thám hiểm đến rãnh Mariana
Độ sâu của rãnh Mariana lần đầu tiên được đo vào năm 1875, và là một phần của chuyến thám hiểm British Challenger. Đây là một cuộc khám phá mang tính khoa học của người Anh được đặt tên theo con tàu hải quân tham gia – HMS Challenger.
Con tàu hải quân tham gia – HMS Challenger.
Trong cuộc thám hiểm Challenger đầu tiên, độ sâu của rãnh Mariana được đo bằng một sợi dây âm thanh có trọng lượng. Năm 1951 độ sâu được đo lại. Lần này chuyến thám hiểm được thực hiện bằng tàu khảo sát hải quân Challenger II của người Anh và sử dụng thiết bị đo sâu hồi âm chính xác hơn.
Chỉ có một số ít người đã lặn xuống đáy của rãnh Mariana. Hai người tiên phong vào năm 1960 là một kĩ sư người Thụy Sĩ tên Jacques Piccard và Donald Walsh – một đại úy hải quân người Mỹ. Đến năm 2012, cuộc lặn được thực hiện lại bởi đạo diễn phim James Cameron.
Năm 2019, một tàu ngầm tên Limiting Factor đi xuống vực thẳm Challenger Deep 4 lần và vực thẳm Sirena Deep một lần như là một phần của chuyến thám hiểm Five Deeps.
Trong 2 cuộc lặn, bao gồm cả một cuộc lặn phá vỡ kỉ lục xuống tới độ sâu 10.928m do một mình nhà thám hiểm đại dương Victor Vescovo thực hiện.
Nhà thám hiểm đại dương Victor Vescovo
Một số phương tiện dưới nước không người lái đã được đưa vào sử dụng để khám phá rãnh Mariana, bao gồm Kaiko năm 1996 và Nereus năm 2009.