Mặc dù đã hoàn thành nhiệm vụ trên quỹ đạo hơn sáu năm trước, vệ tinh đo lực hút trái đất GOCE của Cơ quan Vũ trụ châu Âu – ESA vẫn tiếp tục mang lại những hiểu biết sâu sắc mới về hành tinh của chúng ta.
Phác họa cấu trúc vỏ Trái đất dưới lớp băng Nam Cực.
Nhờ có vệ tinh phi thường này, các nhà khoa học giờ đây đã có cái nhìn rõ ràng hơn về những bí mật nằm sâu bên dưới một trong những nơi xa xôi nhất trên thế giới: Nam Cực. Và trong khi dải băng trắng rộng lớn phía trên có thể xuất hiện tương đối đồng đều, thì đó là một câu chuyện rất khác bên dưới nền đá của nó.
Nam Cực có một lớp băng dày tới 4km, gió và nhiệt độ lạnh có thể xuống tới -60oC khiến nơi đây trở thành một trong những môi trường khắc nghiệt nhất trên trái đất. Những trở ngại đó cộng với khoảng cách địa lý xa xôi khiến lục địa băng giá rộng lớn này trở nên rất khó khăn và tốn kém để nghiên cứu khoa học, đặc biệt là về những gì nằm sâu bên dưới. Rất may, dữ liệu được thu thập từ không gian có thể cung cấp thông tin mà các thí nghiệm hiện trường không thể thực hiện.
Vệ tinh GOCE.
Một bài báo được công bố gần đây trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Solid Earth, mô tả cách các nhà khoa học sử dụng dữ liệu trọng lực từ vệ tinh GOCE cùng với các mô hình địa chấn để hé lộ cái nhìn sâu sắc chưa từng thấy về lớp vỏ và lớp phủ phía trên, hay còn gọi là thạch quyển, bên dưới lớp băng của Nam Cực.
Tiến sĩ Pappa, Đại học Kiel ở Đức cho biết: “Hiện tại chúng tôi có thể đưa ra kết luận về những điều như độ sâu của quá trình chuyển đổi từ lớp vỏ sang lớp phủ và các phép đo này khác nhau đáng kể trên khu vực 14 triệu km2 diện tích Nam Cực. Ở bên dưới phía Tây Nam Cực, lớp vỏ trái đất tương đối mỏng ở khoảng 25km và lớp phủ có độ nhớt ở mức dưới 100km. Mặt khác, ở phía Đông Nam Cực là một lá chắn rắn chắc của lục địa cổ. Ở đây, lớp đá phủ vẫn có đặc tính rắn ở độ sâu hơn 200km”.
Lớp băng phủ bề mặt ở Nam Cực.
Việc tìm hiểu cấu trúc 3D chiều sâu của Nam Cực cũng đã dẫn đến những phát hiện về việc tan chảy của lớp băng trên bề mặt.
Phó giáo sư Wouter van der Wal, Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan, cho biết: “Đây là một quá trình quan trọng quyết định cách thức Nam Cực phản ứng với việc băng mỏng đi ở hiện tại và quá khứ. Chúng tôi đã tìm thấy những thay đổi lớn về nhiệt độ lớp phủ bên dưới lục địa, dẫn đến sự nâng cao và lún xuống của mặt đất với tốc độ rất khác nhau trên khắp lục địa. Những hạn chế mới về độ dày lớp vỏ và thạch quyển cũng là mấu chốt trong nhiệm vụ ước tính luồng nhiệt từ địa nhiệt ở Nam Cực và ảnh hưởng của nó đến sự tan chảy dưới lớp băng và dòng chảy băng”.
Nhà địa vật lý Fausto Ferraccioli, Cơ quan khảo sát Nam Cực của Anh, nhận xét, những phát hiện mới về cấu trúc sâu của Nam Cực cũng rất quan trọng để hiểu về kiến tạo. Từ nghiên cứu này có thể thấy mối liên hệ trước đây giữa Nam Cực và các lục địa khác như Úc, châu Phi và Ấn Độ.
Nhà khoa học Roger Haagmans của ESA lưu ý: “Đây là những phát hiện quan trọng trong bối cảnh hiện nay để tìm hiểu sự thay đổi mực nước biển do hậu quả của việc mất băng từ Nam Cực. Khi khối lượng băng bị mất, mặt đất rắn ảnh hưởng ngược lại và hiệu ứng này cần được tính đến khi thể tích băng thay đổi. Điều này có thể được xác định tốt hơn một khi cấu trúc và thành phần của bên trong trái đất được hiểu rõ hơn”.
Cùng quan sát sự phơi bày các lớp vỏ Trái đất dưới lớp băng Nam Cực: