Ngày nay, khi nhắc đến đại dương sâu thẳm, nhiều người thường hình dung về những vực sâu tối tăm không ánh sáng hay những sinh vật bí ẩn chưa được khám phá. Tuy nhiên, đối với tàu nghiên cứu khoa học “Haiyang Dizhi-6”  thuộc Cục Điều tra Địa chất Biển Quảng Châu, trực thuộc Cục Khảo sát Địa chất Trung Quốc của Bộ Tài nguyên Thiên nhiên Trung Quốc, vùng biển sâu còn được ví như một “kho lưu trữ hồ sơ địa chất” khổng lồ đang chờ con người giải mã.

Ngày 1/12/2025, sau hành trình kéo dài 95 ngày và vượt quãng đường 12.673 hải lý, tàu nghiên cứu này đã trở về và cập cảng nghiên cứu khoa học Nansha (Nam Sa), thành phố Guangzhou (Quảng Châu), mang theo nhiều dữ liệu quý giá từ đáy Thái Bình Dương. Những kết quả khoa học quan trọng của chuyến khảo sát hiện đã được chính thức công bố.

Phát hiện các “củ khoai tây đen” dưới đáy biển sâu

Một trong những thành quả nổi bật nhất của chuyến khảo sát là việc thu thập được các mẫu kết hạch đa kim (polymetallic nodules) nằm dưới đáy biển sâu, được ví như những “củ khoai tây đen” của đại dương.

Khác với các cuộc khảo sát truyền thống vốn phụ thuộc vào một thiết bị đơn lẻ, lần này các nhà khoa học Trung Quốc lần đầu tiên triển khai phối hợp giữa thiết bị lặn điều khiển từ xa tự phát triển và robot tự hành dưới nước trong cùng một nhiệm vụ khảo sát biển sâu.

Trong quá trình tác nghiệp ở độ sâu khoảng 4.900m dưới Thái Bình Dương, hai thiết bị đã phối hợp thực hiện các nhiệm vụ quét, quan sát và lấy mẫu với độ chính xác cao, đồng thời ghi lại nhiều hình ảnh và video có giá trị nghiên cứu đặc biệt.

Các hình ảnh thu được cho thấy đáy biển phủ kín những khối cầu màu nâu đen với kích thước khác nhau. Đây là các kết hạch đa kim hình thành do sự tích tụ lâu dài của các hợp chất oxit và hydroxit sắt - mangan.

Theo kết quả công bố, những kết hạch này phân bố chủ yếu ở độ sâu từ 4.000 đến 6.500m, có hình dạng đa dạng như hình cầu, hình bầu dục hoặc dạng mảnh vụn.

Dù chỉ có đường kính khoảng 3-10cm, các kết hạch đa kim lại chứa nhiều nguyên tố kim loại có giá trị như cobalt, nickel, đồng và mangan. Chúng được xem là nguồn tài nguyên chiến lược có thể bổ sung cho các nguồn khoáng sản trên đất liền trong tương lai.

Nhà nghiên cứu Sun Zhen thuộc Cục Điều tra Địa chất Biển Quảng Châu cho biết tốc độ hình thành của các kết hạch này vô cùng chậm. Trong khoảng 1 triệu năm, chúng chỉ phát triển thêm vài milimet. Điều đó đồng nghĩa với việc một kết hạch nhỏ xuất hiện trong các mẫu khảo sát có thể đã bắt đầu hình thành từ khoảng 30 triệu năm trước.

Trong quá trình phát triển kéo dài hàng chục triệu năm, từng lớp vật chất mới liên tục bao bọc bên ngoài, lưu giữ những dấu vết về môi trường biển ở từng giai đoạn lịch sử. Vì vậy, các kết hạch đa kim không chỉ giúp xác định tiềm năng tài nguyên khoáng sản mà còn cung cấp thông tin quan trọng về sự biến đổi môi trường biển sâu và khí hậu toàn cầu trong quá khứ.

Thực hiện “chụp CT” cho phần sâu bên trong Trái Đất

Bên cạnh việc thu thập các mẫu khoáng sản đáy biển, đoàn khảo sát còn thực hiện một nhiệm vụ khoa học quan trọng khác là nghiên cứu cấu trúc sâu bên trong Trái Đất. Nhóm nghiên cứu đã triển khai hệ thống đo điện từ tự phát triển xuống độ sâu 7.663m dưới đáy đại dương, lập kỷ lục mới về độ sâu khảo sát mặt cắt điện từ dưới biển của Trung Quốc.

Ông Song Laiyong, phụ trách kỹ thuật của tàu “Haiyang Dizhi-6”, cho biết phương pháp khảo sát điện từ có thể được ví như kỹ thuật chụp CT trong y học. Nếu máy CT sử dụng tia X để quan sát bên trong cơ thể con người thì các nhà khoa học địa chất sử dụng tín hiệu phản hồi của trường điện từ tự nhiên bên trong Trái Đất để nghiên cứu cấu trúc địa chất dưới lòng đất.

Thông qua việc phân tích các tín hiệu này, các nhà khoa học có thể xác định điện trở suất của các lớp đá, từ đó suy luận về thành phần vật chất và cấu trúc địa chất sâu bên dưới đáy biển. Kết quả khảo sát đã giúp xây dựng thành công một mặt cắt điện từ biển sâu dài hơn 100km. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu còn phát hiện một khu vực chuyển tiếp quan trọng ở độ sâu khoảng 50km bên dưới đáy đại dương.

Tại khu vực này, giá trị điện trở suất thay đổi rõ rệt. Phía trên là tầng thạch quyển lạnh, phía dưới là tầng mềm nóng, còn ở giữa tồn tại lớp vật chất có chứa thành phần nóng chảy. Phát hiện này cung cấp thêm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu cấu trúc bên trong Trái Đất, cơ chế mở rộng đáy đại dương và động lực học kiến tạo mảng.

Để hoàn thành nhiệm vụ khảo sát ở độ sâu lớn như vậy, nhóm nghiên cứu đã phải phát triển hệ thống thu thập dữ liệu điện từ thích hợp cho toàn bộ dải độ sâu đại dương, đồng thời khảo sát kỹ địa hình và điều kiện địa chất khu vực thử nghiệm.

Nhằm bảo đảm khả năng thu hồi thiết bị sau khi triển khai, tàu khảo sát còn được trang bị hệ thống nhận dạng tự động AIS cùng thiết bị định vị Beidou, góp phần nâng cao đáng kể tỷ lệ thu hồi thành công.

Thu thập sinh vật biển sâu phục vụ nghiên cứu nguồn gốc sự sống

Bên cạnh tài nguyên khoáng sản và các nghiên cứu địa chất, đại dương sâu còn là nơi lưu giữ nhiều nguồn tài nguyên sinh học có giá trị đặc biệt. Sự phát triển của công nghệ thăm dò biển sâu trong những năm gần đây đã giúp các nhà khoa học phát hiện nhiều loài sinh vật quý hiếm sinh sống tại các môi trường khắc nghiệt như miệng phun thủy nhiệt hay các khu vực nước lạnh dưới đáy biển.

Nhiều vi sinh vật trong những môi trường này có khả năng tổng hợp các enzyme và hợp chất đặc biệt, mở ra triển vọng ứng dụng trong các lĩnh vực dược phẩm sinh học, chế biến thực phẩm và công nghiệp hóa học.

Trong chuyến khảo sát lần này, các nhà khoa học cũng sử dụng cánh tay robot để thu thập các mẫu san hô nước sâu và bọt biển biển sâu. Các loài san hô nước sâu phát triển trong môi trường lạnh và hoàn toàn không có ánh sáng, được xem là những “chỉ thị sinh học” quan trọng phục vụ nghiên cứu khí hậu cổ đại.

Trong khi đó, bọt biển biển sâu nổi tiếng với tuổi thọ rất cao và được đánh giá là nguồn tài nguyên tiềm năng cho ngành dược sinh học. Các hợp chất đặc biệt bên trong cơ thể chúng có thể mang lại những hướng nghiên cứu mới trong điều trị bệnh tật.

Nền tảng cho các chương trình khoan đại dương trong tương lai

Từ các mẫu kết hạch đa kim, dữ liệu mặt cắt điện từ đến nguồn tài nguyên sinh vật biển sâu, những kết quả thu được từ tàu “Haiyang Dizhi-6” đã cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho các nghiên cứu về môi trường địa chất biển sâu và hệ sinh thái đại dương của Trung Quốc.

Theo các nhà khoa học, những dữ liệu này sẽ trực tiếp phục vụ cho các chương trình khoan khoa học đại dương trong tương lai. Hiện nay, giới nghiên cứu đang xây dựng kế hoạch hoạt động cho tàu khoan đại dương hiện đại Mengxiang Hao và chuẩn bị các đợt khoan thử nghiệm tại Biển Đông.

Nếu các khảo sát điện từ được ví như hoạt động “chụp CT” cho Trái Đất thì các chương trình khoan đại dương trong tương lai sẽ giống như một “dao mổ khoa học”, cho phép con người tiếp cận trực tiếp những tầng sâu bên trong hành tinh để tìm lời giải cho các câu hỏi về nguồn gốc sự sống, quá trình biến đổi khí hậu và sự tiến hóa của Trái Đất.

Các nhà khoa học cho rằng bên dưới đáy đại dương vẫn còn vô số bí ẩn chưa được khám phá, từ vai trò của trầm tích và hoạt động núi lửa dưới biển trong chu trình vật chất toàn cầu, đến ảnh hưởng của môi trường biển sâu đối với khí hậu thế giới, cũng như cơ chế vận động của lớp vỏ đại dương đối với quá trình tiến hóa của hành tinh.

Trong thời gian tới, tàu “Haiyang Dizhi-6” sẽ tiếp tục lên đường thực hiện các nhiệm vụ khảo sát tại Biển Đông trước khi quay trở lại Thái Bình Dương. Hành trình khám phá thế giới đại dương sâu thẳm của con người vẫn đang tiếp tục và chưa có điểm dừng.