Dùng radar đo độ sâu sa mạc Sahara, các nhà khoa học phát hiện ra "thứ" khổng lồ bên dưới

Trái đất có rất nhiều phần lục địa được bao phủ bởi cát. Đặc biệt, sa mạc là nơi tích tụ rất nhiều cát. Cát trên sa mạc nhiều đến nỗi chúng được ví như những "con sông" và thậm chí là "đại dương". Nhắc tới sa mạc, chúng ta không thể không kể đến Sahara, sa mạc lớn nhất trên thế giới.

Dùng gì để đo được độ sâu của Sahara?

Sa mạc Sahara được hình thành cách đây khoảng 2,5 triệu năm. Sa mạc Sahara bao trùm gần hết Bắc Phi, trải dài tới 12 quốc gia là Algerie, Chad, Ai Cập, Libya, Mali, Marocco, Eritrea, Sudan, Tunisa, Tây Sahara, Niger. Nó rộng khoảng 1.600 km từ bắc xuống nam và dài 5.600 km từ đông sang tây, tổng diện tích khoảng hơn 9.000.000 km2, chiếm tới 32% tổng diện tích Châu Phi, Sahara quả xứng với danh là sa mạc lớn nhất. Theo các nhà khoa học, sa mạc Sahara đang ngày càng mở rộng thêm. Từ năm 1962 tới nay, sa mạc Sahara đã mở rộng thêm gần 650.000 km2.

Thế nhưng đó mới là chiều dài và rộng, vậy sa mạc Sahara sâu bao nhiêu? Nếu đào hết cát của Sahara thì bên dưới sẽ có gì?

Trên thực tế đối với các sa mạc có độ sâu tương đối nông, chúng ta hoàn toàn có thể đo được bằng cách dùng máy khoan hoặc đào trực tiếp bằng máy xúc. Nhưng sa mạc Sahara có quy mô lớn như vậy thì những cách kể trên hoàn toàn không khả thi. Máy khoan có thể bị chôn vùi trong cát.

Các nhà khoa học đã chỉ ra 1 phương án khác đó là sử dụng công nghệ radar để đo độ sâu của sa mạc Sahara. Cách làm cụ thể là cảm biến đo độ sâu radar sẽ phát ra sóng điện từ truyền đến bề mặt cát. Sua đó sóng sẽ chạm vào bề mặt cát cần đo và phản xạ ngược lại cảm biến. Cảm biến sẽ xử lý và tính toán và đưa ra kết quả đo lường một cách chính xác và nhanh chóng.

Trên thực tế, độ sâu của sa mạc còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như thời gian hình thành, địa hình, hướng và lực gió. Ở những vùng có nhiều cồn cát thì độ sâu của cát còn thay đổi theo chuyển động của cát. Do đó, có thể nói, độ sâu của sa mạc Sahara không cố định. Và sử dụng công nghệ radar có thể dễ dàng đo được độ sâu của các địa điểm khác nhau trên sa mạc Sahara.

Từ những dữ liệu thu thập được, các nhà khoa học thấy rằng độ sâu trung bình của sa mạc Sahara là khoảng 150 m, tương đương với chiều cao của 1 tòa nhà 50 tầng (tính theo chiều cao sàn là 3 m) và điểm sâu nhất thậm chí lên tới 320 m. Có lẽ độ sâu này của Sahara là lớn nhất và không có sa mạc nào trên Trái đất có thể vượt qua.

Với một sa mạc rộng lớn và sâu như vậy, trữ lượng cát chắc chắn rất đáng kinh ngạc. Vậy làm cách nào để xác định được bên dưới sa mạc Sahara có gì?

Bên dưới Sahara có gì?

Nhiều người băn khoăn rằng, tại sao không vận chuyển hết số cát trên sa mạc để dùng vào việc xây dựng. Đáng tiếc, cát của sa mạc không giống như cát dùng để xây dựng. Cát trên sa mạc quá mịn và nhẵn nên chúng không có đủ liên kết hóa học nhiều chiều. Đối với những hạt cát nhỏ sẽ dễ trộn hơn nhưng vữa trộn sẽ bị trơn trượt và độ bền kém hơn. Hơn nữa, khi cát khô thì khả năng chịu tải tốt hơn còn khi ướt thì liên kết giữa chúng dễ bị đứt gãy khiến cho lớp cát sụt xuống.

Ngoài ra, hàm lượng kiềm trong cát sa mạc quá lớn, rất dễ phản ứng hóa học với các chất khác gây ảnh hưởng đến chất lượng của công trình. Cụ thể, sức bền và độ an toàn của công trình không được đảm bảo thì hậu quả cũng sẽ rất nghiêm trọng.

Hơn nữa, việc đào cát ở một sa mạc rộng lớn như Sahara là rất khó khăn. Thứ nhất, cát ở sa mạc Sahara quá nhiều nên sẽ mất rất nhiều thời gian để đào. Thứ hai, việc di chuyển toàn bộ số cát ở sa mạc Sahara không hề dễ và cũng khó có thể kiếm được nơi để chứa được hết. Thế nhưng, giả sử, nếu thực sự có thể đào tất cả cát trên sa mạc Sahara thì bên dưới sẽ là gì?

Trước tiên, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về sự hình thành của sa mạc. Các nhà địa chất đã xác định rằng, nguồn gốc của cát trên sa mạc có một lịch sử lâu đời và rất phức tạp. Chúng được hình thành từ các loại đá lớn như granit, gneiss và sa thạch.

Điểm độc đáo của sa mạc chính là sự chênh lệch về nhiệt độ của ngày và đêm. Nhiệt độ thay đổi đột ngột đã khiến cho kiến trúc đá bị áp lực đè nén khiến chúng nứt vỡ. Khí hậu tại sa mạc quá khô cằn, hơn nữa, thực vật không thể phát triển ở đây nên các tảng đá càng không có thứ gì che chắn. Thời gian càng lâu thì chúng càng bị nghiền nát nhỏ hơn. Một phần của các thành phẩm sau khi bị phong hóa sẽ bị hòa tan. Các khoáng chất không bị tác động bởi các tác nhân khí quyển như thạch anh – oxit silic và các mảnh vụn không bị hòa tan sẽ được lưu lại rồi biến đổi thành cát sa mạc.

Tuy nhiên, sự phong hóa chỉ diễn ra trên bề mặt của sa mạc. Ở bên dưới mặt đất, sự phong hóa sẽ ngày càng trở nên yếu hơn. Do đó, khi đào cát sa mạc với độ sâu tăng dần, các nhà khoa học thường bắt gặp những hạt cát có kích thước tăng dần. Đôi khi, chúng không còn là cát mà là rất nhiều đá và sỏi. Nếu đào đủ sâu, chúng ta có thể đào tới lớp đá không bị phong hóa và đôi khi là những mỏ khoáng sản rất có giá trị. Những tảng đá lớn không bị phong hóa này được gọi là "đá nền".

Đào tới vị trí của lớp đá nền này có thể coi như đã đào đến đáy của sa mạc Sahara. Thế nhưng, đây chỉ là câu trả lời về thành phần vật chất của Sahara mà thôi. Trên thực tế, tổng thể địa hình của sa mạc Sahara có rất nhiều dấu tích sông và hồ ở bên dưới lớp cát.

Tàn tích này có thể được nhìn thấy từ các bức ảnh vệ tinh. Các nhà khoa học của NASA đã từng lập một bản đồ vệ tinh của sa mạc Sahara từ hình ảnh do radar khẩu độ tổng hợp của tàu con thoi Columbia cung cấp. Radar khẩu độ tổng hợp này được đặt trên tàu con thoi với mục đích ghi lại hình ảnh của sa mạc Sahara. Radar này là một hệ thống quan sát Trái đất có khả năng xuyên qua bề mặt nhất định, có thể ghi lại hình ảnh bề mặt Trái đất từ độ cao lớn. Qua bản đồ vệ tinh do tàu Columbia cung cấp, có thể thấy dưới đáy của sa mạc Sahara xuất hiện tàn tích của 1 hồ nước cổ đại khổng lồ.

Theo tính toán của các nhà khoa học ở NASA, diện tích của hồ nước cổ đại này lên tới 108.000 km2. Nó sâu khoảng 247 m. Ngay cả khi bị thu hẹp thì diện tích của nó vẫn lên tới 48.000 km2 và sâu khoảng 190 m. Ngoài ra, hồ nước khổng lồ này chỉ là một trong số những lòng sông và hồ cổ đã được tìm thấy bởi radar khẩu độ tổng hợp của tàu Columbia.

Nghiên cứu này cũng đã chỉ ra rằng, Sahara không phải chỉ là sa mạc. Mà cách đó 5.000 đến 6.000 năm trước, Sahara là một khu vực có sa mạc và ốc đảo xen kẽ. Sa mạc Sahara vốn là một khu vực ẩm ướt với rất nhiều cây xanh và động vật sinh sống. Các nhà khảo cổ học đã tìm thấy rất nhiều hóa thạch khủng long và thậm chí là đồ tạo tác của con người trong lòng sa mạc Sahara.

Một nhóm các nhà khoa học Mỹ đến từ Đại học Stony Brook đã công bố nghiên cứu cho thấy Sahara từng là nơi trú ngụ của rất nhiều sinh vật biển. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu dựa trên ghi chép của các đội thám hiểm Anh vào những năm đầu 1980 cũng như hóa thạch thu thập được từ sa mạc Sahara.

Theo nhà cổ sinh vật học Maureen O’Leary, nhóm của bà đã tìm thấy hóa thạch của cá trê và rắn biển ở phần sa mạc thuộc lãnh thổ của Mali. Bà cũng cho biết thêm, vào 50-100 triệu năm trước, vùng phía bắc Mali là rừng ngập mặn và nơi ở của nhiều loài động vật thân mềm. Vào cuối kỷ Phấn Trắng (Cretaceous) và đầu kỷ Cổ Cận (Paleogene), các loài thân mềm đã tiến hóa thành những sinh vật biển khổng lồ, như cá trê dài 1,6m, rắn biển dài 12m và loài cá xương pycnodont dài 1,2m.

Vào năm 1902, giới khảo cổ học còn tìm thấy hóa thạch 36 triệu năm tuổi của một con cá voi nằm giữa sa mạc Sahara trên lãnh thổ Ai Cập. Khi tìm kiếm thêm hóa thạch ở khu vực này, người ta tiếp tục phát hiện nhiều xương cá voi hơn trong một vùng trũng mà về sau có tên là Wadi Al-Hitan, có nghĩa là Thung lũng cá voi. Các nhà khoa học nhận định rằng, những hoạt động kiến tạo địa chất dữ dội trong lịch sử hàng triệu năm đã làm đáy biển trồi lên và biến khu vực này thành lục địa như ngày nay.

Tuy nhiên, "thời kỳ ốc đảo" sau đó đã kết thúc. Các nhà khoa học cho rằng, nguyên nhân gây ra sự thay đổi này là do chuyển động tuế sai của Trái đất. Cụ thể là do Trái đất đã thay đổi góc nghiêng từ 22,1 độ sang 24,5 độ theo chu kì.

Chuyển động tuế sai là sự thay đổi chậm và dần dần của Trái đất theo hướng của trục quay. Chuyển động này do momen lực tác dụng bởi hệ Trái đất và Mặt trời. Chuyển động này ảnh hưởng trực tiếp đến độ nghiêng mà tia nắng Mặt trời chiếu tới bề mặt của Trái đất. Độ nghiêng của trục Trái đất đang là 23,43 độ.

Từ điều này, chúng ta có thể hiểu rằng trục quay của Trái đất không phải lúc nào cũng hướng về cùng 1 ngôi sao (Cực) mà quay theo chiều kim đồng hồ khiến cho Trái đất chuyển động tương tự như chuyển động của 1 con quay. Một vòng quay hoàn toàn trong trục tuế sai mất khoảng 25.700 năm.

Chuyển động tuế sai của Trái đất sẽ gây ra những thay đổi định kỳ về lượng năng lượng Mặt trời nhận được của sa mạc Sahara và các khu vực xung quanh nó. Và gió mùa mùa hè của sa mạc Sahara thường xuyên thay đổi từ mạnh sang yếu và yếu sang mạnh. Do đó, khi gió mùa mùa hè mạnh hơn, những ốc đảo trên Sahara đã bị biến thành các sa mạc khô hạn.

* Bài viết tổng hợp từ Laitimes, Quora, Inf, Scienceabc...