Nghiên cứu địa vật lý truy tìm nguồn gốc dị thường trọng lực của Nam Cực từ kỷ Phấn trắng

Một nghiên cứu địa vật lý chuyên sâu vừa được công bố vào năm 2026 đã hé lộ những phát hiện chấn động về nguồn gốc của dị thường trọng lực lớn nhất hành tinh, nằm ẩn mình bên dưới lớp băng dày của Nam Cực. Theo các nhà khoa học, hiện tượng này đã bắt đầu hình thành từ khoảng 70 triệu năm trước, vào thời điểm kỷ Phấn trắng khi loài khủng long vẫn còn thống trị Trái đất. Khu vực này được xác định là nơi có lực hấp dẫn yếu nhất trên toàn cầu, một hệ quả trực tiếp từ sự khác biệt đáng kể về mật độ của các cấu trúc đá cổ xưa nằm sâu trong lòng đất.

Để giải mã bí ẩn này, một đội ngũ chuyên gia quốc tế, bao gồm các nhà khoa học từ Viện Vật lý Địa cầu Paris, đã triển khai các phương pháp mô phỏng tiên tiến nhằm tạo ra mô hình ba chiều chi tiết về cấu trúc nội tại của Trái đất. Quy trình này được ví như một cuộc chụp cắt lớp vi tính (CT) quy mô hành tinh. Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Alessandro Forte từ Đại học Florida và chuyên gia Petar Glisovic, nhóm nghiên cứu đã phân tích các dữ liệu địa chấn toàn cầu và áp dụng mô hình vật lý để tái hiện lại các chuyển động của lớp manti từ thời hiện đại ngược về quá khứ, chạm đến mốc khởi đầu của đại Tân sinh cách đây khoảng 66 triệu năm.

Cơ chế hình thành nên "hố trọng lực" Nam Cực, hay còn gọi là dị thường geoid, là kết quả của sự tương tác giữa hai quá trình địa chất đối nghịch diễn ra mạnh mẽ trong lớp manti. Ở các khu vực rìa Thái Bình Dương và Nam Đại Tây Dương của lục địa, các khối đá lạnh với mật độ cao đã chìm sâu xuống lớp manti. Đồng thời, một luồng vật chất nóng hơn và có mật độ thấp hơn từ sâu dưới đại dương, đặc biệt là khu vực bên dưới biển Ross, đã trồi lên mạnh mẽ. Chính sự kết hợp giữa việc chìm xuống của đá đặc và sự dâng lên của vật chất nhẹ đã tạo nên sự sụt giảm trọng lực đặc trưng tại đây.

Dựa trên các mô hình tính toán, giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất của dị thường này diễn ra trong khoảng từ 50 đến 30 triệu năm trước. Điều thú vị là khoảng thời gian này hoàn toàn trùng khớp với một đợt dịch chuyển lớn của trục quay Trái đất. Sự trùng hợp ngẫu nhiên này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới, cho thấy mối liên hệ mật thiết giữa các dòng đối lưu trong lớp manti, sự biến thiên của trường trọng lực và cách thức hành tinh của chúng ta tự định hướng trong không gian vũ trụ qua hàng triệu năm.

Những biến động về trọng lực do sự phân bổ mật độ không đều dưới lòng đất có tác động trực tiếp và rõ rệt đến mực nước biển toàn cầu. Tại những vùng có lực hấp dẫn thấp như Nam Cực, nước biển có xu hướng bị đẩy về phía các khu vực có lực hút mạnh hơn, khiến mực nước biển tại đây thấp hơn so với tâm Trái đất. Giáo sư Alessandro Forte nhấn mạnh rằng việc thấu hiểu các cơ chế sâu xa này là vô cùng cấp thiết, bởi chúng cung cấp những dữ liệu quan trọng để dự báo về sự ổn định cũng như tốc độ tan chảy của các dải băng khổng lồ trong tương lai.

Trong nhiều thập kỷ, "Điểm cực tiểu Geoid Ấn Độ Dương" được phát hiện từ năm 1948 luôn được coi là điểm có trọng lực thấp nhất trong các mô hình trắc địa truyền thống. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu áp dụng phương pháp thủy tĩnh để loại bỏ ảnh hưởng từ độ dẹt của Trái đất do lực ly tâm khi quay, tâm điểm của tiềm năng trọng lực thấp nhất thực tế lại nằm ở Nam Cực, thuộc khu vực biển Ross. Phát hiện này chứng minh rằng dị thường Nam Cực mới chính là phản chiếu trung thực nhất về động lực học trong lòng hành tinh, tách biệt khỏi các tác động vật lý do chuyển động tự quay gây ra.

Nghiên cứu này, được công bố chính thức trên tạp chí Scientific Reports, đã củng cố độ tin cậy của các mô hình địa vật lý hiện đại khi bản đồ trọng lực tái dựng khớp gần như tuyệt đối với dữ liệu thực tế từ vệ tinh. Hiện nay, các nhà khoa học đang tiếp tục mở rộng nghiên cứu để tìm hiểu mối quan hệ nhân quả giữa sự hình thành phễu trọng lực này và những biến đổi của lớp vỏ băng. Mục tiêu cuối cùng là giải đáp câu hỏi lớn về sự tương tác giữa cấu trúc sâu bên trong Trái đất và các hệ thống khí hậu phức tạp đang thay đổi hàng ngày.