Hòn đảo bí ẩn thế giới chứa điều kỳ lạ: Nhà khoa học vui mừng như 'bắt được vàng'

Từ lâu, quần đảo Hawaii ở Bắc Thái Bình Dương đã là nơi ẩn chứa nhiều điều bí ẩn. Một trong những sự kiện địa chất kỳ lạ được phát hiện tại đây chính là: Nhà khoa học khám phá hồ chứa nước ngọt khổng lồ ở bên dưới đáy biển (nước mặn) ngoài khơi hòn đảo Hawaii.

Tại sao lại có hiện tượng này? Các nhà khoa học vừa tìm ra ngọn nguồn vấn đề.

Nằm sâu dưới lòng đất, chạy bên dưới bờ biển của hòn đảo, một lượng lớn nước ngọt được vận chuyển từ sườn núi lửa Hualalai còn hoạt động xuống các hồ chứa mới được phát hiện chạy sâu dưới đáy đại dương.

Đó là một khám phá có ý nghĩa rất lớn đối với các đảo núi lửa trên khắp thế giới (bản thân Hawaii là quần đảo núi lửa, nằm cách lục địa khoảng 3.700 km) - một nguồn tài nguyên tái tạo tiềm năng chưa được khai thác có thể chứng minh là vô giá khi khí hậu toàn cầu thay đổi nhanh chóng.

'Phát hiện của chúng tôi cung cấp một sự thay đổi mô hình từ các mô hình khái niệm thủy văn thông thường đã được sử dụng rộng rãi bởi nhiều nghiên cứu và các tổ chức nước ở Hawaii và các đảo núi lửa khác để tính toán sản lượng bền vững và lưu trữ tầng chứa nước ngọt trong 30 năm qua' - nhà địa vật lý Eric Attias - Nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Viện Địa vật lý và Hành tinh (HIGP), Đại học Hawaii, Mỹ - cho biết.

Hữu ích cho nhân loại trong bối cảnh nóng lên toàn cầu

'Chúng tôi hy vọng rằng khám phá của chúng tôi sẽ nâng cao các mô hình thủy văn trong tương lai, và do đó, sự sẵn có của nước ngọt sạch ở các đảo núi lửa trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu có thể gây ra cuộc khủng hoảng nước sạch về sau'.

Phần lớn nước ngọt của Hawaii được lấy từ các tầng nước ngầm, các lớp đá hoặc trầm tích thấm nước. Khi mưa rơi xuống, nó thấm qua lớp đất mặt và đá núi lửa bên dưới, cuối cùng đến các hồ chứa nước sâu.

Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một lượng lớn nước ngầm giàu chất dinh dưỡng đang rò rỉ ra đại dương và các phân tích đồng vị cho thấy rằng có sự khác biệt rất lớn giữa lượng nước đi vào các tầng chứa nước và lượng nước được giữ lại trong đó.

Để đi đến tận cùng của sự khác biệt này, Eric Attias và nhóm của ông đã chuyển sang chụp ảnh điện từ. Điều này khá độc đáo khi khai thác các đặc tính dẫn điện của muối và nước ngọt. Nước ngọt hoàn toàn không dẫn điện. Tuy nhiên, các muối được hòa tan một lượng lớn trong nước biển cung cấp nhiều ion âm và dương để vận chuyển các dòng điện hiệu quả hơn nhiều.

Dữ liệu này tiết lộ các khu vực có độ dẫn điện cao hơn hay thấp hơn dọc theo bờ biển Kona, cho phép nhóm nghiên cứu lập bản đồ các dòng nước ngọt và các hồ chứa liên quan của chúng.

Nhà địa vật lý Steven Constable thuộc Viện Hải dương học Scripps (Mỹ), người đã phát triển hệ thống cho biết: 'Tôi đã dành toàn bộ sự nghiệp của mình để phát triển các phương pháp điện từ biển. Thật sự rất vui khi thấy thiết bị được sử dụng cho một ứng dụng có tác động và quan trọng như vậy. Các phương pháp điện từ lâu đã được sử dụng để nghiên cứu nước ngầm trên đất liền, và vì vậy việc mở rộng ứng dụng ra ngoài khơi là rất hợp lý'.

Mô hình đường dẫn nước ngọt từ lượng mưa ra ngoài khơi. (Nguồn: Attias et al., Science Advances, 2020)

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng có những con sông nước ngọt ngầm nằm trong các lớp giữa các đá bazan núi lửa bão hòa nước mặn. Những con sông này dài khoảng 35 km kéo dài ít nhất 4 km về phía tây của bờ biển.

Các nhà nghiên cứu ước tính, các hồ chứa này chứa khoảng 3,5 km khối nước ngọt - trị giá khoảng 1,4 triệu bể bơi Olympic, và gấp đôi so với ước tính trước đây.

Điều này có thể thay đổi cách các cộng đồng trên các đảo núi lửa như Hawai'i đối phó với khí hậu thay đổi. Tần suất hạn hán ngày càng tăng có khả năng làm giảm lượng mưa bổ sung cho các tầng chứa nước dưới đất.

Thay đổi cảnh quan quá nhiều cũng có thể có tác động tiêu cực; rừng nhiệt đới, chẳng hạn, giúp trữ nước, dẫn nước dọc theo cây trồng đến một lớp đất giữ nước và lọc xuống đất. Nếu rừng bị suy thoái, lớp đất này sẽ bị xói mòn và nước chảy trên bề mặt, làm cạn kiệt các tầng chứa nước.

Các tầng chứa nước dưới lòng đất có khả năng đàn hồi cao hơn, và có thể cung cấp nguồn tài nguyên cho các cộng đồng sống trên các đảo núi lửa, ở các vùng đảo trên Trái Đất như Galapagos (Thái Bình Dương), Comoros (Ấn Độ Dương), Cape Verde (Đại Tây Dương) và Reunion (Ấn Độ Dương).

Các nhà nghiên cứu viết trong bài báo: 'Cơ chế như vậy có thể cung cấp nguồn nước ngọt tái tạo thay thế cho các đảo núi lửa trên toàn thế giới, nơi tác động của biến đổi khí hậu làm giảm nguồn nước ngọt. Phát hiện của chúng tôi nhấn mạnh tầm quan trọng của việc công nhận nước ngầm / nước ngọt ngầm ngoài khơi trong việc lập mô hình tầng chứa nước trong tương lai để sử dụng tài nguyên nước của các đảo núi lửa'.