Hố va chạm khổng lồ dưới đáy Đại Tây Dương được hình thành như thế nào?

Miệng núi lửa vừa được phát hiện có đường kính 8,5 km, được tạo ra bởi một tiểu hành tinh rơi xuống Trái Đất cách đây 66 triệu năm, gây ra một loạt thảm khốc.

Đặc điểm miệng núi lửa tương thích với một tác động từ tiểu hành tinh

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra miệng núi lửa mới này thông qua việc phân tích dữ liệu địa chấn từ thềm lục địa Guinea. 

Tiến sĩ Uisdean Nicholson, nhà địa chất tại Đại học Heriot-Watt của Edinburgh, kể lại: "Tôi chưa bao giờ thấy bất cứ thứ gì giống như vậy. Thay vì những chuỗi trầm tích phẳng mà tôi mong đợi trên thềm, tôi tìm thấy một vết lõm dài 8,5 km bên dưới đáy biển, với những đặc điểm rất bất thường". 

Miệng núi lửa - được đặt tên là Nadir, bị chôn vùi dưới lớp trầm tích Paleogen khoảng 300 đến 400 mét, ngoài khơi Tây Phi, cách bờ biển Guinea 400 km. 

Các nhà nghiên cứu cho biết trên tạp chí Science Advances, chỗ lõm này thể hiện các đặc điểm phù hợp với một hố va chạm tiểu hành tinh lớn với vành nâng lên trên một bậc thang, độ nâng trung tâm rõ rệt và sự biến dạng lan rộng của bề mặt dưới bề mặt.

Họ cũng quan sát thấy vật phóng ra bên ngoài miệng núi lửa, với lớp trầm tích rất hỗn độn kéo dài hàng chục km xung quanh. Đối với nhóm nghiên cứu, không còn nghi ngờ gì nữa, miệng núi lửa này được hình thành bởi một tiểu hành tinh. 

Những đặc điểm này thực sự không tương thích với các quá trình khác dẫn đến sự hình thành các miệng núi lửa, chẳng hạn như sự rút hoặc hòa tan của muối dưới bề mặt, sự thoát khí hoặc chất lỏng, hoặc sự sụp đổ của các caldera chẳng hạn.

Các tác giả nghiên cứu giải thích: "Những quá trình này không phù hợp với địa chất và địa tầng địa phương. Các mô phỏng số lượng về sự hình thành của miệng núi lửa này chỉ ra rằng tiểu hành tinh có đường kính ít nhất là 400 mét và nằm dưới mặt đất từ 500 đến 800 mét.

Một loạt các sự kiện thảm khốc

Theo dữ liệu mô phỏng, vụ va chạm có thể sẽ gây ra một trận sóng thần khổng lồ, cao hơn một km, cũng như một trận động đất khoảng 6,5 độ Richter. 

Trình tự tác động trên có thể thấy rằng, (A) Tác động chạm tiểu hành tinh vào mặt nước với tốc độ khoảng 20 km/s, gây ra sóng thần. (B) Vài giây sau, miệng núi lửa thoáng qua hình thành, trong khi tác động lực và một khối lượng lớn nước bị hóa hơi. Sóng xung kích gây ra thiệt hại bên dưới và xung quanh vị trí va chạm, và sóng địa chấn truyền qua cao nguyên. (C) Sự nâng lên xảy ra, dẫn đến sự hình thành của một đỉnh miệng núi lửa. (D) Sự sụp đổ xuyên tâm của khu vực lòng đất bị hư hỏng dẫn đến sự hình thành các bậc thang trên bề mặt 

Tiến sĩ Veronica Bray, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Arizona cho biết "Năng lượng được giải phóng sẽ lớn hơn khoảng 1.000 lần so với vụ phun trào và sóng thần vào tháng 1/2022 ở quần đảo Tonga".

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, hậu quả khí hậu của một sự kiện như vậy phụ thuộc vào số lượng chất bay hơi phóng vào bầu khí quyển. Tác động có thể đã giải phóng một lượng đáng kể khí nhà kính, được tạo ra từ các mỏ đá phiến đen giàu chất hữu cơ bị chôn vùi nông cạn.

Dữ liệu địa chấn cũng gợi ý rằng miệng núi lửa hình thành tại (hoặc gần) ranh giới Kỷ Phấn trắng-Cổ sinh, khoảng 66 triệu năm trước. Do đó, tiểu hành tinh này sẽ rơi vào cùng thời điểm với tiểu hành tinh Chicxulub, đã quét sạch loài khủng long. 

Tuy nhiên, do độ phân giải của dữ liệu địa chấn không chắc chắn, nên xác định niên đại vẫn chưa được xác nhận. Nhưng nếu giả thuyết là đúng, điều đó có nghĩa là hai tiểu hành tinh là mảnh vỡ của cùng một cơ thể mẹ hoặc một dòng chảy thiên thạch lớn đã xảy ra vào thời điểm đó. 

Nhóm nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch khoan tại chỗ, để xác nhận nguồn gốc của tác động này và xác định tuổi của nó chính xác hơn.