Mariana, rãnh đại dương có độ sâu lên tới khoảng 11.000 m, có sinh vật sống và thậm chí cả túi nylon.
Đạo diễn James Cameron ngồi trong mô hình khoang tàu thu nhỏ tại một cuộc triển lãm ở Sydney năm 2018. Ảnh: Saeed Khan/AFP/Getty
Trong khi mặt đất có những ngọn núi và thung lũng khổng lồ, dưới nước cũng tồn tại những cấu trúc tương tự. Một trong những cấu trúc đặc biệt nhất là rãnh Mariana - khe nứt ở phía tây Thái Bình Dương dài hơn 2.540 km. Nơi này có vực thẳm Challenger - điểm sâu nhất từng ghi nhận trên Trái Đất với độ sâu khoảng 11.000 m. Con số này gấp gần 3 lần so với độ sâu của xác tàu Titanic và lớn hơn cả chiều cao của đỉnh Everest - đỉnh núi cao nhất thế giới.
James Cameron là một trong số ít những người xuống vực thẳm Challenger
Chuyến lặn đầu tiên xuống vực thẳm Challenger diễn ra năm 1960 với tàu lặn Trieste. Trong chuyến lặn, các hành khách Jacques Piccard và Don Walsh đã vô cùng sửng sốt khi nhìn thấy những sinh vật sống. James Cameron, đạo diễn của bộ phim "Titanic" năm 1997, là nhà thám hiểm biển sâu tiếp theo. Ông đã lái tàu lặn xuống đến độ sâu khoảng 10.908 m, lập kỷ lục thế giới vào năm 2012.
Theo Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ [NOAA], cứ 10 m xuống dưới bề mặt đại dương, áp suất sẽ tăng thêm 1 atm. Atm là đơn vị đo áp suất, tương đương 14,7 pound [6,4 kg] trên 1 inch vuông [6,5 cm2]. Điều này đồng nghĩa, tàu xuống vực thẳm Challenger có thể chịu áp suất tương đương 50 máy bay Boeing 747 đồ sộ.
Phát hiện túi nylon
Một nhà thám hiểm khác từng xuống vực thẳm Challenger là Victor Vescovo, nhà đầu tư người Texas. Ông đã xuống sâu 10.927 m và lập kỷ lục thế giới mới vào năm 2019. Vescovo đã mang lại thông tin đáng buồn về tác động của con người đến những địa điểm xa xôi tưởng như không thể chạm tới: Ông cho biết, mình trông thấy túi nylon và giấy gói kẹo dưới rãnh Mariana.
Sứa biển quan sát được trong chuyến thám hiểm núi ngầm Enigma ở độ sâu 3.700 m dưới rãnh Mariana. Ảnh: NOAA Office of OER
Vực thẳm Challenger thuộc "vùng hadalpelagic"
Giống như khí quyển Trái Đất, đại dương có thể chia thành nhiều lớp. Theo NOAA, phần trên cùng được gọi là epipelagic hay vùng ánh sáng mặt trời, kéo xuống 200 m dưới mặt nước. Vùng mesopelagic, còn gọi là vùng chạng vạng, bắt đầu từ điểm cuối của vùng ánh sáng mặt trời xuống khoảng 1.000 m. Tiếp theo là vùng bathypelagic hay vùng nửa đêm, và vùng abyssopelagic hay vùng vực thẳm - từ 4.000 m đến 6.000 m. Trong vùng vực thẳm, rất ít dạng sống có thể tồn tại, nước hoàn toàn không có ánh sáng và cực kỳ lạnh.
Nhưng với độ sâu khoảng 11.000 m, vực thẳm Challenger còn nằm sâu hơn nữa, trong vùng hadalpelagic. Khu vực này được đặt tên theo Hades, vị thần cai quản địa ngục của Hy Lạp.
Sự tồn tại của các loài thủy sinh độc đáo và núi lửa bùn
Vùng hadalpelagic là một trong những môi trường sống ít được khám phá nhất trên Trái Đất. Ở độ sâu kỷ lục và không có ánh sáng mặt trời, giới khoa học từng cho rằng không gì có thể tồn tại ở đó. Nhưng điều này không chính xác.
"Kể cả ở dưới đáy, sự sống vẫn tồn tại. Năm 2005, các sinh vật đơn bào tí hon gọi là foraminifera, một loại sinh vật phù du, được phát hiện ở vực thẳm Challenger", theo NOAA. Ngoài ra, các chuyên gia còn phát hiện những mỏm đá đầy màu sắc và hải sâm.
Theo NOAA, hàng loạt núi lửa bùn dưới biển và miệng phun thủy nhiệt ở rãnh Mariana cũng góp phần tạo nên những dạng sống khác thường. Bất chấp nước nóng có tính axit cao từ các miệng phun thủy nhiệt trong núi lửa bùn, nhiều loài vật kỳ lạ và sinh vật hiển vi vẫn sống sót. Thực tế, trong điều kiện thiếu ánh sáng mặt trời, chúng còn hưởng lợi từ nguồn nước giàu chất dinh dưỡng từ các miệng phun.
Các miệng phun thủy nhiệt dưới rãnh Mariana ở Thái Bình Dương trong một chuyến thám hiểm năm 2016. Ảnh: NOAA Office of Ocean Exploration and Research
Chưa rõ độ sâu chính xác
Con người đã khám phá bề mặt đại dương hàng chục nghìn năm, nhưng chỉ khoảng 20% đáy biển được lập bản đồ, theo số liệu năm 2022 của NOAA. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện nhiều nỗ lực nhằm tìm hiểu chi tiết về rãnh Mariana, nhưng việc này không hề dễ. Do sự rộng lớn và độ sâu kỷ lục của vùng đáy đại dương, họ phải dựa vào công nghệ sóng âm để cố gắng đưa ra một bức tranh đầy đủ về những cấu trúc bên dưới.
Chuyến lặn có người lái đầu tiên vào năm 1960 ước tính vực thẳm Challenger sâu 10.911 m, theo Sách Kỷ lục Guinness Thế giới. Với thiết bị đo đạc và công nghệ không ngừng cải tiến, độ sâu ước tính của vực thẳm Challenger theo cập nhật gần đây nhất vào năm 2021 là khoảng 10.935 m.
Rãnh Mariana, còn gọi là vực Mariabena hay vũng Mariana, là rãnh đại dương sâu nhất trên Trái Đất, và điểm sâu nhất của nó là nơi sâu nhất trong lớp vỏ Trái Đất. Nó nằm trên phần đáy của khu vực tây bắc Thái Bình Dương, về phía đông quần đảo Mariana. Điểm sâu nhất có tọa độ 11°21' Bắc và 142°12' Đông. Rãnh Mariana kéo dài tới gần Nhật Bản. Rãnh này là ranh giới nơi hai mảng kiến tạo gặp nhau, là khu vực lún xuống mà ở đó mảng Thái Bình Dương bị lún xuống dưới mảng Philippines. Rãnh có chiều dài khoảng 2.550 km [1.580 dặm] nhưng chiều rộng trung bình chỉ vào khoảng 69 km [43 dặm]. Phần đáy của rãnh này thấp dưới mực nước biển một khoảng cách lớn hơn nhiều khi so với đỉnh Everest ở trên mực nước biển.
Độ sâu tối đa của rãnh này là 11.034 m [36.201 ft] dưới mực nước biển theo phép đo gần đây nhất. Khi tính đến vĩ độ của rãnh Mariana và sự lồi ra ở khu vực xích đạo của Trái Đất thì rãnh Mariana nằm ở khoảng cách 6.366,4 km tính từ tâm Trái Đất. Bắc Băng Dương, có độ sâu chỉ khoảng 4-4,5 km, nhưng tính từ đáy thì Bắc Băng Dương lại ở khoảng cách chỉ xấp xỉ 6.352,8 km từ tâm Trái Đất, tức gần tâm Trái Đất hơn so với điểm sâu nhất của rãnh Mariana 13,6 km.
Rãnh Mariana được tàu Challenger II của Hải quân Hoàng gia Anh khảo sát lần đầu tiên năm 1951, do đó người ta đã đặt tên cho phần sâu nhất của rãnh Mariana là vực thẳm Challenger. Sử dụng kỹ thuật phản xạ sóng âm, tàu Challenger II đã đo được độ sâu 5.960 sải [10.900 m] tại tọa độ 11°19' Bắc và 142°15' Đông. Âm thanh này đã được thực hiện lặp lại với tai nghe để nghe tín hiệu trở lại do sóng âm phản xạ ngược trở lại khi gặp đáy biển. Do việc đo thời gian của máy thu âm thanh phản xạ, một phần cần thiết của quá trình này, đã được thực hiện bằng tay để ngắt đồng hồ bấm giờ nên người ta đã cẩn thận trừ đi một thang đo [20 sải] khi chính thức báo cáo độ sâu lớn nhất là 5.940 sải [10.863 m].
Năm 1957, tàu Vityaz của Nga báo cáo độ sâu 11.034 m [36.201 ft], cho chỗ lõm sâu nhất Mariana; sự đo đạc này đã không được thực hiện lặp lại nên khó có thể coi là chính xác. Năm 1962, tàu hải quân Spencer F. Baird của Mỹ báo cáo độ sâu lớn nhất là 10.915 m [35.810 ft]. Năm 1984, Nhật Bản gửi tàu Takuyo, một tàu khảo sát chuyên nghiệp hóa cao tới rãnh Mariana để thu thập dữ liệu bằng cách sử dụng các máy thu sóng âm phản xạ nhiều tia và hẹp; họ báo cáo độ sâu cực đại là 10.924 m [35.840 ft] [cũng có báo cáo là 10.920±10 m]. Các phép đo chính xác nhất đã được thực hiện trên máy dò Kaiko của người Nhật vào ngày 24 tháng 3 năm 1995 cho kết quả 10.911 m [35.798 ft].
Trong một cuộc lặn không có tiền lệ, tàu ngầm thăm dò của Hải quân Mỹ là Bathyscaphe Trieste đã xuống tới đáy vào lúc 1:06 trưa ngày 23 tháng 1 năm 1960 với trung úy hải quân Don Walsh và kỹ sư Jacques Piccard. Quả cầu sắt được sử dụng để làm bì, với xăng để tạo sức nổi. Các hệ thống trên boong tàu chỉ tới độ sâu 37.800 ft [11.521 m], nhưng sau đó đã được sửa lại là 10.916 m [35.813 ft]. Ở dưới đáy Walsh và Piccard đã rất ngạc nhiên khi phát hiện thấy các sinh vật như cá bơn dài khoảng 30 cm, cũng như tôm. Theo Piccard thì "đáy biển dường như sáng và sạch sẽ, là một vùng hoang vu chỉ có tảo cát".
Tại đáy của rãnh Mariana thì nước tạo ra một áp lực tới 1086 barơ [108,6 MPa hay 15.751 psi].
Vào ngày 1 tháng 6 năm 2009, tàu Kilo RV Moana [là tàu mẹ của chiếc tàu ngầm Nereus] đã sử dụng hệ thống định vị dưới mặt nước bằng sóng siêu âm Simrad EM120 [300-11.000 m] lập nên bản đồ ngay tại vực thẳm Challenger với độ sâu tìm được là 10.971 m [35.994 ft], độ chính xác hơn lần cũ 0,2% [sai số khoảng ± 11 m].
Năm 2003, các nhà khoa học đã tìm được dọc theo rãnh Mariana một số khu vực có độ sâu như vực thẳm Challenger và thậm chí có thể sâu hơn.