Rãnh Mariana là nơi sâu nhất của đại dương được biết đến, nằm ở phía tây Thái Bình Dương, phía đông quần đảo Mariana và đảo Guam. Điểm sâu nhất của rãnh có tên vực Challenger (Challenger Deep), sâu khoảng 10.935 m dưới mực nước biển. Các đợt đo khác nhau cho kết quả dao động từ khoảng 10.900 m tới gần 11.000 m, nên nhiều tài liệu làm tròn là "gần 11 km".
Để dễ hình dung: nếu đặt núi Everest (8.848,86 m) vào đáy vực Challenger, đỉnh núi vẫn nằm dưới mặt biển hơn 2 km. Ở đáy, áp suất nước lớn hơn áp suất không khí ta đang chịu khoảng 1.000 lần, trời tối hoàn toàn và nước lạnh chỉ vài độ C. Vậy mà con người đã xuống tới đó nhiều lần, và sự sống vẫn tồn tại ở độ sâu ấy.
Rãnh Mariana ở đâu và hình thành thế nào
Rãnh Mariana có hình lưỡi liềm, dài khoảng 2.500 km, rộng trung bình chừng 70 km, chạy cong theo chuỗi đảo Mariana. Đây không phải một cái hố tròn mà là một vết lõm dài và hẹp, thành dốc ở hai bên, giống một rãnh nứt khổng lồ dưới đáy biển. Vực Challenger nằm ở đầu phía nam của rãnh, cách đảo Guam vài trăm kilômét về phía tây nam.
Rãnh hình thành ở chỗ hai mảng kiến tạo gặp nhau. Mảng Thái Bình Dương cổ, nặng và lạnh, chui xuống dưới mảng Mariana nhỏ hơn, quá trình địa chất gọi là hút chìm. Chỗ mảng cắm xuống tạo thành rãnh sâu, còn đá nóng chảy trồi lên phía sau tạo ra chuỗi đảo núi lửa Mariana. Vùng này vì thế thường có động đất và núi lửa ngầm.
Mariana không phải rãnh sâu duy nhất. Rãnh Tonga ở nam Thái Bình Dương có điểm sâu khoảng 10.800 m, đứng thứ hai. Các rãnh Kuril – Kamchatka, Philippines và Kermadec cũng sâu trên 10.000 m. Điểm chung là tất cả đều nằm ở vành đai quanh Thái Bình Dương, nơi các mảng kiến tạo hút chìm nhiều nhất.
Những lần con người xuống tới đáy vực Challenger
Xuống đáy vực Challenger khó hơn nhiều so với leo Everest: số người từng đặt chân tới đáy vẫn ít hơn rất nhiều so với số người lên đỉnh núi. Các mốc quan trọng:
| Năm | Ai / phương tiện | Điều đáng nhớ |
|---|---|---|
| 1875 | Tàu khảo sát HMS Challenger (Anh) | Lần đầu thả dây dọi đo được độ sâu lớn bất thường ở khu vực này; tên vực đặt theo tàu |
| 1951 | Tàu Challenger II (Anh) | Đo bằng sóng âm, xác định điểm sâu nhất mà sau này mang tên vực Challenger |
| 1960 | Tàu lặn Trieste: Jacques Piccard và Don Walsh | Hai người đầu tiên xuống đáy, ngày 23/1/1960; mất gần 5 giờ để chìm xuống và chỉ ở đáy khoảng 20 phút |
| 2012 | Tàu lặn Deepsea Challenger: James Cameron | Đạo diễn phim Titanic lặn một mình xuống đáy ngày 26/3/2012, quay phim và lấy mẫu |
| 2019 trở đi | Tàu lặn Limiting Factor: Victor Vescovo và nhiều người khác | Tàu lặn đầu tiên lặn lại được nhiều lần, đưa thêm hàng chục người xuống vực Challenger |
Tàu Trieste năm 1960 về cơ bản là một quả cầu thép dày cho người ngồi, treo dưới một bồn lớn chứa xăng nhẹ hơn nước để tạo lực nổi. Khi tới đáy, khoang chứa người có một ô kính bị nứt do áp lực, nhưng vẫn giữ được. Các tàu lặn hiện đại dùng thân titan dày và bọt nổi đặc biệt chịu được áp suất cực lớn, nên có thể lặn lại nhiều lần thay vì chỉ một chuyến.
Dưới đáy rãnh Mariana: áp suất, nhiệt độ và ánh sáng
Áp suất hơn 1.000 lần mặt đất. Cứ xuống sâu khoảng 10 m thì áp suất tăng thêm chừng bằng một lần áp suất khí quyển. Ở gần 11 km, mỗi centimét vuông chịu sức nặng hơn một tấn. Vật liệu không được thiết kế riêng sẽ bị ép bẹp, kể cả hộp xốp bị ép teo nhỏ lại.
Tối hoàn toàn. Ánh sáng mặt trời yếu dần rất nhanh trong nước. Dưới khoảng 200 m chỉ còn chút ánh sáng xanh mờ, dưới khoảng 1.000 m thì gần như tối đen. Ánh sáng duy nhất ở đáy rãnh là đèn của tàu lặn hoặc ánh sáng sinh học của vài loài sinh vật.
Lạnh nhưng không đóng băng. Nước ở đáy chỉ khoảng 1–4 °C. Nước mặn dưới áp suất lớn không đông thành băng ở nhiệt độ này.
Đáy là lớp bùn mịn. Những người xuống tới đáy mô tả mặt đáy phủ lớp trầm tích màu vàng nâu, mịn như bột, khuấy nhẹ là bốc lên thành đám mây che tầm nhìn.
Thời gian xuống mất hàng giờ. Tàu lặn hiện đại cần khoảng 3–4 giờ để chìm xuống đáy và chừng ấy thời gian để nổi lên, nên một lần lặn kéo dài gần cả ngày dù thời gian ở đáy chỉ vài giờ.
Sinh vật nào sống được ở độ sâu gần 11 km
Người ta từng nghĩ không gì sống nổi ở đáy rãnh sâu, nhưng mỗi chuyến lặn lại tìm thấy thêm sinh vật. Ở đáy vực Challenger có các loài giáp xác nhỏ giống tôm gọi là amphipod, một số loài dài vài centimét, bơi theo đàn tới ăn mồi thả xuống. Có cả sinh vật đơn bào khổng lồ gọi là xenophyophore, to bằng nắm tay, sống trong lớp bùn, cùng hải sâm và vi khuẩn.
Cá thì không xuống được tới đáy sâu nhất. Các nhà khoa học cho rằng giới hạn của cá nằm quanh độ sâu 8.200–8.400 m, vì quá sâu thì cơ thể cá không giữ được cấu trúc protein ổn định. Loài cá sống sâu nhất được biết là cá ốc (snailfish), thân trong mờ, mềm, gần như không có vảy. Cá ốc Mariana sống quanh 7.000–8.000 m, và năm 2022 một con cá ốc đã được quay phim ở độ sâu khoảng 8.300 m tại một rãnh gần Nhật Bản.
Đáng buồn là rác của con người cũng tới được đây. Các nhà nghiên cứu từng ghi nhận một chiếc túi nhựa ở độ sâu gần 10.900 m trong rãnh Mariana, và tìm thấy vi nhựa cùng hoá chất công nghiệp trong cơ thể những con giáp xác ở đáy rãnh. Điều này cho thấy không nơi nào trên Trái Đất thật sự nằm ngoài tác động của con người.
Vài so sánh giúp hình dung độ sâu 11 km
Những con số hàng nghìn mét rất khó hình dung. Các so sánh dưới đây giúp bạn thấy rãnh Mariana sâu tới mức nào:
- Máy bay chở khách thường bay ở độ cao khoảng 10–12 km. Đáy vực Challenger sâu gần bằng độ cao đó, chỉ là theo chiều ngược lại.
- Độ sâu trung bình của các đại dương chỉ khoảng 3.700 m, tức là rãnh Mariana sâu gần gấp ba mức trung bình.
- Tàu Titanic nằm ở độ sâu khoảng 3.800 m, chưa tới một phần ba độ sâu của vực Challenger.
- Tàu ngầm quân sự thông thường chỉ lặn được vài trăm mét; người lặn biển có bình dưỡng khí thể thao thường giới hạn ở khoảng 30–40 m.
- Biển Đông có độ sâu lớn nhất khoảng 5.000 m, bằng chưa tới một nửa rãnh Mariana.
- Tàu lặn Deepsea Challenger của James Cameron, được thiết kế thon dài để chìm thật nhanh, vẫn mất khoảng hai tiếng rưỡi mới chạm đáy vực.
Bản đồ đáy biển toàn cầu vẫn còn sơ sài: phần lớn đáy đại dương mới chỉ được lập bản đồ với độ phân giải thấp. Đó là lý do con số độ sâu của vực Challenger vẫn còn được đo lại và tinh chỉnh qua từng chuyến khảo sát.
Vì sao rãnh Mariana vẫn quan trọng với khoa học
Đáy rãnh sâu là phòng thí nghiệm tự nhiên hiếm có. Nghiên cứu cách sinh vật chịu áp suất cực lớn giúp các nhà khoa học hiểu giới hạn của sự sống, điều liên quan cả tới việc tìm sự sống ở các mặt trăng băng giá ngoài Hệ Mặt Trời. Một số enzyme của vi sinh vật biển sâu hoạt động tốt trong điều kiện khắc nghiệt và được quan tâm trong công nghiệp.
Rãnh hút chìm cũng là nơi sinh ra các trận động đất mạnh và sóng thần. Đặt cảm biến ở đây giúp hiểu rõ hơn cách các mảng kiến tạo di chuyển. Ngoài ra, các rãnh sâu được cho là nơi giữ lại một lượng lớn carbon: xác sinh vật và trầm tích trôi xuống rồi bị chôn vùi, góp phần vào chu trình carbon của Trái Đất.
Phần rãnh Mariana nằm trong vùng biển do Mỹ quản lý quanh Guam và quần đảo Bắc Mariana đã được đặt dưới chế độ khu bảo tồn biển quốc gia từ năm 2009. Hầu hết hoạt động khảo sát hiện nay dùng tàu lặn không người lái và các "lander", tức khung thiết bị thả rơi xuống đáy mang theo máy quay, mồi và bẫy mẫu, rồi tự thả vật nặng để nổi lên.
Việc lập bản đồ đáy biển cũng đang được đẩy mạnh. Các tàu khảo sát dùng máy đo sâu hồi âm nhiều tia, quét một dải rộng đáy biển mỗi lần chạy qua thay vì chỉ đo một điểm. Nhờ vậy hình dạng vực Challenger hiện được biết khá chi tiết: đáy không phải một điểm nhọn mà gồm vài lòng chảo nhỏ nằm nối nhau, mỗi lòng chảo dài vài kilômét, và điểm sâu nhất có thể nằm ở lòng chảo phía đông hoặc phía tây tuỳ đợt đo. Sai số vài chục mét giữa các con số công bố phần lớn đến từ đây.
Câu hỏi thường gặp
Rãnh Mariana sâu hơn Everest cao bao nhiêu?
Vực Challenger sâu khoảng 10.935 m, còn Everest cao 8.848,86 m, nên rãnh sâu hơn núi cao khoảng 2.000 m. Nếu đặt Everest vào đáy vực, đỉnh núi vẫn còn cách mặt biển chừng 2 km nước.
Có ai chết khi lặn xuống rãnh Mariana chưa?
Chưa có ghi nhận người nào thiệt mạng trong các chuyến lặn có người lái tới vực Challenger. Các tàu lặn xuống độ sâu này được thiết kế và kiểm tra rất kỹ, và số chuyến lặn vẫn còn ít. Một số tàu lặn không người lái thì đã từng bị mất hoặc vỡ ở độ sâu lớn.
Dưới đáy rãnh Mariana có quái vật khổng lồ không?
Không có bằng chứng nào cho thấy có sinh vật khổng lồ ở đáy rãnh. Thức ăn ở độ sâu này rất khan hiếm, nên sinh vật thường nhỏ. Cá ốc Mariana, loài cá sống sâu nhất ở rãnh này, chỉ dài khoảng mười mấy centimét, sống quanh 7.000–8.000 m; dưới đáy chủ yếu là các loài giáp xác dài vài centimét.
Áp suất ở đáy rãnh Mariana mạnh tới mức nào?
Khoảng hơn 1.000 lần áp suất khí quyển ở mặt đất, tương đương hơn một tấn đè lên mỗi centimét vuông. Cơ thể người không được bảo vệ sẽ không chịu nổi, nên người xuống đáy phải ngồi trong khoang cầu bằng titan hoặc thép dày.
Rãnh Mariana có nằm gần Việt Nam không?
Không quá gần. Rãnh nằm ở phía tây Thái Bình Dương, gần đảo Guam, cách bờ biển Việt Nam khoảng 4.000 km về phía đông, ở phía bên kia Philippines. Vùng biển gần Việt Nam sâu nhất chỉ khoảng 5.000 m.
