Biển Đỏ đã từng khô cạn hoàn toàn như thế nào?

Sự kiện địa chất lớn trong lịch sử

Bằng chứng mà các nhà khoa học tại KAUST đưa ra là những hình ảnh địa chấn, mẫu vi hóa thạch… kết hợp với các máy móc, kỹ thuật hiện đại. Theo đó, họ đã xác định được niên đại địa hóa (thời gian biểu của các sự kiện trong lịch sử Trái Đất) và chỉ ra rằng sự thay đổi lớn đã xảy ra trong khoảng 100.000 năm. Khi đó, biển Đỏ chuyển từ chỗ nối liền với biển Địa Trung Hải thành một lưu vực trống rỗng, đầy muối. Sau đó, một trận lụt lớn đã phá vỡ các rào cản núi lửa, mở ra eo biển Bab el-Mandab và kết nối biển Đỏ với đại dương trên thế giới như ngày nay.

Khoảng 6,2 triệu năm trước, biển Đỏ đã khô cạn thành một sa mạc muối cằn cỗi trước khi một trận lụt khổng lộ ở Ấn Độ Dương tạo thành một hẻm núi và khôi phục lại nguồn nước.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Communications Earth & Environment vào cuối tháng 9. Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Tihana Pensa thuộc KAUST cho biết: “Những phát hiện của chúng tôi cho thấy lưu vực biển Đỏ đã ghi nhận một trong những sự kiện môi trường khắc nghiệt nhất trên Trái Đất, khi nó khô cạn hoàn toàn và sau đó đột ngột bị ngập lụt trở lại khoảng 6,2 triệu năm trước. Trận lụt đã biến đổi lưu vực, phục hồi các điều kiện biển và thiết lập mối liên hệ lâu dài giữa biển Đỏ và Ấn Độ Dương”.

Trong khi đó, Discovery Magazine dẫn thêm một số bằng chứng mới kèm lý giải của các nhà khoa học cho hay, biển Đỏ đã trải qua tình trạng khô hạn hoàn toàn trước Khủng hoảng độ mặn Messinian. Các phân tích dữ liệu địa chấn, địa tầng sinh vật và định tuổi bằng đồng vị stronti cho thấy,

Khủng hoảng độ mặn Messinian (còn được gọi là sự kiện Messinian và ở giai đoạn cuối cùng là sự kiện Lago Mare) là một sự kiện mà trong đó biển Địa Trung Hải đã đi vào chu kỳ khô hạn một phần hoặc gần như hoàn toàn trong suốt phần sau của kỷ Messinian thuộc kỷ Miocene. Các mẫu trầm tích từ bên dưới đáy biển sâu của biển Địa Trung Hải, bao gồm khoáng chất evaporit, đất và thực vật hóa thạch… cho thấy tiền thân của Eo biển Gibraltar đã đóng lại khoảng 5,96 triệu năm trước, ngăn cách Địa Trung Hải với Đại Tây Dương. Điều này dẫn đến một thời kỳ khô hạn một phần của biển Địa Trung Hải, thời kỳ đầu tiên trong số nhiều thời kỳ như vậy trong thời kỳ cuối kỷ Miocen.

Sau khi eo biển đóng lại lần cuối, khí hậu khô hạn nói chung của khu vực vào thời điểm đó đã làm khô cạn lưu vực Địa Trung Hải gần như hoàn toàn trong vòng một nghìn năm. Sự khô hạn lớn này đã để lại một lưu vực khô hạn sâu, đạt độ sâu từ 3 đến 5 km mực nước biển bình thường, với một vài túi siêu mặn tương tự như biển Chết ngày nay.

Một thời gian sau, điều kiện khí hậu ẩm ướt hơn đã khiến lưu vực nhận được nhiều nước ngọt hơn từ các con sông, dần dần lấp đầy và pha loãng các hồ siêu mặn thành các túi nước lợ lớn hơn (giống như biển Caspi ngày nay). Cuộc khủng hoảng độ mặn Messinian kết thúc khi eo biển Gibraltar cuối cùng mở cửa trở lại và Đại Tây Dương nhanh chóng lấp đầy lưu vực Địa Trung Hải trong trận lụt được gọi là Zanclean.

Bờ biển biển Đỏ ở Arab Saudi.

Giải thích kỹ hơn về những sự kiện trong lịch sử mà Discovery Magazine nếu, tiến sĩ Tihana Pensa cho hay, ban đầu, biển Đỏ được nối từ phía Bắc với Địa Trung Hải thông qua một cửa sông nông. Nhưng rồi mối liên hệ này đã bị cắt đứt, khiến biển Đỏ khô cằn thành một sa mạc muối cằn cỗi. Ở phía Nam biển Đỏ, gần quần đảo Hanish, một dãy núi lửa đã ngăn cách biển này với Ấn Độ Dương.

Khoảng 6,2 triệu năm trước, nước biển từ Ấn Độ Dương đã tràn qua rào cản này trong một trận lụt thảm khốc. Dòng nước khổng lồ đã tạo nên một hẻm núi ngầm dài 320 km vẫn còn nhìn thấy được dưới đáy biển ngày nay. Trận lụt nhanh chóng lấp đầy lưu vực, nhấn chìm các bãi muối và khôi phục các điều kiện biển bình thường trong vòng 100.000 năm. Sự kiện này xảy ra gần 1 triệu năm trước khi Địa Trung Hải được lấp đầy bởi trận lụt Zanclean nổi tiếng, mang đến cho biển Đỏ một câu chuyện tái sinh độc đáo.

Tại sao biển Đỏ lại quan trọng về mặt địa chất?

Biển Đỏ được hình thành do sự tách ra của mảng Arab khỏi mảng châu Phi từ 30 triệu năm trước. Ban đầu, biển này là một thung lũng tách giãn hẹp chứa đầy hồ, sau đó trở thành một vịnh rộng hơn khi bị Địa Trung Hải tràn ngập 23 triệu năm trước. Lúc đầu, sinh vật biển nơi đây phát triển mạnh mẽ, thể hiện qua các rạn san hô hóa thạch dọc theo bờ biển phía bắc gần Duba và Umlujj.

Tuy nhiên, sự bốc hơi và tuần hoàn nước biển kém đã làm tăng độ mặn, gây ra sự tuyệt chủng của sinh vật biển từ 15 đến 6 triệu năm trước. Ngoài ra, lưu vực này còn chứa đầy các lớp muối và thạch cao. Điều này dẫn đến sự khô hạn hoàn toàn của biển Đỏ. Trận lụt thảm khốc từ Ấn Độ Dương đã khôi phục sự sống của sinh vật biển ở biển Đỏ và chúng vẫn tồn tại trong các rạn san hô cho đến ngày nay.

Biển Đỏ từng được gọi là "vịnh Arab" trong phần lớn các tài liệu của người châu Âu cho đến tận thế kỷ XX. Chúng có nguồn gốc từ các nguồn tài liệu Hy Lạp cổ. Cả Herodotus, Straban và Ptolemy đều gọi vùng nước này là "Arabicus Sinus", trong khi giữ thuật ngữ "biển Erythrias" cho các vùng nước xung quanh phía Nam bán đảo Arab, mà ngày nay là Ấn Độ Dương. Người ta cũng hay gọi biển này là Hồng Hải hay Xích Hải.

Theo lý giải của các nhà khoa học, tên gọi của biển này không phải để thể hiện màu nước của nó mà là biểu tượng cho sự nở rộ theo mùa của một loại tảo lam có màu đỏ mang tên Trichodesmium erythraeum, sinh sống gần bề mặt nước. Cũng có người cho rằng tên gọi này dùng để chỉ các dãy núi giàu khoáng chất màu đỏ gần đó được gọi là “harei edom”. Edom, có nghĩa là "nước da hồng hào", cũng là một tên gọi khác trong tiếng Do Thái để chỉ khuôn mặt có màu đỏ của Esau trong Kinh Thánh…

Mỏm đá ngầm của một rạn san hô thời kỳ giữa kỷ Miocene ở gần thành phố Umluj, bờ biển phía Bắc biển Đỏ.

Biển Đỏ thông ra đại dương ở phía Nam từ eo biển Bab-el-Mandeb và vịnh Aden. Phía Bắc của biển là bán đảo Sinai, vịnh Aqaba và vịnh Suez (nối vào kênh đào Suez). Biển này dài khoảng 1.900 km và chỗ rộng nhất là trên 300 km. Đáy biển có độ sâu tối đa 2.500 m ở điểm giữa rãnh trung tâm và có độ sâu trung bình 500 m, nhưng nó cũng có thềm lục địa nông và lớn về diện tích. Diện tích bề mặt của biển Đỏ khoảng 438.000–450.000 km², là nơi sinh sống của trên 1.000 loài động vật không xương sống và 200 loại san hô cứng và mềm…

Biển Đỏ có đặc trưng là nhiệt độ của nước bề mặt được duy trì tương đối ổn định ở mức 21-25°C và tầm nhìn cũng như nhiệt độ được duy trì rất tốt cho đến độ sâu khoảng 200m. Vì thế, các nhà khoa học thường ví biển Đỏ như một phòng thí nghiệm tự nhiên để tìm hiểu cách thức hình thành đại dương, cách các khối muối khổng lồ tích tụ và cách khí hậu cũng như các mảng kiến tạo tương tác qua hàng triệu năm.

Giới khoa học nhận định, khám phá mới của nhóm nghiên cứu thuộc KAUST đã nhấn mạnh mối liên hệ chặt chẽ giữa lịch sử biển Đỏ với sự biến đổi đại dương toàn cầu. Nó cũng cho thấy khu vực này đã từng trải qua những điều kiện môi trường khắc nghiệt trước đây và rồi trở lại như một hệ sinh thái biển thịnh vượng. “Nghiên cứu bổ sung thêm kiến thức của chúng ta về các quá trình hình thành và mở rộng đại dương trên Trái Đất", giáo sư Abdulkader Al Afifi, đồng tác giả trong nghiên cứu của KAUST nhấn mạnh.

Chu Nguyễn