Năm 1957, nhà địa chất và hải dương học người Mỹ Marie Tharp công bố những bản đồ đầu tiên mô tả đặc điểm cấu trúc của đáy đại dương, bao gồm các dãy núi, thung lũng và hố sâu. Công trình của bà đã làm thay đổi hoàn toàn nhận thức của giới khoa học về đại dương, nơi vốn chiếm gần hai phần ba diện tích bề mặt Trái đất.

Mặc dù con người đã thực hiện nhiều chuyến thám hiểm và thu thập mẫu vật dưới đáy biển trong suốt 100 năm qua, nhưng vẫn còn rất nhiều điều chưa biết về những vùng biển sâu nhất. Việc nghiên cứu đáy biển có ý nghĩa quan trọng vì đây là nơi bắt nguồn của hầu hết các trận sóng thần, đồng thời là môi trường sống của vô số loài sinh vật và cũng có vai trò điều hòa khí hậu Trái đất.

Phát hiện đột phá của Marie Tharp

Trước những năm 1950, nhiều nhà khoa học vẫn cho rằng đáy biển là một bề mặt bằng phẳng. Tuy nhiên, nhà nghiên cứu Marie Tharp đã chứng minh điều ngược lại. Bà phát hiện rằng đáy đại dương có địa hình gồ ghề với các dãy núi, thung lũng và hố sâu phân bố một cách có hệ thống.

Tharp sinh năm 1920 tại Ypsilanti, Michigan. Sau khi tốt nghiệp chuyên ngành tiếng Anh và âm nhạc tại Đại học Ohio, bà theo học thạc sĩ địa chất tại Đại học Michigan. Năm 1948, bà bắt đầu làm việc tại Đại học Columbia, hỗ trợ các nghiên cứu sinh trong các chuyến khảo sát địa chất biển.

Tharp đã sử dụng những cuộn giấy dài để vẽ địa hình đáy biển dọc theo một đường thẳng. Bà kẻ các đường vĩ độ và kinh độ, đồng thời đánh dấu vị trí con tàu từng đi qua. Bà ghi lại độ sâu tại mỗi vị trí do thiết bị sonar (định vị và đo khoảng cách bằng âm thanh) trên tàu cung cấp, từ đó phác họa ra hình dạng chi tiết của đáy biển.

Trong quá trình vẽ bản đồ đáy biển theo chiều ngang (từ phía Đông sang phía Tây) ở khu vực Đại Tây Dương, bà phát hiện một khe nứt khổng lồ rộng vài km chạy dọc theo sống núi giữa đại dương – một phát hiện mang tính đột phá.

Khi so sánh bản đồ các vị trí tâm chấn động đất, Bruce Heezen - đồng nghiệp của Tharp, nhận thấy các chấn tâm động đất trùng khớp với vị trí khe nứt này. Phát hiện này đã củng cố lý thuyết về sự tách giãn của đáy biển, góp phần vào sự phát triển của thuyết kiến tạo mảng - theo đó các mảng lớn của lớp vỏ Trái đất dịch chuyển và tương tác với nhau để tạo ra động đất và núi lửa trên hành tinh.

Trước đó, nhà khoa học người Đức Alfred Wegener từng đề xuất giả thuyết về trôi dạt lục địa khi nhận thấy hình dạng đường bờ biển của châu Phi và Nam Mỹ dường như trùng khớp nhưng không có đủ bằng chứng. Công trình của Tharp đã giúp củng cố giả thuyết này khi phát hiện những dãy núi và một thung lũng tách giãn ở khu vực trung tâm của Đại Tây Dương, nơi hai lục địa có thể đã bị tách rời và gây ra những trận động đất.

Tấm bản đồ vẽ tay dưới đáy đại dương và sự công nhận của giới khoa học

Dựa trên các bản vẽ tay của Tharp, người ta có thể dễ dàng hình dung một hành trình đi bộ qua đáy Đại Tây Dương từ New York đến Lisbon. Chúng ta sẽ bắt đầu cuộc hành trình bằng cách đi dọc theo thềm lục địa, sau đó di chuyển xuống đồng bằng vực thẳm Sohm. Trên đường, chúng ta cần né tránh và vượt qua các ngọn núi dưới nước, gọi là núi ngầm. Tiếp đó, chúng ta bắt đầu leo lên sống núi giữa Đại Tây Dương, một dãy núi ngầm chạy dọc theo hướng Bắc-Nam.

Sau khi leo lên đỉnh núi cao 2.500m dưới mực nước biển, chúng ta đi bộ xuống dưới vài trăm mét, băng qua thung lũng tách giãn ở trung tâm và leo lên rìa phía Đông của sườn núi. Chúng ta sẽ di chuyển xuống đáy đại dương một lần nữa trước khi bắt đầu hành trình leo lên thềm lục địa châu Âu để đến Lisbon. Toàn bộ quãng đường đi bộ này khoảng 6.000 km – gần gấp đôi chiều dài của Đường mòn Appalachian ở Mỹ.

Năm 1959, Hiệp hội Địa chất Mỹ xuất bản bài báo "The Floors of the Oceans: I. The North Atlantic", công bố các bản vẽ của bà Tharp. Mặc dù nhiều nhà khoa học đánh giá cao nghiên cứu này, nhưng bà cũng vấp phải sự hoài nghi do định kiến giới tính trong giới khoa học thời bấy giờ. Nhà thám hiểm người Pháp Jacques Cousteau từng tìm cách bác bỏ phát hiện của Tharp, nhưng sau khi quay phim dưới nước, ông buộc phải thừa nhận tính chính xác của nghiên cứu.

Năm 1962, nhà khoa học Harry Hess đề xuất giả thuyết về sự tách giãn đáy biển do magma nóng chảy dâng lên tại các khe nứt, củng cố thêm lý thuyết kiến tạo mảng. Tharp tiếp tục hợp tác với Heezen để vẽ bản đồ đáy biển toàn cầu, bao gồm bản đồ Ấn Độ Dương (xuất bản trên National Geographic vào năm 1967) và bản đồ Đáy đại dương thế giới (1977) hiện được lưu trữ tại Thư viện Quốc hội Mỹ.

Năm 1978, bà được trao Huy chương Hubbard, giải thưởng cao nhất của Hiệp hội Địa lý Quốc gia, sánh vai cùng các nhà thám hiểm vĩ đại như Ernest Shackleton và Jane Goodall.

Tharp qua đời vào tháng 8/2006, nhưng công trình của bà vẫn tiếp tục truyền cảm hứng cho các nhà khoa học. Chúng không chỉ thay đổi biểu biết của chúng ta về đáy đại dương mà còn mở ra những hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực địa chất học và động lực học của Trái đất.

Ngày nay, các công nghệ lập bản đồ đáy biển tiên tiến hơn đang được triển khai với mục tiêu hoàn thiện bản đồ toàn bộ đáy đại dương vào năm 2030. Công trình của bà Marie Tharp đã đặt nền móng vững chắc cho những nghiên cứu này, giúp nhân loại hiểu rõ hơn về hành tinh xanh.