Nghiên cứu được công bố trên Nature Geoscience cho thấy, cấu trúc địa chất khổng lồ này là một mạng lưới các bồn địa rộng lớn ẩn dưới lớp băng dày hơn 3km tại một số khu vực. Cùng với nhau, chúng tạo thành một cấu trúc hình quạt ở quy mô lục địa, được nhóm nghiên cứu đặt tên là Tỉnh Bồn địa hình quạt Đông Nam Cực (East Antarctic Fan-shaped Basin Province).

Tỉnh này bao gồm nhiều bồn địa dưới băng đã được biết đến từ trước như bồn địa Wilkes, bồn địa Aurora và khu vực chứa Hồ Vostok, hồ nước ngọt dưới băng lớn nhất từng được phát hiện trên Trái đất.

Mặc dù từng bồn địa đã được nghiên cứu riêng lẻ trong nhiều năm, đây là lần đầu tiên các nhà khoa học xác định chúng thực chất là những phần liên kết của cùng một hệ thống địa chất khổng lồ.

Dấu tích của những biến động địa chất cổ đại

Theo nhóm nghiên cứu, cấu trúc này có thể được hình thành bởi một quá trình kiến tạo được gọi là "giãn tách xoay phân tán".

Quá trình này xảy ra khi lớp vỏ lục địa dần giãn ra và mở rộng từ một điểm trung tâm. Các nhà khoa học ví hiện tượng này giống như một bàn tay đang xòe ra: phần gốc ngón tay cái giữ cố định, trong khi các ngón còn lại tách dần ra, tạo nên những khoảng trống hình tam giác tương tự các bồn địa địa chất.

Nếu được xác nhận, Tỉnh Bồn địa hình quạt Đông Nam Cực có thể là một trong những ví dụ lớn nhất từng được biết đến về kiểu giãn tách này trong lớp vỏ lục địa.

Các nhà nghiên cứu cho rằng, cấu trúc trên đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển kiến tạo gắn liền với lịch sử hình thành và tiến hóa của siêu lục địa Gondwana cổ đại. Nó cũng có thể liên quan đến quá trình tách rời giữa Nam Cực và Australia hàng chục triệu năm trước, thậm chí đóng vai trò trong sự tan rã của siêu lục địa này.

Khám phá này đặt ra nhiều câu hỏi quan trọng về thời điểm hình thành cũng như các cơ chế địa động lực học đã tạo nên cấu trúc khổng lồ dưới lớp băng.

Tầm quan trọng của phát hiện này không chỉ nằm ở việc giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về lịch sử địa chất của Nam Cực.

Địa hình nền đá bên dưới lớp băng hiện nay vẫn ảnh hưởng trực tiếp đến cách các khối băng dịch chuyển trên toàn lục địa. Cảnh quan bị chôn vùi này quyết định vị trí của các hồ nước và bồn địa dưới băng, đồng thời có thể tác động đến sự ổn định của những khu vực đặc biệt nhạy cảm với biến đổi khí hậu.

Việc hiểu rõ cấu trúc địa chất bên dưới lớp băng vì thế có thể giúp cải thiện các mô hình dự báo về sự thay đổi của dải băng Nam Cực trong tương lai.

Bản đồ hóa cảnh quan bị chôn vùi

Để xác định cấu trúc mới, nhóm nghiên cứu đã kết hợp nhiều nguồn dữ liệu khác nhau, bao gồm bản đồ địa hình dưới băng, quan sát địa chất, số liệu trọng lực, dữ liệu từ trường, thông tin địa chấn cùng các mô hình về lớp vỏ và thạch quyển.

Kết quả phân tích cho thấy, hệ thống bồn địa này là sản phẩm của những quá trình kiến tạo sâu diễn ra bên trong thạch quyển Nam Cực từ hàng trăm triệu năm trước.

Tiến sĩ Guy Paxman, thuộc khoa Địa lý và là thành viên của nhóm nghiên cứu quốc tế, đã dẫn đầu việc xây dựng mô hình mô phỏng diện mạo của Đông Nam Cực nếu toàn bộ lớp băng hiện nay biến mất.

Theo các nhà khoa học, khi không còn sức nặng của lớp băng, bề mặt lục địa có thể nâng lên tới khoảng 1 km. Mô hình "địa hình phục hồi" này cho phép nhóm nghiên cứu xác định rõ hơn độ cao, hướng phát triển và phạm vi của cấu trúc địa chất vừa được phát hiện.

Nghiên cứu do Tiến sĩ Egidio Armadillo thuộc Đại học Genoa dẫn đầu, với sự hỗ trợ của Chương trình Nghiên cứu Nam Cực quốc gia Italy.