Bản đồ thể hiện khe nứt Kafue ở Zambia.

Nghiên cứu tập trung tại khu vực Rạn nứt Kafue ở Zambia, nơi các nhà địa chất ghi nhận các đồng vị heli thoát ra từ những suối nước nóng địa nhiệt có nguồn gốc sâu từ lớp manti của Trái đất. Theo các chuyên gia, đây là một tín hiệu quan trọng cho thấy hoạt động rạn nứt kiến tạo đang diễn ra bên dưới bề mặt.

Mike Daly, nhà địa chất thuộc Đại học Oxford, cho biết các suối nước nóng dọc Rạn nứt Kafue mang đặc điểm đồng vị heli cho thấy chúng có kết nối trực tiếp với lớp manti nằm ở độ sâu khoảng 40-160 km dưới bề mặt Trái đất.

Theo ông Daly, sự kết nối này là bằng chứng cho thấy các đứt gãy tại Rạn nứt Kafue vẫn đang hoạt động. Điều đó đồng thời cho thấy Đới rạn nứt Tây Nam Phi có thể đang bước vào giai đoạn đầu của quá trình phân tách kiến tạo tại khu vực châu Phi cận Sahara.

Trong lịch sử địa chất, các lục địa trên Trái đất từng hợp nhất thành siêu lục địa Pangea trước khi dần tách rời do sự chuyển động của các mảng kiến tạo. Dù diễn ra cực kỳ chậm chạp, quá trình này vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

Hoạt động kiến tạo đóng vai trò quan trọng trong việc tái chế khoáng chất, hình thành đại dương và lục địa, thúc đẩy núi lửa, hoạt động địa nhiệt cũng như điều hòa chu trình carbon của hành tinh. Chính các chuyển động này đã góp phần tạo nên môi trường phù hợp cho sự sống phát triển trên Trái đất.

Châu Phi từ lâu được xem là một trong những khu vực có hoạt động rạn nứt mạnh nhất thế giới. Hệ thống Rạn nứt Đông Phi hiện là nơi mảng Somali đang dần tách khỏi mảng châu Phi. Trong khi đó, Rạn nứt Kafue là một phần của hệ thống đứt gãy dài khoảng 2.500 km chạy xuyên trung tâm châu Phi và có thể kết nối với Sống núi giữa Đại Tây Dương trong tương lai.

Các nhà khoa học từng nghi ngờ khu vực này có thể là mầm mống của một ranh giới mảng kiến tạo mới, nhưng trước đây chưa có đủ bằng chứng trực tiếp.

Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm nghiên cứu do nhà địa chất Rūta Karolytė từ Đại học Oxford dẫn đầu đã thu thập các mẫu khí từ những suối nước nóng tại Zambia, gồm sáu mẫu nằm trong khu vực rạn nứt và hai mẫu bên ngoài.

Kết quả phân tích cho thấy các mẫu trong vùng rạn nứt chứa tỷ lệ đồng vị heli đặc trưng cho nguồn gốc từ lớp manti sâu bên dưới lớp vỏ Trái đất. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng phát hiện dấu vết carbon dioxide có nguồn gốc từ lớp manti, một đặc điểm thường xuất hiện ở các hệ thống rạn nứt đang hoạt động.

Trong khi đó, các mẫu nằm ngoài khu vực rạn nứt chỉ mang đặc điểm hóa học của lớp vỏ gần bề mặt.

Bản đồ kiến tạo của hệ thống đứt gãy Afar.

Theo nhóm nghiên cứu, dữ liệu này phù hợp với giai đoạn đầu của quá trình giãn tách thạch quyển, bước đầu tiên trong sự hình thành một ranh giới mảng kiến tạo mới.

Tuy nhiên, các nhà khoa học nhấn mạnh rằng nếu quá trình tách lục địa thực sự đang diễn ra, nó sẽ kéo dài trong hàng triệu năm trước khi tạo ra những thay đổi địa lý rõ rệt.

Bên cạnh ý nghĩa khoa học, phát hiện này còn có thể mở ra tiềm năng khai thác các nguồn tài nguyên địa nhiệt, heli và hydro tự nhiên tại khu vực trung tâm châu Phi.

Các chuyên gia cho biết cần thêm nhiều nghiên cứu và mẫu khảo sát ở các đoạn khác của hệ thống rạn nứt để xác nhận liệu hiện tượng kết nối với lớp manti có diễn ra trên toàn bộ đới giãn tách hay không.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Frontiers in Earth Science.