Kho báu quý hơn vàng vừa được phát hiện ở Tây Tạng

Hydro tự nhiên (được mệnh danh là vàng trắng) đã trở thành tâm điểm mới của cuộc cạnh tranh năng lượng toàn cầu, đặc biệt được coi là kho báu trong lĩnh vực năng lượng sạch. Việc tìm kiếm và sử dụng hydro tự nhiên đã thúc đẩy mạnh mẽ nghiên cứu khoa học và đầu tư công nghiệp trên toàn thế giới, thu hút sự chú ý rộng rãi.

Một "bản đồ kho báu năng lượng sạch" mới được hé lộ

Hydro tự nhiên (hay hydro trắng) được mệnh danh là "vàng trắng" vì là nguồn nhiên liệu siêu sạch, chỉ tạo ra nước khi đốt cháy và có tiềm năng năng lượng gấp 3 lần dầu mỏ. Nguồn tài nguyên này quý giá hơn vàng do chi phí sản xuất thấp, không chứa carbon, và khả năng cung cấp năng lượng bền vững, thân thiện với môi trường, thúc đẩy cuộc đua tìm kiếm 'kho báu toàn cầu'.

Ngày 6/2, Viện Địa chất và Địa vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (IGGE), thông báo với giới truyền thông rằng một nhóm nghiên cứu do nhà nghiên cứu Lưu Xuyên Châu và Viện sĩ Ngô Phủ Nguyên dẫn đầu gần đây đã lần đầu tiên phát hiện ra hydro tự nhiên được niêm phong bên trong các bao thể siêu nhỏ trong đá ophiolite trên cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng, nơi được xem là một trong những khu vực sạch nhất thế giới nhờ ít chịu tác động bởi hoạt động của con người. Phát hiện này không chỉ lấp đầy khoảng trống trong nghiên cứu về hydro tự nhiên của Trung Quốc mà còn chỉ ra một hướng đi địa chất mới cho việc tìm kiếm năng lượng sạch thế hệ tiếp theo của Trung Quốc. Phát hiện đột phá này trong lĩnh vực năng lượng gần đây đã được công bố trên tạp chí học thuật quốc tế đa ngành Science Bulletin.

Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng các khối ophiolit lớn phân bố rộng rãi trên cao nguyên Tây Tạng là những khu vực tiềm năng cho việc thăm dò hydro tự nhiên trong tương lai. Khu vực này có quy mô rộng lớn và hoạt động kiến ​​tạo mạnh, sở hữu các điều kiện địa chất vượt trội cho sự hình thành nguồn tài nguyên hydro quy mô lớn. Khối ophiolit là những mảnh vỡ của thạch quyển đại dương và lớp phủ trên (upper mantle) được nâng lên, đẩy trồi (obduction) và lộ ra trên bề mặt vỏ lục địa. Chúng được tạo ra tại các trung tâm giãn nở sống núi đại dương hoặc bồn địa sau cung, mang lại thông tin quan trọng về cấu trúc vỏ Trái đất. Ophiolit bao gồm một tập hợp đá đặc trưng: đá siêu ma-phíc (peridotite), đá ma-phíc (gabbro, đá đê nút), và đá trầm tích biển sâu.

Phát hiện này tương đương với việc vẽ ra một "bản đồ kho báu năng lượng sạch" hoàn toàn mới ở cấp độ lý thuyết, cung cấp một lựa chọn chiến lược quan trọng cho an ninh năng lượng và phát triển xanh của Trung Quốc.

Vạch ra con đường vận chuyển hydro tự nhiên

Sau hơn mười năm nghiên cứu ophiolit ở Tây Tạng, các nhà khoa học Trung Quốc tập trung vào ophiolit Dingqing thuộc đới đứt gãy Bangong-Nujiang. Khu vực này nổi bật với hàng trăm km vuông đá peridotit manti (loại đá mácma siêu mafic, hạt thô, có màu tối, thành phần chủ yếu là khoáng vật olivin (trên 10%) và pyroxen, chứa hàm lượng silica thấp. Đây là loại đá chính cấu tạo nên phần lớn lớp manti trên của Trái Đất, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành magma và vận động kiến tạo) lộ ra, tạo điều kiện tuyệt vời để nghiên cứu sâu về các quá trình diễn ra trong lớp manti của Trái Đất.

Lớp Manti (hay lớp phủ) là lớp dày nhất của Trái Đất, nằm ngay dưới vỏ Trái Đất và trên lõi, kéo dài đến độ sâu khoảng 2.900 km, chủ yếu cấu tạo từ đá silicat giàu sắt và magiê ở trạng thái rắn nhưng dẻo, có vai trò quan trọng trong chuyển động kiến tạo mảng.

Nhóm nghiên cứu giải thích rằng họ đã lần đầu tiên phát hiện ra một lượng lớn các bao thể chất lỏng thứ cấp trong olivin của đá peridotit manti thuộc khối ophiolite Dingqing. Các bao thể này được sắp xếp theo đường thẳng và phân bố dọc theo các vết nứt.

Bằng chứng quan trọng trong nghiên cứu này đến từ các bao thể chất lỏng kích thước micromet được bảo tồn bên trong các khoáng chất olivin manti. Thông qua phân tích bằng thiết bị hiện đại, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra hydro và metan trong các bao thể này và tìm thấy chúng liên quan đến các khoáng chất biến đổi serpentinit điển hình. Điều này chứng minh trực tiếp rằng một quá trình sản xuất hydro "serpentinit hóa" đang xảy ra hoặc đã xảy ra bên dưới cao nguyên Tây Tạng, đây là cơ chế tạo hydro tự nhiên quan trọng nhất trên Trái đất.

Nghiên cứu sâu hơn cho thấy rằng các bao thể sâu này không phải là những hiện tượng vi mô riêng lẻ. Bằng cách so sánh có hệ thống dữ liệu toàn cầu, nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên thiết lập được mối tương quan định lượng giữa thành phần hydro của các bao thể sâu và lưu lượng giải phóng hydro trên bề mặt, làm rõ rằng các bao thể này là một nguồn ban đầu quan trọng của hydro trên bề mặt. Khám phá này đã phác thảo đầy đủ con đường vận chuyển "nguồn-đích" của hydro tự nhiên từ quá trình hình thành sâu trong lòng đất, di chuyển đến tích tụ gần bề mặt, cung cấp bằng chứng khoa học quan trọng cho việc dự đoán và thăm dò tài nguyên.

Thắp sáng tương lai của nhân loại

Nhóm nghiên cứu giải thích rằng hydro là nguyên tố dồi dào nhất trong hệ mặt trời và thậm chí cả vũ trụ, đồng thời cũng là chìa khoá của năng lượng sạch. Năng lượng hydro được phân loại thành các màu khác nhau dựa trên phương pháp sản xuất và chi phí, chủ yếu bao gồm "hydro xám" được chế biến từ nhiên liệu hóa thạch, "hydro xanh" có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch nhưng có khả năng thu giữ carbon hiệu quả, "hydro xanh lá cây" thu được thông qua điện phân và nhiệt phân nước bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng sạch khác, và "hydro vàng" hoặc "hydro trắng" được hình thành tự nhiên trong lòng Trái đất.

Trong số các nguồn năng lượng hydro "đầy màu sắc" này, chỉ có hydro tự nhiên được hình thành về mặt địa chất (hydro vàng hoặc hydro trắng) mới thực sự đạt được cả mục tiêu không phát thải carbon và chi phí thấp.

Hydro tự nhiên có thể được hình thành thông qua nhiều quá trình địa chất khác nhau. Giới học thuật nói chung coi quá trình serpentin hóa là quá trình địa chất sản sinh hydro quan trọng nhất trên Trái đất, xảy ra ở nhiều môi trường kiến ​​tạo khác nhau trên toàn cầu. Hiện nay, do bị nước biển bao phủ, hydro phun trào từ đáy biển không thể được khai thác và sử dụng, khiến các ophiolit trở thành mục tiêu khả thi và quan trọng nhất cho nghiên cứu và thăm dò hydro tự nhiên.

Các ophiolit phân bố rộng rãi ở Trung Quốc, đặc biệt là ở cao nguyên Tây Tạng, nơi đã hình thành một loạt các vành đai ophiolit Tethys (những mảnh vỏ đại dương cổ, thuộc đại dương Tethys xưa kia, bị đẩy lên và lộ ra trên bề mặt lục địa (quá trình tạo núi/ôphiôlit hóa) trong kỷ Mesozoi). Đặc điểm chính của các vành đai này là sự phát triển của các khối peridotit lớn trải rộng hàng trăm km vuông, với quá trình serpentin hóa manti rộng khắp và đa dạng, tạo điều kiện lý tưởng cho sự hình thành hydro tự nhiên. Do đó, việc tiến hành khảo sát tổng quan các ophiolit trên cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng và làm rõ tỷ lệ hydro tự nhiên trong chúng được kỳ vọng sẽ trở thành một hướng quan trọng cho việc thăm dò năng lượng hydro.

Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng, ngoài phức hệ ophiolite Dingqing ở vành đai Pangong-Nujiang, khí metan phi sinh học cũng đã được báo cáo trong phức hệ ophiolite Kudi ở Tân Cương, rìa phía Tây Bắc của cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng. Các bao thể chất lỏng tương tự của hydro tự nhiên và metan phi sinh học cũng đã được tìm thấy trong đá peridotit của các vành đai kiến ​​tạo núi tiêu biểu ở Trung Quốc.

Ophiolite Dingqing (Đinh Thanh) là một phức hệ đá đặc trưng đại diện cho phần vỏ đại dương và phần trên của lớp manti, nằm trong đới khâu Pangong-Nujiang ở Tây Tạng, Trung Quốc (vành đai kiến tạo dài khoảng 1.200 km ở trung tâm Tây Tạng, Trung Quốc, chạy theo hướng đông-tây, nằm giữa khối Lhasa (phía nam) và khối Qiangtang (phía bắc). Đây là vùng đứt gãy không liên tục gồm ophiolite và mélange rộng 10–20 km, có nơi tới 50 km, đánh dấu ranh giới quan trọng trong quá trình hình thành cao nguyên Tây Tạng). Đây là những khối đá siêu mafic (chủ yếu là peridotit) và mafic, được hình thành từ quá trình kiến tạo mảng, đánh dấu sự khép lại của các đại dương cổ đại.

Mặc dù các khí hydro tự nhiên này tồn tại như những "tia lửa" trong các bao thể chất lỏng không thể nhìn thấy bằng mắt thường, sự tích tụ của chúng cho thấy rằng các đá peridotit manti lớn, bị serpentinit hóa mạnh mẽ, phân bố rộng rãi trên cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng có thể sở hữu tiềm năng khổng lồ về năng lượng hydro tự nhiên, thúc đẩy tương lai của nhân loại.

×