Biển Địa Trung Hải được tái lấp đầy sau thời kỳ khô hạn kéo dài cách đây hàng triệu năm. Ảnh: MedECC

Cách đây hơn 5 triệu năm, nước từ Đại Tây Dương chảy qua eo biển Gibraltar ngày nay. Theo giả thuyết này, nước đại dương chảy ồ ạt nhanh hơn tốc độ xe ôtô qua dốc cao một kilomet đổ vào biển Đại Trung Hải trống trơn, tạo ra một rãnh sâu dọc đường. Khi đó, Địa Trung Hải là một bồn địa mặn và khô cạn phần lớn, nhưng nhiều nước tràn vào đến mức lấp đầy cả khu vực chỉ trong hai năm, thậm chí chỉ vài tháng. Vào đỉnh điểm, lưu lượng lũ lớn gấp 1.000 lần lượng nước của sông Amazon ngày nay, theo Conversation.

Một nghiên cứu vào năm 2009 của nhà khoa học Trái Đất Daniel García-Castellanos ở Viện Khoa học địa chất Barcelona và cộng sự giả định hẻm núi dưới nước khai quật dọc eo biển Gibraltar được tạo ra bởi trận đại hồng thủy này. Nếu đúng, đại hồng thủy Zanclean sẽ là trận lũ lớn nhất từng được ghi nhận trên Trái Đất. Nghiên cứu mới nhất của García-Castellanos và Paul Carling, giáo sư địa mạo học ở Đại học Southampton tìm hiểu đá trầm tích từ thời kỳ Zanclean giúp ghi lại nước tràn qua khoảng trống giữa Sicily ngày nay và lục địa châu Phi như thế nào để tái lấp đầy nửa phía đông của Địa Trung Hải.

Vào cuối thế kỷ 19, các nhà địa chất học nghiên cứu vỉa đá giàu muối quanh Địa Trung Hải ngày càng nhận rõ có một sự kiện bất thường xảy ra cách đây 5 - 6 triệu năm, trước quá trình đóng băng của những kỷ Băng hà gần đây: đó là biển khô cạn. Họ gọi thời kỳ đó là "Messinian" và hiện tượng khô cạn cuối cùng trở thành khủng hoảng mặn Messinian.

Vào thập niên 1970, các nhà khoa học lần đầu tiên khoan sâu bên dưới Địa Trung Hải xuống tới lớp đá trầm tích từ thời kỳ Messinian. Họ thu được 3 phát hiện bất ngờ. Đầu tiên, họ tìm thấy lớp muối đồ sộ dày hàng kilomet nằm sâu bên dưới đáy biển. Điều này xác nhận một thay đổi môi trường lớn đã diễn ra cách đây khoảng 6 triệu năm, ngay trước khi mảng kiến tạo dịch chuyển và vùng biển bị ngăn cách phần lớn với Đại Tây Dương.

Thứ hai, ngay bên trên lớp muối, nhóm nghiên cứu tìm thấy trầm tích cùng với hóa thạch từ hồ nông nồng độ muối thấp, chứng tỏ mực nước biển Địa Trung Hải từng giảm hơn một kilomet so với ngày nay. Khi phần lớn nước bay hơi, chỉ còn muối sót lại. Một loại hồ tồn tại ở những vùng thấp nhất của bồn địa, thay mới và không nhiễm mặn nhờ các dòng suối. Suy đoán này cũng được củng cố bởi kết quả khảo sát địa chấn đáy biển, hé lộ từng có sông ngòi cắt ngang qua địa hình khô cằn.

Thứ ba, lớp đá bên trên lớp muối bị thay thế đột ngột bằng trầm tích biển sâu đặc trưng hơn. Thuật ngữ Đại hồng thủy Zanclean ra đời vào thập niên 1970 để chỉ kết thúc của cuộc khủng hoảng, dù giới khoa học không thực sự biết diễn biến hay khung thời gian bồn địa Địa Trung Hải khô cằn được tái lấp đầy.

Đột phá tiếp theo xuất hiện vào năm 2009, khi dữ liệu địa vật lý của dự án đường hầm nối liền châu Phi - châu Âu qua Gibraltar chỉ ra có một rãnh khổng lồ dưới nước giữa Đại Tây Dương và biển Địa Trung Hải, chắc chắn được tạo bởi trận lũ đột ngột. Nghiên cứu mới nhất của García-Castellanos và Carling ủng hộ giả thuyết trên. Nằm trong nhóm nghiên cứu đứng đầu là nhà khoa học chuyên về đáy biển Malta Aaron Micallef, họ khám phá khu vực nơi nước lũ lấp đầy bồn địa Địa Trung Hải đổ vào sống núi của vùng đất cao hơn nối liền châu Phi ngày nay và Italy, gọi là Sicily Sill.

Giovanni Barreca, một thành viên nhóm nghiên cứu lớn lên ở Sicily, từ lâu nhận thấy những ngọn đồi thấp gần vùng ven biển là phần trải rộng của Sicily Sill. Trận đại hồng thủy chảy qua đó từ tây sang đông. Theo ông, khu vực này có thể chứa manh mối. Nhóm nghiên cứu đã tới đó và nhận thấy vùng đồi thực sự bất thường. Hình dạng thuôn dài và thẳng hàng của chúng bị ngăn cách bởi nhiều vùng trũng xói mòn sâu tương tự ở bang Washington tại Mỹ. Vùng đồi ở Washington bị xói mòn bởi một trận đại hồng thủy cuối kỷ băng hà cuối cùng khi hồ Missoula bị chặn phía sau một sông băng.

Nếu những ngọn đồi và vùng trũng ở Sicily cũng hình thành bởi trận lụt khổng lồ, đá vỡ xói mòn từ đáy vùng trũng sẽ dồn lên đỉnh đồi sau hơn 5 triệu năm. Nhóm nghiên cứu tìm thấy đá vỡ lộn xộn và méo mó lớn bằng tảng đá cuội dọc đỉnh đồi. Chúng thuộc cùng loại với đá ở vùng trũng. Để kiểm tra suy đoán, các nhà nghiên cứu phát triển mô phỏng máy tính về quá trình nước lũ tràn qua một phần Sicily Sill. Mô phỏng cho thấy dòng lũ chảy theo hướng vùng đồi. Những ngọn đồi bị xói mòn bởi dòng nước sâu 40 m trở lên, di chuyển ở tốc độ 115 km/h. Ở một khu vực mà nhóm nghiên cứu lập mô hình, 13 triệu m3 nước mỗi giây tràn vào bồn địa Địa Trung Hải. Tuy nhiên, đây chỉ là một phần nước chảy qua Gibraltar và đổ vào bồn địa Địa Trung Hải gần Sicily.

An Khang (Theo Phys.org)