Khử serpentin hóa – Nguồn gốc của hydro tự nhiên, hydrocarbon, kim cương và động đất trong vỏ Trái đất
Ngày 17 tháng 6 năm 2026
Annie Nguyễn
Một nghiên cứu mới đây đã đề xuất một khái niệm địa chất tổng thể về quá trình khử serpentin hóa (de‑serpentinization) – sự thoát nước từ các đá siêu mafic đã bị serpentin hóa khi chúng bị chìm xuống các vùng hút chìm (subduction zones) ở độ sâu lớn, nơi nhiệt độ đạt 500-600°C. Quá trình này được cho là nguồn gốc của nhiều hiện tượng địa chất quan trọng: động đất, hydro tự nhiên, hydrocarbon, cấu trúc kim cương, chất lưu địa chất (geofluids), núi lửa bùn và các kim loại quý.
Cơ chế sinh hydro và các sản phẩm liên quan
Theo tác giả Harutyunyan (dẫn nguồn trong bài), khi nhiệt độ đạt 500-600°C, nước bị giữ trong cấu trúc của serpentine sẽ được giải phóng đột ngột. Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cực cao (80-100 kb, 1000-1200°C), nước này bị thủy phân ngay lập tức thành hydro (H₂) và oxy (O₂). Phản ứng này diễn ra trong một không gian kín, tạo ra các vụ nổ vi mô, gây ra động đất và tạo ra áp suất siêu cao để hình thành kim cương từ các thành phần chứa carbon. Đồng thời, các phản ứng hóa học giữa hydro với các khoáng vật khác nhau tạo ra hydrocarbon, hydro sulfide, amoniac và các hợp chất khác. Một phần hydro và nước nóng vẫn còn ở trạng thái tự do.
Quá trình di chuyển và tích tụ
Tất cả các sản phẩm này ở trạng thái hỗn hợp di chuyển lên trên qua các đứt gãy sâu, đến các tầng trên của vỏ Trái đất, nơi chúng phân tách theo trọng lực và tích tụ trong các đá granite nứt nẻ và các lớp trầm tích có đặc tính chứa (bể chứa). Trong quá trình di chuyển, dòng chất lưu được làm giàu thêm các nguyên tố quặng như vàng, bạc, đồng, bạch kim và các khí hiếm như helium. Khi gặp các lớp đất sét ở độ sâu 20-25 km, các dòng chất lưu này tạo ra các tâm núi lửa bùn giàu hydro và hydrocarbon.
Bằng chứng thực tế và các vấn đề được giải thích
Khái niệm này giải thích một loạt các hiện tượng địa chất đang được tranh luận:
-
Sự hiện diện của hydro trong thành phần của hydrocarbon tự nhiên.
-
Mối quan hệ di truyền giữa các mỏ hydrocarbon với hoạt động núi lửa, các đai ophiolite, đứt gãy sâu và các biểu hiện địa nhiệt.
-
Sự hiện diện của hydrocarbon và các chất lưu khác nhau trong sản phẩm phun trào của núi lửa bùn.
-
Sự kết hợp của hydrocarbon và nước địa nhiệt bên trong các cấu trúc kimberlite.
-
Sự tồn tại của các thể vùi nước và phân tử dầu bên trong tinh thể kim cương.
-
Sự hiện diện của hydro phân tử trong thành phần của nước địa nhiệt nhiệt độ cao.
-
Phát hiện các tinh thể kim cương trong các dòng dung nham ở một số vùng trên Trái đất.
Ý nghĩa và ứng dụng
Bài báo nhấn mạnh rằng sự kết hợp ổn định của các sản phẩm này chứng tỏ hydro, hydrocarbon, kim cương và các thành phần liên quan được hình thành đồng thời trong một thể tích phản ứng duy nhất – đó là khối đá serpentin hóa đã trải qua quá trình hút chìm ở các độ sâu khác nhau của vỏ Trái đất. Tác giả đề xuất sử dụng khái niệm này làm cơ sở lý thuyết cho việc tìm kiếm và thăm dò các mỏ hydro tự nhiên, hydrocarbon, cấu trúc kim cương và các khoáng sản liên quan trên toàn thế giới, đồng thời kêu gọi một cuộc thảo luận khoa học rộng rãi về các kết quả được trình bày.
