Lớp vỏ Trái Đất đang ẩn chứa lượng hydro khổng lồ

Chúng ta hiện đã phụ thuộc khá nhiều vào khí hydro như một nguồn nhiên liệu và hydro cũng được xem là yếu tố then chốt để đạt được các mục tiêu trung hòa carbon.

Các mảng kiến tạo va chạm có thể là nơi hydro đang ẩn náu (Cavan Images/Peter Essick/Getty Images)

Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một “công thức” giúp hình thành hydro tự nhiên – điều có thể mở đường cho việc tìm kiếm các trữ lượng hydro khổng lồ bị mắc kẹt trong lớp vỏ Trái Đất.

Theo nhóm nghiên cứu, nếu khai thác được nguồn hydro này, con người có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng từ hydro trong khoảng 170.000 năm mà không cần phải sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch – vốn góp phần vào phát thải khí CO₂.

Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ các khu vực có tiềm năng chứa hydro (Ballentine và cộng sự, Nature Reviews Earth & Environment, 2025)

“Công thức” mới này được xây dựng bởi một nhóm nhà khoa học từ Anh và Canada. Họ ước tính “thời gian nấu chín” để hình thành hydro tự nhiên là khoảng một tỷ năm. “Chúng tôi đã phát triển thành công chiến lược thăm dò khí heli, và cách tiếp cận dựa trên nguyên lý tương tự có thể được áp dụng cho hydro", nhà địa chất Jon Gluyas, Đại học Durham (Anh) cho biết.

Hydro hình thành trong lớp vỏ Trái Đất khi nước tương tác với các loại đá giàu sắt hoặc chứa nguyên tố phóng xạ. Để điều này xảy ra, còn cần các điều kiện khác như: Nhiệt độ, áp suất, thời gian và khả năng giữ khí.

Bằng cách xác định và lập bản đồ các yếu tố này trên Trái Đất, nhóm nghiên cứu cho rằng có thể có rất nhiều hydro đang chờ được khai thác, ví dụ như tại Bourakébougou, Mali, nơi đã phát hiện được nguồn khí hydro gần như tinh khiết.

Hydro tự nhiên đang được giải phóng từ nước ngầm trong các lớp đá tại Canada (Stable Isotope Lab, Đại học Toronto)

Thách thức tiếp theo là tìm ra chính xác nơi có hydro. “Công thức” mà nhóm nghiên cứu xây dựng nêu rõ các “thành phần” cần có để hydro xuất hiện và tất cả đều phải hội tụ. Bài nghiên cứu cũng giống như một “bản đồ kho báu”, chỉ ra những khu vực có điều kiện thuận lợi để hydro hình thành và tích tụ.

“Chúng ta biết rằng các vi sinh vật dưới lòng đất có thể nhanh chóng tiêu thụ hydro," nhà khoa học Trái Đất Barbara Sherwood Lollar, Đại học Toronto giải thích. Tránh những môi trường mà vi sinh vật có thể tiếp xúc với hydro là điều quan trọng để bảo tồn các tích tụ hydro có giá trị kinh tế.

Nhiều nhóm nghiên cứu khác cũng đang theo đuổi chủ đề này. Một nghiên cứu công bố đầu năm nay cho thấy có thể tồn tại lượng lớn hydro bị “khóa” trong các dãy núi trên thế giới được hình thành nhờ quá trình dịch chuyển và ma sát giữa các mảng kiến tạo.

Hiện tại, hydro đóng vai trò thiết yếu trong ngành sản xuất phân bón – một mắt xích quan trọng để đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu. Nhu cầu về hydro được dự báo sẽ tăng mạnh, từ 90 triệu tấn (năm 2022) lên 540 triệu tấn vào năm 2050. Tuy nhiên, các phương pháp sản xuất hydro nhân tạo hiện nay đều đắt đỏ và không thân thiện với môi trường.

Việc xác định và khai thác hydro tự nhiên vẫn còn nhiều việc phải làm – và đây sẽ là nguồn tài nguyên hữu hạn khi tìm thấy. Tuy vậy, nghiên cứu này cho thấy đây là một lựa chọn khả thi cho tương lai năng lượng sạch hơn.

“Một công thức thăm dò hiệu quả và có thể lặp lại sẽ mở khóa một nguồn hydro ít carbon, có tính cạnh tranh thương mại đóng góp đáng kể cho quá trình chuyển dịch năng lượng", nhà địa hóa học Chris Ballentine, Đại học Oxford nhận định.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Reviews Earth & Environment.

Theo The Science Alert