Giải mã sự mất tích đầy bí ẩn của nhiều dãy núi và đại dương trên Trái Đất

Các đới hút chìm có chứa những thông tin cổ xưa của Trái Đất

Tại các điểm giao giữa các mảng kiến tạo trên toàn cầu, các mảng đại dương di chuyển thẳng vào lớp manti của vỏ Trái Đất. Đây là một phần của chu trình liên tục góp phần gây ra sự trôi dạt của các mảng lục địa và đồng thời là nguyên nhân của các vụ phun trào núi lửa và hoạt động tạo núi.

Sự di chuyển xuống lớp manti và tan chảy của các mảng lục địa gọi là sự hút chìm. Quá trình này làm biến đổi bề mặt Trái Đất, tạo ra các đại dương và dãy núi mới, đồng thời chôn vùi những đại dương và núi cao từng tồn tại hàng triệu năm trước trong quá khứ của hành tinh chúng ta. “Mỗi ngày, chúng tađang mất đi những thông tin địa chất từ bề mặt Trái Đất, Nó giống như đang cố gắng lắp ghép một mảnh gương vỡ mà bị mất đi vài mảnh quan trọng vậy” – Jonny Wu, Nhà địa chất học từ trường đại học Houston, Texas cho biết.

Trái Đất luôn luôn vận động

Nhưng các nhà địa chất học đã tìm ra cách để lấy lại những mảnh ghép bị mất đó để vẽ lại một bức tranh toàn cảnh hơn. Bằng cách sử dụng những sóng địa chất gây ra bởi những trận động đất, hệ thống tạo ra hình ảnh mô phỏng với chức năng giống như máy chụp cắt lớp trong bệnh viện. Trong khoảng thời gian vài năm trước, bằng cách cải tiến các kỹ thuật chụp cắt lớp mà các nhà khoa học đã tìm ra nhiều mảng lục địa bị hút chìm đang rơi tự do với tốc độ rất chậm xuống lớp nóng chảy gần lõi Trái Đất, khoảng 2900 km từ bề mặt Trái Đất.

Gần đây, những bức ảnh chụp x-quang hoàn chỉnh của Trái Đất đang trở thành đề tài nóng của giới nghiên cứu. Tháng 12 tới đây, vào cuộc hội thảo của Liên Đoàn Địa Chất Hoa Kỳ tại San Francisco, California, nhóm nghiên cứu từ Hà Lan sẽ công bố bộ tài liệu về hơn 100 mảng lục địa đã bị hút chìm bao gồm thông tin về tuổi, kích thước và những đặc điểm địa chất đặc trưng dựa trên các mô hình chụp cắt lớp mà nhóm đã xây dựng được.

Giáo sư Douwe van Hinsbergen từ đại học Utrecht, người chủ trì chương trình này, cho biết “Bước từng bước một, chúng tôi đã tiến ngày càng sâu hơn vào các đới hút chìm để lấy được những thông tin cổ xưa của Trái Đất”.

Bản đồ “thế giới dưới lòng đất”

Bản đồ 100 điểm hút chìm đang tồn tại do các nhà nghiên cứu Hà Lan xây dựng

"Bản đồ của thế giới ngầm", đúng như tên gọi, nắm giữ những bóng ma của quá khứ địa lý. Bằng cách đảo ngược tiến trình và đưa các mảng kiến tạo trở lại mặt đất, các nhà khoa học có thể tìm ra các kích thước và vị trí của các đại dương cổ đại. Hơn nữa, họ có thể xác định vị trí nơi mà các tấm chìm sẽ gây nóng chảy, giải phóng các lò dung nham tạo ra hệ thống núi lửa và xác định nơi các dãy núi cổ xưa bị đội lên và sau đó bị xói mòn đi. Để làm được điều đó họ phải lần theo những dấu vết trong các hồ sơ đất đá rất mơ hồ. "Đó là một thời gian khá thú vị để có thể kéo tất cả các mảng với nhau", Mathew Domeier, một nhà mô hình hóa kiến ​​tạo tại Đại học Oslo cho biết.

Nó dựa trên hàng triệu sóng địa chấn ghi nhận bởi các cảm biến nằm rải rác khắp nơi trên toàn thế giới. Sóng với thời gian đến nhanh hơn được cho là đã đi qua tầng đá có nhiệt độ thấp của đới hút chìm. Nhưng tính chính xác của dữ liệu địa chấn khá là chắp vá; động đất-nguồn của địa chấn sóng không xảy ra ở khắp mọi nơivà những tín hiệu sóng thường bị nhiễu khi vượt qua gần lõi Trái Đất hoặc truyền qua khoảng cách lớn.

"Thông thường khu vực mà chúng ta cần nhiều thông tin nhất lại là khu vực không chắc chắn nhất", Ved Lekic, một chuyên gia phân tích ảnh cắt lớp tại Đại học Maryland, College Park nói.

“Các nhóm nghiên cứu trên toàn thế giới sử dụng hơn 20 mô hình để giải thích dữ liệu chụp cắt lớp, hình ảnh cùng cấu trúc lớp manti của mỗi mô hình thường có nhiều xung đột với nhau”, Tiến sĩ Grace Shephard tại Đại học Oslo tuyên bố. Trong những tháng tới, cô sẽ xuất bản một bản so sánh của 14 mô hình khác nhau mà sẽ đánh giá các mảng kiến tạo có độ chính xác cao nhất, kết quả của Grace có thể có nhiều xung đột với một số tấm trong tập bản đồ của Đại Học Utrecht. Những hình ảnh bên trong của Trái Đất đang trở nên đáng tin hơn, nhờ vào cải thiện năng lực tính toán và những dự án toàn cầu.

Quá trình tái tạo những đới hút chìm để xây dựng mô hình các đại dương cổ xưa bị chôn vùi

Quá trình tái tạo lại địa hình cổ xưa cũng cho thấy được những dãy núi đã bị mất đi. Trong một nghiên cứu được công bố vài tháng trước, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Houston đã tái hiện lại sự di chuyển của 28 mảng kiến tạo và mô hình hóa vùng biển Philippines 50 triệu năm trước. Ngoài việc xác định trạng thái cổ xưa mà những mảng kiến tạo từng tồn tại, nhóm còn cho biết 1 mảng kiến tạo đã bị chôn vùi hoàn toàn vào manti và tạo ra chuỗi núi lửa đang hoạt động ở châu Á hiện nay. Quá trình này còn giải thích sự uốn nếp bí ẩn của đất đá ở Nhật Bản và dưới đáy biển Đông.

Tương tự như vậy, mảng bên dưới lục địa Bắc Mỹ đã giúp đưa lịch sử tạo núi của lục địa rõ ràng hơn. Bằng cách xoay ngược thời gian cho một trong số mảng kiến tạo đó, Karin Sigloch, một nhà địa vật lý tại Đại học Oxford tại Anh, cho thấy rằng dãy núi phía tây của Bắc Mỹ.

Giáo sư Van Hinsbergen và nhóm nghiên cứu thuộc đại học Utrecht hi vọng bản đồ hoàn chỉnh của họ sẽ tái tạo được hình ảnh toàn cảnh về địa chất của Trái Đất cổ đại. Thông qua những nghiên cứu liên quan tới các đới hút chìm đã từng hoạt động trong 250 triệu năm qua thì mối liên hệ giữa lượng khí Cacbon Dioxine được tạo ra và hoạt động hút chìm cũng được làm sáng tỏ.

“Chúng tôi đã làm được, nếu ai đó phủ nhận nó thì đó thật sự là một điều trùng hợp không tưởng” – Van Hinsbergen tự hào tuyên bố.

Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể tái tạo dữ liệu cho đến 250 triệu năm trước, kéo dài hơn nữa thì toàn bộ mảng kiến tạo đã bị hòa tan vào manti nên không thể ghi nhận được.