Buzz
Một bản đồ địa chấn chi tiết mới về Bắc Mỹ cho thấy một mảng vỏ Trái Đất cổ đại, bị vùi lấp dưới vùng Trung Tây, đang kéo phần vỏ hiện tại của lục địa này xuống sâu hơn trong lớp phủ Trái Đất.
Các nhà nghiên cứu cho biết, chính mảng vỏ cổ đại này đã hút những khối đá khổng lồ từ khắp Bắc Mỹ xuống sâu trong lòng đất. Sức hút đó đã hình thành các “giọt chảy” khổng lồ, treo lơ lửng từ mặt dưới của lục địa, kéo dài tới độ sâu khoảng 640 km trong lớp phủ Trái Đất. Những khối “giọt chảy” này chủ yếu nằm dưới khu vực từ Michigan, Nebraska đến Alabama, nhưng ảnh hưởng của chúng có thể lan rộng khắp lục địa.
Theo nhóm nghiên cứu, khu vực này giống như một chiếc phễu khổng lồ, hút đá từ khắp nơi trên Bắc Mỹ theo phương ngang và sau đó kéo chúng xuống sâu hơn. Điều này khiến phần đáy của lớp vỏ Bắc Mỹ bị mất đi một lượng vật liệu rộng lớn.
“Một vùng rộng lớn đang bị mỏng đi,” Junlin Hua – tác giả chính của nghiên cứu, hiện là giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc – chia sẻ. “Chúng tôi rất may mắn khi phát hiện ra nguyên nhân gây ra hiện tượng này.”
Nguyên nhân chính đến từ lực kéo xuống của một mảnh vỏ đại dương – tàn tích của mảng kiến tạo cổ Farallon, đã tách ra hàng triệu năm trước. Trước đây, mảng Farallon nằm dưới mảng Bắc Mỹ và tạo ra một vùng hút chìm tại bờ Tây lục địa. Tuy nhiên, khi mảng Thái Bình Dương xâm lấn cách đây khoảng 20 triệu năm, mảng Farallon đã vỡ ra và các mảnh của nó từ từ chìm xuống dưới Bắc Mỹ.
Một trong các mảnh này – gọi là “tấm Farallon” – hiện nằm giữa vùng chuyển tiếp lớp phủ và lớp phủ sâu hơn, ở độ sâu khoảng 660 km dưới vùng Trung Tây. Mảng vỏ đại dương này lần đầu được quan sát vào những năm 1990 và hiện được xem là nguyên nhân gây ra hiện tượng gọi là "sự mỏng đi của nền cổ đại" (cratonic thinning).
"Nền cổ đại" (hay craton) là phần vỏ và lớp phủ trên của Trái Đất đã tồn tại ổn định trong hàng tỷ năm. Mặc dù rất vững chắc, các craton vẫn có thể thay đổi, nhưng việc chứng kiến những thay đổi này trong thời gian thực là một hiện tượng chưa từng có, do sự chênh lệch lớn về quy mô thời gian địa chất.
Các nhà nghiên cứu lần đầu tiên ghi nhận được sự thay đổi này đang diễn ra. Phát hiện này đến từ một dự án lớn do Hua dẫn dắt, sử dụng kỹ thuật hình ảnh địa chấn phân giải cao gọi là “full-waveform inversion” – một phương pháp phân tích toàn bộ thông tin từ các loại sóng địa chấn khác nhau để tái hiện cấu trúc dưới lòng đất một cách chính xác.
“Nghiên cứu như thế này vô cùng quan trọng nếu chúng ta muốn hiểu rõ hơn về quá trình tiến hóa của Trái Đất theo thời gian,” Thorsten Becker – đồng tác giả nghiên cứu và giáo sư địa vật lý tại Đại học Texas ở Austin – chia sẻ. “Bằng cách sử dụng kỹ thuật full-waveform, chúng tôi có thể quan sát chi tiết hơn vùng chuyển tiếp quan trọng giữa lớp phủ sâu và lớp vỏ nông hơn.”
Để kiểm chứng kết quả, nhóm nghiên cứu đã mô phỏng trên máy tính sự tác động của tấm Farallon lên nền cổ đại phía trên. Khi mảnh vỏ này có mặt, hiện tượng “giọt chảy” trở nên rõ rệt, còn khi loại bỏ nó, hiện tượng cũng biến mất – điều này càng củng cố giả thuyết rằng một mảnh vỏ chìm có thể kéo đá từ diện rộng xuống sâu vào lòng đất.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho rằng hiện tượng này dưới lòng đất Trung Tây sẽ không gây ra những thay đổi đáng kể trên bề mặt trong thời gian ngắn. Thậm chí, hiện tượng có thể chấm dứt nếu tấm Farallon chìm sâu hơn và mất ảnh hưởng lên nền cổ đại phía trên.
Phát hiện này giúp các nhà khoa học ghép nối những mảnh ghép quan trọng trong bức tranh về sự hình thành và thay đổi của các lục địa trên Trái Đất. “Nó giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các lục địa hình thành, tách ra và sau đó tái tạo,” Becker nói.
