Bắc Mỹ đang 'chảy' vào lớp phủ Trái Đất

ThuThuatOnline

05/04/2025

Theo các nhà nghiên cứu, chính mảng vỏ cổ đại này đã kéo theo các phần đá khổng lồ từ khắp nơi trên lục địa Bắc Mỹ rơi sâu vào trong lòng đất. Sức hút đó đã tạo ra những “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 nằm bên dưới khu vực trải dài từ Michigan đến Nebraska và Alabama, nhưng ảnh hưởng của chúng có thể lan rộng khắp cả lục địa.

Theo mô tả của nhóm nghiên cứu, khu vực đang xảy ra hiện tượng này giống như một chiếc phễu khổng lồ, hút đá từ nhiều nơi trên Bắc Mỹ vào bên trong theo phương ngang, trước khi kéo chúng xuống sâu hơn. Kết quả là, phần đáy của lớp vỏ Bắc Mỹ đang bị mất vật liệu trên diện rộng.

“Có một vùng rất 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. “May mắn là chúng tôi đã phát hiện ra nguyên nhân gây ra hiện tượng này.”

Nguyên nhân chính đến từ lực kéo đi xuống của một mảnh vỏ đại dương – tàn tích của mảng kiến tạo cổ đại Farallon – đã tách ra từ hàng triệu năm trước. Trong quá khứ, mảng Farallon từng nằm bên dưới mảng Bắc Mỹ, hình thành một vùng hút chìm tại bờ Tây lục địa. Tuy nhiên, khi mảng Thái Bình Dương tiến vào khoảng 20 triệu năm trước, mảng Farallon bị vỡ và các mảnh còn lại từ từ chìm xuống dưới Bắc Mỹ.

Một trong những mảnh đó – được gọi là "tấm Farallon" – hiện đang nằm giữa vùng chuyển tiếp lớp phủ và lớp phủ sâu hơn, ở độ sâu khoảng 660 km bên dưới vùng Trung Tây. Mảng vỏ đại dương này từng được quan sát lần đầu vào những năm 1990 và hiện được cho là nguyên nhân dẫn đến 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 ổn định trong hàng tỷ năm. Tuy rất bền vững, các craton vẫn có thể thay đổi, nhưng việc chứng kiến chúng thay đổi trong thời gian thực là điều chưa từng có tiền lệ do quy mô thời gian địa chất quá lớn.

Lần này, các nhà nghiên cứu đã lần đầu tiên ghi nhận được hiện tượng đó đang diễn ra. Phát hiện này là kết quả từ một dự án lớn do Hua dẫn đầu, sử dụng kỹ thuật hình ảnh địa chấn độ 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 dựng bản đồ chính xác về cấu trúc dưới lòng đất.

“Những nghiên cứu như thế này rất quan trọng nếu chúng ta muốn hiểu rõ cách Trái Đất tiến hóa theo thời gian,” Thorsten Becker – đồng tác giả nghiên cứu và giáo sư địa vật lý tại Đại học Texas ở Austin – chia sẻ. “Nhờ sử dụng kỹ thuật full-waveform, chúng tôi có thể quan sát rõ hơn vùng chuyển tiếp quan trọng giữa lớp phủ sâu và lớp vỏ nông hơn.”

Để kiểm nghiệm kết quả, nhóm nghiên cứu đã mô phỏng trên máy tính tác động của tấm Farallon lên nền cổ đại phía trên. Khi mảnh vỏ này có mặt, hiện tượng “giọt chảy” xuất hiện rõ rệt, và khi loại bỏ nó, hiện tượng cũng biến mất – điều này củng cố giả thuyết rằng một mảnh vỏ bị chìm có thể kéo đá từ diện rộng xuống sâu vào lòng đất.

Tuy vậy, các nhà nghiên cứu cho rằng hiện tượng đang xảy ra dưới lòng đất Trung Tây này sẽ không gây ra thay đổi gì đáng kể trên bề mặt trong thời gian gần. Thậm chí, nó có thể dừng lại nếu tấm Farallon chìm sâu hơn và mất ảnh hưởng lên nền cổ đại phía trên.

Phát hiện này góp phần giúp các nhà khoa học lắp ráp những mảnh ghép lớn trong bức tranh hình thành và thay đổi của các lục địa trên Trái Đất. “Nó giúp chúng ta hiểu được làm thế nào để hình thành lục địa, làm sao chúng bị tách ra, và rồi làm sao chúng được tái tạo,” Becker nói.