Cao nguyên Tây Tạng – cao nguyên rộng lớn nhất và cao nhất, được bao bọc bởi những ngọn núi cao nhất thế giới – đã thách thức các nhà địa chất trong một khoảng thời gian dài cố gắng tìm hiểu làm cách nào và từ bao giờ vùng này có thể vươn đến độ cao choáng ngợp như thế. Bằng chứng mới từ một công trình nghiên cứu dài tám năm của các nhà khoa học Mỹ và Trung Quốc cho thấy: cao nguyên này cao dần theo giai đoạn và sự phát triển nâng lên này xảy ra đầu tiên ở cao nguyên trung tâm rồi sau đó mới tới các vùng ở phía bắc và nam.
Theo Xixi Zhao, nhà khoa học tại Đại học California, Santa Cruz (UCSC), thì “Phần giữa của cao nguyên được nâng lên đầu tiên ít nhất cách đây 40 triệu năm trong khi dãy Himalaya ở phía nam và các dãy núi ở miền bắc rõ ràng là chỉ cao lên sau đó.” Nhóm nghiên cứu phát hiện những hóa thạch sinh vật biển cho thấy dãy Himalaya sừng sững hiện nay vẫn còn ở dưới mực nước biển vào thời điểm mà cao nguyên trung tâm đã đạt đến hoặc gần đến chiều cao hiện tại. Độ cao trung bình của cao nguyên ngày nay là hơn 4.500m.
Kết quả nghiên cứu của họ được đăng trên tờ Proceedings of the National Academy of Sciences (ấn bản trực tuyến trong tuần từ 24 tháng 03 và sau đó là bản in). Zhao, hợp tác với Viện Vật lý hành tinh và vật lý địa chất tại UCSC, là tác giả thứ hai của công trình. Tác giả thứ nhất Chengsham Wang thuộc Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Bắc Kinh đã hợp tác với Zhao và các nhà nghiên cứu khác của UCSC từ năm 1996.
Dưới cái tên “nóc nhà thế giới”, cao nguyên Tây Tạng được hình thành từ những cú va chạm tiếp diễn của các phiến địa tầng khi Ấn Độ trôi về phía bắc hướng tới châu Á. Đồng tác giả Robert Coe, giảng viên các ngành khoa học hành tinh và trái đất tại UCSC, phát biểu ý kiến về cách nâng tầng của cao nguyên đã tiến triển từ trước chuyến viếng thăm Tây Tạng lần đầu của ông vào năm 1988.
“Mọi người thường cho rằng toàn bộ cao nguyên nâng lên cùng lúc, nhưng hiện nay mọi thứ rõ ràng là từng phần riêng biệt của cao nguyên được nâng lên ở những thời điểm khác nhau. Công trình của chúng tôi cho thấy phần trung tâm của cao nguyên được nâng lên trước, và điểu này có vẻ phù hợp với những công trình khác.”
Quá trình cao lên của cao nguyên Tây Tạng dẫn đến những thay đổi sâu sắc về mặt khí hậu trong vùng và toàn cầu. Đối với các nhà nghiên cứu khí hậu đang cố gắng tìm hiểu những giai đoạn chính của sự thay đổi khí hậu toàn cầu trong quá khứ trái đất, thời điểm của sự nâng là một nguồn thông tin tối quan trọng.
Theo đồng tác giả Peter Lippert, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại UCSC, thì “một trong những quan niệm truyền thống về thời điểm Tây Tạng trở thành cao nguyên là hiện tượng này chỉ mới xảy ra trong vòng 15 triệu năm gần đây. Sự tồn tại của một cao nguyên cách đây ít nhất 40 triệu năm có thể mang những ý nghĩa khí hậu quan trọng.”
Nhóm các nhà địa chất học Mỹ và Trung Quốc đưa ra những phát hiện của mình dựa trên nghiên cứu thực địa phạm vi rộng, chủ yếu ở một vùng ngoại vi hẻo lánh thuộc cao nguyên Tây Tạng. Họ tập trung vào một khu vực tên là Lòng chảo Hoh Xil ở phần bắc-trung của cao nguyên. Lịch sử địa chất của vùng này được ghi lại trong những lớp đá trầm tích dày đến 5.000m. Hiện nay tuy là một phần của cao nguyên nhưng nó từng là một Lòng chảo nằm trên rìa phía bắc của cao nguyên trung tâm.
Theo Lippert “Cấu trúc của Lòng chảo và cách mà các trầm tích tích tụ lại cho thấy đây là loại Lòng chảo đã tạo nên phần nền của các ngọn núi lớn. Vì vậy chúng tôi chứng minh rằng cách đây ít nhất 40 triệu năm, phía nam của Lòng chảo Hoh Xil từng có địa hình cao.”
Cao nguyên Tây Tạng (Ảnh: chinatouching) |
Nhiều chứng cứ khác cũng ủng hộ cho kết luận của nhóm. Ngoài việc nghiên cứu hiện trường, các nhà khoa học sử dụng nhiều phương pháp khác trong phòng thí nghiệm để xác định niên đại của đá. Những thay đổi trong quá khứ của từ trường trái đất được ghi lại trong độ từ hóa của đá, từ đó cung cấp một phương pháp xác định niên đại được gọi là phương pháp địa hình từ. Phân tích này được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Coe ở UCSC. Một phương pháp khác được sử dụng trong nghiên cứu được gọi là phân tích dò tìm phân rã khoáng chất apatite, dựa trên dấu vết phá hỏng của các tinh thể apatite do sự phân hủy của các đồng vị phóng xạ.
Các nhà khoa học cũng phát hiện ra đá núi lửa trong một khu vực của cao nguyên trung tâm phía nam Lòng chảo Hoh Xil. Lớp nham thạch cứng phẳng này nằm trên đỉnh của những lớp đá trầm tích nếp gấp và nghiêng. Các phương pháp địa thời học xác định niên đại của nó vào khoảng 40 triệu năm tuổi. Theo Lippert, “sự hiện diện của những lớp đá núi lửa phẳng cho chúng ta biết rằng đá trầm tích bị tàn phá trước thời núi lửa, và nó mở rộng tuổi thọ núi lửa ở khu vực thuộc Tây Tạng này lên 15 đến 40 triệu năm.”
Ở dãy Himalaya, các nhà khoa học phát hiện ra hóa thạch của một loại phiêu sinh vật tên trùng tia (radiolarian) thực chất trẻ hơn những hóa thạch biển từng được ghi nhận ở đây 5 triệu năm tuổi. Phát hiện này thu hẹp khoảng thời gian mà dãy Himalaya được nâng lên. Khi phần trung tâm của cao nguyên Tây Tạng được nâng lên cách đây hơn 40 triệu năm, đỉnh Everest và phần còn lại của dãy Himalaya vẫn là một phần của một vùng chảo sâu dưới đáy đại dương.
Tuy nhiên, khu vực Himalaya rất phức tạp và những nhóm khác cũng đang nghiên cứu để xác định thời gian của quá trình nâng chính xác hơn. “Đóng góp chính của chúng tôi là dữ liệu mà chúng tôi thu được từ khu vực bắc – trung của cao nguyên, những phần chưa được khảo sát kỹ lưỡng.”
Zhao lưu ý thêm là các nhà nghiên cứu Mỹ có thể đã không được phép đi vào khu vực này mà không có sự hỗ trợ của các đồng nghiệp Trung Quốc. Sự hợp tác lâu dài này bao gồm việc trao đổi nghiên cứu sinh giữa UCSC và các đại học Trung Quốc, cũng như cơ hội cho các sinh viên chưa tốt nghiệp được nghiên cứu hiện trường ở Tây Tạng. “Sự hợp tác nghiên cứu này rất tốt và có ý nghĩa giáo dục mạnh mẽ.”