Những mô hình máy tính phức tạp đang tạo ra những hình ảnh chi tiết về các quá trình phục hồi hình dạng Trái Đất liên tục diễn ra từ bên trong, cho chúng ta những cái nhìn mới vào thế giới ngầm bí ẩn phía dưới chân.
"Zoom" vào lòng đất
Những gì mà các mô hình này cung cấp - từ độ sâu hơn 20km dưới lòng đất - cho chúng ta hiểu rõ hơn về những lực phía sau chuyển động của các đĩa kiến tạo hành tinh này, gây ra các biến động động đất và nổ núi lửa. Nó cũng giúp giải thích tại sao Trái Đất, duy nhất trong hệ Mặt Trời, có các địa tầng kiến tạo đầu tiên.
Chuyển động của các đĩa kiến tạo này phụ thuộc nhiều yếu tố phức tạp như nhiệt độ, ứng suất và thành phần đất đá. Để tích hợp tất cả các yếu tố này trong một mô hình đòi hỏi độ phân giải cực cao, TS Thorsten Becker thuộc Đại học Nam California giải thích.
"Với phương pháp này, chúng ta không cần những hình ảnh phân giải cao ở mọi vị trí mà chỉ cần tập trung vào những chỗ mà chúng ta cần quan tâm nhất, chẳng hạn như các ranh giới đĩa kiến tạo, nơi xảy ra hầu hết sự biến dạng địa tầng. Nếu không có được ưu điểm này, các mô hình trước đây buộc các nhà nghiên cứu phải "võ đoán" trong một số trường hợp".
Thâm nhập động đất
Áp dụng mô hình mới, Michael Gurnis thuộc Trung tâm Caltech đã cùng các cộng sự bắt đầu khám phá bên trong các hoạt động của Trái Đất. "Nếu bạn chỉ nhìn vào lòng hành tinh của chúng ta từ vị trí một người ngoài, bạn sẽ chỉ thấy nó sôi sùng sục như một lò lửa lớn hoạt động liên tục," Gurnis chia sẻ. "Nghiên cứu này cho chúng tôi biết về mặt vật lý học, cỗ máy nóng bỏng đó hoạt động như thế nào".
Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng chính lõi sâu bên trong của Trái Đất đóng vai trò quan trọng cấp năng lượng cho cỗ máy đó hoạt động, quy định chuyển động nhanh hay chậm của các đĩa kiến tạo.
"Hầu hết chúng ta vẫn nghĩ rằng các lực từ lõi nông của Trái Đất quan trọng hơn, nhưng hóa ra chính các lực truyền và lực cản trong quyển manti dưới lại quyết định mỗi đĩa kiến tạo dịch chuyển 1 hay 10cm mỗi năm. Để có hiệu quả tốt nhất, chính lớp đất nông lại có những liên hệ chặt chẽ với các phần của Trái Đất sâu hàng nghìn kilomet phía dưới".
Các nhà nghiên cứu hy vọng mô hình máy tính đặc biệt này có thể cung cấp các manh mối cho nghiên cứu của các nhà địa chấn học.
Các nhà nghiên cứu hy vọng mô hình máy tính đặc biệt này có thể cung cấp các manh mối cho nghiên cứu của các nhà địa chấn học. "Chúng ta có thể không dự đoán chính xác được trận động đất sắp tới, nhưng chúng ta hiểu được tại sao một vùng cụ thể này lại có nhiều động đất hơn những nơi khác" Becker giải thích.
Gurnis và nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng khi một đĩa kiến tạo dịch chuyển sẽ phóng ra một lượng năng lượng tại chỗ rất lớn, nhưng lại quay trở về lõi Trái Đất mà không tác động ảnh hưởng xấu đến bề mặt toàn cầu. Điều này đã làm thay đổi quan điểm truyền thống về sự cân bằng năng lượng của hành tinh chúng ta.
"Những kiến tạo địa tầng này tác động đến nước và chu kỳ cacbon của chúng ta", Becker nói thêm: "Và dường như chúng ta cần những kiến tạo địa tầng này để có sự sống".