Tìm ra khối thạch quyển bị thất lạc cách đây hàng triệu năm về trước

Các nhà địa lý trường đại học Illinois tại Urbana-Champaign đã xác định được vị trí của một khối thạch quyển lớn của trái đất bị thất lạc cách đây 15 triệu năm về trước. Nhờ tìm ra tảng đá to lớn nằm bên dưới Tây Tạng “mai danh ẩn tích” từ lâu này, cách nhà khoa học đã góp phần giải đáp được một bí ẩn lâu đời, và làm sáng tỏ cách thức mà các lục địa hoạt động khi chúng va chạm vào nhau.

Cao nguyên Tây Tạng và dãy núi Himalaya sát cạnh được tạo ra bởi chuyển động của các đĩa địa chất (tectonic plate) to lớn, các đĩa này bao gồm lớp đá ngoài cùng của trái đất, hay thạch quyển. Khoảng 55 triệu năm về trước, đĩa Ấn Độ va đập với đĩa Âu-Á, đẩy mặt đất từ từ uốn cong xuống rồi nhô lên cao. Với diện tích gần 1/10 diện tích của nước Mỹ và độ cao trung bình so với mặt nước biển là 16.000 feet, Cao Nguyên Tây Tạng là cao nguyên lớn nhất và cao nhất trên thế giới.

Các mô hình địa tầng của Tây Tạng thay đổi rất nhiều, với những khái niệm như quá trình di chuyển đĩa Á – Âu, quá trình di chuyển đĩa Ấn Độ, và sự dày lên của thạch quyển Á-Âu. Theo mô hình mới nhất thì lớp thạch quyển dày này trở nên không vững chắc, và một khối thạch quyển đã bị vỡ ra và chìm sâu vào lớp mantle trong lòng trái đất. (Mantle nằm giữa vỏ đất và lõi đất, trong khoảng sâu 33km - 2.900km chiếm 83,3% thể tích Trái đất. Vì nó nằm giữa nên còn gọi là lớp trung gian.)

“Khi nằm trong đó, khối thạch quyển khổng lổ trong lớp mantle bên dưới Tây Tạng hoạt động như một chiếc neo, neo giữ phần đất phía trên ở một chỗ,” Ông Wang-Ping Chen, giáo sư địa vật lý trường đại học Illinois cho biết. “Sau đó, cách đây khoảng 15 triệu năm, chiếc dây xích bị đứt ra và mặt đất nhô lên, cao dần và trở thành cao nguyên cao nhất này".

Và cho đến gần đây, lý thuyết trêu người này vẫn thiếu một bằng chứng rõ rằng để chứng minh cho nó. Nhưng sau đó, thực tập sinh tiến sĩ Tai-Lin (Ellen) Tseng và giáo sư Chen đã phát hiện ra chiếc neo bị thất lạc đó

“Khối thạch quyển riêng biết còn sót lại này đã cung cấp một chứng cứ then chốt cho việc chứng minh mối liên hệ trực tiếp giữa sự va chạm lục địa gần bề mặt với động lực ngầm trong lớp mantle,” Bà Tseng nói.

“Ngoài ra, về cơ bản, động lực manti còn đẩy nhanh hoạt động kiến tạo địa tầng, vì vậy số phận của khối thạch quyển trong lớp mantle bên dưới Tây Tạng là cơ sở để có thể hiểu được toàn bộ động lực của sự va chạm".

Qua một dự án có tên Hi-CLIMB – một nghiên cứu tổng hợp về Thạch Quyển Lục Địa Tây Tạng – Himalaya trong thời gian hình thành núi, bà Tseng đã phân tích các tín hiệu địa chấn, thu thập được từ nhiều trạm cố định và tạm thời, để tìm khối thạch quyển bị thất lạc này.

Dự án Hi-CLIMB xây dựng một dãy trạm theo dõi địa chấn, kéo dài từ các đồng bằng Ấn Độ, qua Nepal, qua dãy Himalaya cho đến trung tâm Tây Tạng. “Với việc triển khai hơn 200 trạm, dự án Hi-CLIMB là một dự án băng rộng nhất được thực hiện từ trước đến nay,” giáo sư Chen, một trong hai nhà nghiên cứu chính của dự án, cho biết.

Sử dụng các thông tin địa chấn băng rông thu được từ nhiều trạm, bà Tseng đo được được chính xác vận tốc của các sóng địa chấn di chuyển bên dưới khu vực với độ sâu từ 300 đến 700 km. Bởi vì đá càng lạnh thì sóng địa chấn di chuyển qua nó càng nhanh nên từ dữ liệu của mình, bà Tseng có thể nhận ra các vị trí của thạch quyển lạnh nằm tách biệt. “Chúng tôi không chỉ phát hiện ra khối thạch quyển lạnh bị thất lạc mà còn có thể tái tạo lại vị trí của các đĩa địa chất cách đây 15 triệu năm về trước,” bà Tseng nói. “Vì vậy, có rất nhiều khả năng là, tính không ổn định ở khối thạch quyển ngày càng dày là nguyên nhân phần nào của sự hình thành cao nguyên Tây Tạng, hơn là quá trình di chuyển với quy mô lớn của một trong những đĩa địa chất."

Hai nhà khoa học cho biết, các chứng cớ khác, bao gồm tuổi và sự phân bố của các đá núi lửa và sự nhận định về chuyển động nền hiện tại ở Tây Tạng cũng cho biết khối thạch quyển còn sót lại, bị thất lạc 15 triệu năm về trước.

Thanh Vân