Phát hiện lớp vỏ lục địa lâu đời nhất trên Trái đất đang tan rã

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học tin rằng lớp vỏ lục địa đầu tiên của Trái đất, với phần rễ sâu gần 200 km, là quá vững chắc để có thể bị phá vỡ. Chúng được xem là vĩnh cửu, bất chấp mọi biến động.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mô hình mới từ Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc đã chỉ ra rằng ngay cả lớp vỏ lâu đời nhất cũng có thể dần dần phân rã khi các lực kiến tạo, tức những lực làm dịch chuyển các mảng kiến tạo thay đổi hướng và cường độ.

Vỏ lục địa là gì? Tại sao nó quan trọng?

Hãy hình dung lớp vỏ lục địa như lớp da rắn chắc bên ngoài hành tinh chúng ta, nơi các lục địa và thềm lục địa tọa lạc. Nó chủ yếu được tạo thành từ đá granit, vốn nhẹ hơn so với đá bazan ở đáy đại dương. Chính nhờ sự khác biệt này mà các lục địa có thể nổi cao hơn trên lớp phủ, hình thành nên núi, cao nguyên và thung lũng mà chúng ta thấy ngày nay.

Không như vỏ đại dương liên tục được tái tạo, vỏ lục địa có thể tồn tại hàng tỷ năm, lưu giữ một lịch sử địa chất phong phú và phức tạp. Nó được hình thành qua các quá trình như bồi đắp núi lửa, sự dày lên của vỏ, và sự xâm nhập của magma, cùng với hoạt động va chạm của các mảng kiến tạo tạo nên các dãy núi khổng lồ như Himalaya.

Bí ẩn của các "nền cổ" đang dần hé lộ

"Nền cổ" là những lõi lục địa cực kỳ cổ xưa, hình thành từ hai tỷ năm trước. Chúng được xem là vô cùng ổn định nhờ có lớp thạch quyển dày, giữ chặt chúng trong khi các mảng trẻ hơn của Trái Đất di chuyển bên trên.

Nhưng giả thuyết này đã bắt đầu lung lay khi hình ảnh địa chấn dưới miền đông Trung Quốc cho thấy một điều kỳ lạ: một phần dưới của nền cổ bị mất, và thay vào đó là đá lớp phủ nóng bất thường.

Cụ thể, Nền cổ Hoa Bắc, từng rộng hơn 800.000 km vuông và chứa đựng những tảng đá cổ hơn 2,5 tỷ năm, đã va chạm với mảng đại dương Izanagi vào cuối kỷ Jura. Sự va chạm này đã buộc một phiến hút chìm rộng, nằm phẳng dưới lục địa.

Nhóm nghiên cứu của giáo sư Lưu đã chạy các mô hình mô phỏng dòng chảy lớp phủ bốn chiều, tái hiện lại 200 triệu năm chuyển động của mảng và những biến đổi dưới lòng đất. Kết quả tái tạo cho thấy một phiến ngang khổng lồ rộng gần 6400 km bị kẹt sâu trong lòng đất, khớp với hình ảnh từ các nghiên cứu địa chấn trải dài từ châu Á đến tây Thái Bình Dương.

Sự hút chìm của phiến ngang đã ép lớp vỏ bên trên, khiến khu vực từ bán đảo Triều Tiên đến dãy núi Thái Hàng bị co ngắn, nâng lên và tạo ra các bồn địa trầm tích. Tại thời điểm nén ép cực đại, vỏ lục địa dày lên tới khoảng 54%.

Giáo sư Lưu giải thích rằng thạch quyển cổ đại có thể bị phá vỡ, và sự phân rã này có thể do dạng hút chìm đặc biệt này xảy ra gần các mảng đại dương, hé lộ cách các lục địa đã phát triển trong lịch sử Trái đất.

Tại sao điều này lại quan trọng với chúng ta?

Kết quả là lớp vỏ bên trên đã phản ứng bằng cách giãn ra. Các nghiên cứu địa chấn cho thấy thạch quyển miền đông Hoa Bắc hiện chỉ dày khoảng 120 km, tức chỉ bằng một nửa độ dày ban đầu của nó.

Không phải tất cả các nền cổ đều đối mặt với cùng mức độ rủi ro. Phát hiện của Giáo sư Lưu chỉ ra một yếu tố then chốt: vị trí địa lý.

Các nền cổ nằm sâu trong lòng lục địa, như Kaapvaal ở miền nam châu Phi, được bảo vệ khỏi sự xáo trộn liên quan đến hút chìm và ít có dấu hiệu bị mỏng đi. Ngược lại, các nền cổ nằm ở rìa lục địa, như ở Đông Á hay tây châu Mỹ, gần các đới hút chìm hoạt động. Tại đây, sự xâm nhập của phiến ngang và việc lùi lại có thể tạo ra áp lực liên tục từ bên dưới.

Những áp lực bên ngoài này, chứ không phải nhiệt bên trong hay hoạt động của chùm nhiệt, có thể là nguyên nhân chính dẫn đến sự tan rã của chúng.

Kết quả nghiên cứu này nhấn mạnh rằng các lục địa của chúng ta luôn trong quá trình biến đổi. Với những tác động đúng đắn, ngay cả những tảng đá lâu đời nhất trên hành tinh cũng có thể bị cắt bớt, làm mỏng và cuối cùng biến mất từ bên dưới.