Nguồn Gốc Của Thuyết Kiến Tạo Mảng

Thuyết trôi dạt lục địa

Xuất hiện vào những năm 1960, kiến tạo mảng đã trở thành lý thuyết mang tính toàn cầu, được chấp nhận rộng rãi trong lịch sử khoa học Trái đất. Năm 1969, nhà địa vật lý J. Tuzo Wilson đã so sánh tác động của cuộc cách mạng trí tuệ này trong lĩnh vực khoa học Trái đất với thuyết tương đối rộng của Einstein về bản chất của vũ trụ.

Theo thuyết kiến tạo mảng, toàn bộ lớp vỏ cứng ngoài cùng dày 100 km của Trái đất, còn gọi là thạch quyển, được cấu tạo bởi các mảng kiến tạo không đứng yên mà dịch chuyển. Với tốc độ di chuyển từ 2 đến 10cm mỗi năm, một số mảng kiến tạo va chạm vào nhau, bị phân tách hoặc mài qua nhau.

Trong quá trình này, đáy đại dương mới được tạo ra và mất đi, tạo nên nhiều kỳ quan địa chất của Trái đất cũng như kéo theo các hiểm họa tự nhiên.

Trước khi thuyết kiến tạo mảng xuất hiện, con người tin rằng, các lục địa đứng nguyên, cố định trên bề mặt Trái đất. Vào năm 1912, trong cuộc họp của Hiệp hội Địa chất Frankfurt, nhà khí tượng học người Đức, Alfred Wegener, nghi ngờ các lục địa trên Trái đất đang di chuyển. Tại thời điểm đó, người ta cho rằng, những ngọn núi như nếp nhăn, được hình thành khi bề mặt Trái đất co lại.

Ngược lại, Wegener cho rằng, các ngọn núi được hình thành vì các lục địa va chạm vào nhau khi trôi dạt trên bề mặt Trái đất. Trước đó, các lục địa từng hợp nhất thành một siêu lục địa, được Wegener đặt tên là Pangea, có nghĩa là toàn bộ Trái đất. Điều này lý giải vì sao cỏ cây, xương hóa thạch ở hai bên lục địa châu Phi và châu Mỹ là giống nhau.

Ý tưởng của Wegener đã khơi gợi sự hứng thú của nhiều nhà khoa học. Nhưng số khác, đặc biệt là các nhà địa chất, không tin vào thuyết trôi dạt lục địa, thậm chí là bài xích. Họ gièm pha ý tưởng của Wegener là quá suy đoán, đi ngược lại với niềm tin các lục địa cố định tại một chỗ.

Cuộc tranh luận giữa những người theo thuyết trôi dạt và thuyết cố định đã diễn ra trong suốt những năm 1920. Tuy nhiên, Wegener đã không giải thích được tại sao lục địa có thể trôi dạt và nguyên nhân nào khiến nó có thể dịch chuyển. Năm 1928, nhà địa chất học người Anh, Arthur Holmes, đã đưa ra lời giải thích tiềm năng cho thuyết trôi dạt lục địa.

Ông cho rằng, các lục địa trôi nổi giống như những chiếc bè trên mặt lớp đá nóng chảy. Nhiệt phóng xạ làm lớp này sôi chậm, tạo ra các dòng điện tuần hoàn làm dịch chuyển các lục địa. Nhưng Holmes thừa nhận ông không có dữ liệu chứng minh cho ý tưởng này nên cộng đồng các nhà khoa học vẫn không tin tưởng theo thuyết trôi dạt lục địa.

Dữ liệu “sục sôi”

Mối quan tâm dành cho vấn đề trôi dạt lục địa sục sôi trở lại vào những năm 1950, bắt nguồn từ đáy đại dương. Chiến tranh thế giới thứ hai đã mang lại sự phát triển nhanh chóng của tàu ngầm, sonar (kỹ thuật sử dụng lan truyền âm thanh dưới nước để tìm đường di chuyển, liên lạc hoặc phát hiện vật thể) để nghiên cứu đáy biển.

Bằng cách sử dụng sóng siêu âm, các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ phạm vi của dãy núi dưới biển, phát hiện vết nứt dài chạy thẳng đến trung tâm của núi. Vết nứt này kéo dài hơn 72.000 km, cắt qua trung tâm của các đại dương trên thế giới.

Được trang bị từ kế để đo từ trường, các nhà nghiên cứu cũng lập bản đồ định hướng từ trường của đá dưới đáy biển. Nhóm chuyên gia phát hiện các dải đá dưới đáy biển có dạng vằn từ gồm dải phân cực bình thường, có hướng từ tương ứng với từ trường của Trái đất xen kẽ các dải phân cực ngược. Phát hiện này cho thấy mỗi dải phân cực được hình thành vào những thời điểm khác nhau.

Trong khi đó, các nhà địa chấn học cũng xây dựng mạng lưới các trạm đo địa chấn tiêu chuẩn toàn cầu. Vào cuối những năm 1960, khoảng 120 trạm được lắp đặt tại 60 quốc gia khác nhau. Dữ liệu từ các trạm thu về phản ánh những vụ nổ dọc theo hệ thống khe nứt giữa đại dương, ngày nay được gọi là sống núi giữa đại dương và dưới các rãnh đại dương.

Vào đầu những năm 1960, hai nhà nghiên cứu làm việc độc lập là nhà địa chất học Harry Hess và nhà địa vật lý Robert S. Dietz, đã bổ sung cho ý tưởng của Holmes về lớp vỏ đá nóng. Các sống núi giữa đại dương được cho là đẩy đá nóng lên bề mặt Trái đất. Các lực mạnh đẩy thạch quyển của Trái đất ra xa nhau. Từ giữa các khoảng trống, dung nham bốc lên và đáy biển mới được tạo ra. Khi các mảng thạch quyển tách rời nhau, đáy biển tiếp tục hình thành, gọi là sự lan rộng của đáy biển.

Đỉnh điểm, trong cuộc hội thảo được tổ chức tại Viện Nghiên cứu vũ trụ Goddard, New York, Mỹ vào năm 1966, nhà địa chấn học Lynn Sykes phát hiện mô hình khác biệt trong các trận động đất giữa các sống núi giữa đại dương. Mô hình này cho thấy, đáy biển ở hai bên của sống núi đang tách ra. Đây là bằng chứng quan trọng cho quá trình kiến tạo mảng.

Tại buổi hội thảo, các dữ kiện được tập hợp, từ vết nứt lan rộng dưới đáy biển, động đất dưới đáy biển, các dải đá dạng vằn từ. Những phát hiện này cho thấy, sống núi giữa đại dương có thể sinh ra các đáy đại dương mới và rãnh đại dương là nơi “chôn cất” thạch quyển cũ. Chu kỳ “sinh tử” này đã mở, đóng đại dương hết lần này đến lần khác, mang các lục địa đến gần nhau rồi lại tách chúng ra.

Nhờ thuyết kiến tạo mảng, con người có thể hiểu rõ hơn về hoạt động của Trái đất, từ đó chuẩn bị đối phó với động đất, sóng thần, núi lửa. Kiến tạo mảng cũng định hình các nghiên cứu mới trong ngành khoa học, cung cấp thông tin quan trọng về sự biến đổi khí hậu và sự tiến hóa của sự sống trên Trái đất.

Tuy nhiên, còn nhiều điều con người chưa hiểu về kiến tạo mảng như sự dịch chuyển không ngừng của bề mặt Trái đất bắt đầu từ khi nào, như thế nào và liệu có kết thúc hay không. Nhà khoa học Lindy Elkins - Tanton, làm việc tại Đại học bang Arizona, Mỹ, đánh giá điều bí ẩn không kém là tại sao kiến tạo mảng dường như không xảy ra ở những nơi khác trong Hệ Mặt trời.

Bởi hiện nay, Trái đất được biết đến là nơi duy nhất có quá trình kiến tạo mảng và là nơi duy nhất có sự sống.

Theo Science News