Động đất và những mảng lục địa
Mặt đất vững chắc dưới chân ta không cứng như chúng ta tưởng.
Khi các nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu một đối tượng cụ thể, đôi khi họ lại phát hiện ra câu trả lời cho những bài toán đố lớn hơn họ tưởng tượng nhiều. Trong hơn hai mươi năm gần đây, các nhà địa chất học trong khi khảo sát nguyên nhân của động đất đã tìm ra một câu trả lời hoàn chỉnh và bất ngờ - đến nỗi toàn bộ kiến thức về bề mặt hành tinh của chúng ta được cách mạng hóa.
Trước hết, ta cần biết rằng Trái Đất không đơn giản là một quả cầu đá đặc cứng. Nhân của Trái Đất có thể đặc - mặc dù rất nóng và chủ yếu bằng sắt và nickel. Cách tâm Trái Đất khoảng bảy trăm dặm, ruột Trái Đất bắt đầu mềm dần và trở thành đá nóng chảy. Lớp vật chất nóng cháy này dày 1300 dặm. Các lớp phía trên nó phần lớn là đặc. Lớp đất chúng ta biết rõ nhất là lớp vỏ chúng vì chúng ta sống trên đó. Lớp vỏ chỉ dày từ 4 đến 20 dặm này thực ra lại là một phần của một lớp dày hơn gọi là lithosphere (thạch quyển), lớp da cứng bằng đá của Trái đất. Lớp này sâu tới 50 hay 90 dặm. Dưới thạch quyển là một lớp đá nóng xen kẽ như "bánh kẹp thịt" gọi là asthenosphere. Lớp đá này luôn luôn xấp xỉ ở nhiệt độ nóng chảy, khiến cho nó có kết cấu hiện về lớp asthenosphere này hết sức bất ngờ. Tại sao lại có một lớp đá nóng chảy mỏng và ở gần bề mặt Trái Đất như vậy? Lớp vỏ bên trên nó đặc cứng và lớp đá dày 400 dặm bên dưới nó cũng vậy. Câu trả lời vẫn chưa rõ ràng. Bức tranh về Trái Đất giờ đây giống như một cái bánh kẹp tròn hơn là một tảng chocolate nhân hạnh nhân hay bánh bía.
Trước khi có phát hiện về lithosphere và asthenosphere, các nhà địa chất học không hoàn toàn hài lòng với các giả thuyết về vỏ Trái Đất. Bạn sẽ giải thích thế nào về động đất núi lửa, và những dãy núi khổng lồ như Himalaya ? Họ biết rằng Trái Đất đã từng bị băng giá bao phủ vài lần. Phải chăng những bức tường băng đã ủi đất đá tạo thành núi ? Có lẽ không phải vậy. Những tảng băng trôi lớn, các băng hà, có thể đủ sức để thay đổi hình dáng núi, nhưng chúng không đủ sức để ủi lên cả một dãy núi. Ngoài ra, núi xuất hiện ở cả những nơi không băng hà nào trôi tới. Chúng ta giải thích thế nào đây trên mặt đất còn có những quyền lực khác hoành hành như sức gió và sức nước. Nhưng chúng chỉ hủy hoại dần, chứ không bồi đắp núi.
Còn một bí mật khác, đó là động đất. Các nhà địa chất học biết rằng động đất chỉ xảy ra tại những vết nứt dài của vỏ Trái Đất gọi là các đứt đoạn (fault). Tại sao lại có những đứt đoạn này ? Và tại sao mọi núi lửa trên thế giới đều chạy dọc các vết nứt này. Điều làm các nhà khoa học hoang mang hơn nữa, một số vết nứt còn tạo ra lớp vỏ mới. Ở giữa Đại Tây Dương, mặt đất mới đang được hình thành. Đá nóng chảy trồi lên, nguội đi đẩy đáy biển cũ ra xa. Chuyện gì xảy ra vậy ? Câu trả lời thật đáng ngạc nhiên. Lớp thạch quyển, tức lithosphere, kể cả lớp vỏ trên cùng nữa, trôi nổi trên lớp đá lỏng asthenosphere. Lớp vỏ Trái đất được tạo thành bởi những mảnh khổng lồ ráp khít với nhau, được gọi là các mảng (plate), trôi chậm chạp cạnh nhau. Phần lớn các mảng đều to bằng hoặc hơn cả một lục địa. Ví dụ mảng lục địa châu Mỹ, bao gồm Mỹ, Canada, Mexico, Greenland và một nửa diện tích Đại Tây Dương ! Một mảng to như vậy mà di chuyển mỗi năm 1 inch cũng là quá nhanh theo ý các nhà khoa học. Nhưng qua hàng triệu năm, mỗi mảng có thể trôi xa hàng ngàn dặm.
Ý tưởng về những mảng vỏ trôi đã dẫn đến một thuyết về kiến tạo - vỏ Trái đất đã hình thành và được tái tạo như thế nào? Thuyết kiến tạo này giải thích mọi thắc mắc của chúng ta. Nếu bạn chia bề mặt địa cầu thành từng mảnh, các mảnh này dường như không thể nào xê dịch đi đâu. Nhưng thực ra, mọi mảnh vỏ Trái đất đều đang trôi dạt. Theo thuyết kiến tạo thì phải có sự sụt lún. Ở mép giáp ranh của các mảng có thể xảy ra bao điều : các mảng sẽ đâm sầm vào nhau và cùng nhăn nhúm lại như hai tảng bơ bị ép vào nhau; hoặc một mảng sẽ chảy xuống dưới mảng kia, chìm vào lớp asthenosphere nhão; hoặc hai mảng sẽ trôi theo hai hướng, các cạnh cọ xát vào nhau. Các dãy núi Rockie và Alps đối với chúng ta quá là vĩ đại nhưng chúng chỉ là những nếp nhăn trên da Bà mẹ Trái đất. Đương nhiên, nếu chỗ này các mảng ép vào nhau thì chỗ khác chúng lại tách xa nhau. Đá nóng mềm từ lớp asthenosphere sẽ tràn vào khe hở giữa hai mảng. Lớp đất mới dưới đáy Đại Tây Dương hình thành như vậy đấy !
Một mảng chui xuống dưới một mảng khác và bị nhận chìm hay - giảm trừ vào lớp asthenosphere gây ra một lực ma sát và nhiệt lượng rất lớn. Nhiệt lượng này tìm cách thoát ra, nổ tung trên mặt mảng bao phủ thành một dãy núi lửa dọc theo vùng "bị giảm trừ". Mảng bị đẩy chìm xuống phải uốn cong để chui lọt xuống dưới mảng kia. Sự chuyển động của nó đôi khi tạo thành núi ở mảng phía trên, nhưng các dãy núi này thấp hơn loại núi tạo thành do hai mảng đâm vào nhau. Nơi mảng này chìm xuống dưới mảng kia, các rãnh sâu được tạo thành, như Rãnh Marianas dưới đáy biển phía tây Thái Bình Dương. Khi bị uốn cong, mảng có thể gãy và gây ra động đất. Những vụ động đất như vậy thường xảy ra dưới đáy biển. Những ngọn sóng lớn, được gọi là sóng thần (tsunami) cao 50 bộ hoặc hơn, có thể nổi lên. Loại động đất ảnh hưởng đến dân cư trên mặt đất lại do chuyển động khác của mảng trượt sát.
Khi hai mảng trượt qua bên cạnh nhau, các cạnh đá cứng và lồi lõm của chúng nghiến vào nhau. Đôi khi chúng bị kẹt lại, hay bị khóa chặt. Cuối cùng, những lực rất mạnh kéo giật chúng đi từng "cú" - mạnh và nhanh. Đó chính là động đất. Các bức không ảnh chụp tại nơi có hai mảng trượt sát cạnh nhau cho thấy rất rõ đường biên của các đứt đoạn. Các nhà địa chất rất lo lắng khi tìm thấy các mảng bị khóa cứng vào nhau. Họ biết chắc sớm hay muộn một trận động đất sẽ xảy ra. Một phần miền tây Califonia (nước Mỹ) đang trôi về phía bắc Thái Bình Dương. Hiện tại ở vùng xung quanh San Francisco và Los Angeles, đứt đoạn đang bị khoá cứng.
Vì thế trong khi thoả mãn các bí mật của Trái Đất, chúng ta vẫn không thể làm gì để thay đổi mọi việc. Những sức mạnh khổng lồ sẽ liên tục ủi đất thành núi, đốt cháy hỏa diệm sơn, và rung chuyển địa cầu. Nhưng nhờ có hiểu biết, chúng ta sẽ cảnh giác với những thiên tai như vậy trong tương lai.
ST
