Các nhà khoa học từ lâu đã bị cuốn hút bởi những lực động lực hình thành bề mặt của hành tinh chúng ta, nhưng ít câu hỏi nào khiến họ bối rối như tại sao một số khu vực ổn định nhất trên các lục địa của Trái đất lại nhô lên một cách bí ẩn.
Giờ đây, một nghiên cứu do giáo sư Tom Gernon, một nhà khoa học Trái đất hàng đầu tại Đại học Southampton (Anh) dẫn đầu, đã làm sáng tỏ hiện tượng này, tiết lộ cách các quá trình kiến tạo sâu trong lòng đất có thể khiến những khu vực tưởng chừng ổn định trên lục địa nhô lên đáng kể.
Bí ẩn về sự nâng lên của lục địa
Giáo sư Gernon cùng nhóm nghiên cứu của ông đã phát hiện ra rằng khi các mảng kiến tạo tách ra, những làn sóng mạnh mẽ được kích hoạt sâu bên trong lớp phủ của Trái đất. Quá trình này khiến các bề mặt lục địa nhô lên hơn 1km.
Khám phá của họ giúp giải quyết một bí ẩn lâu dài trong lĩnh vực kiến tạo mảng, đồng thời nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách một số cảnh quan ấn tượng nhất của Trái đất được hình thành
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã suy đoán về các lực tạo ra các đặc điểm địa hình dốc, cao hàng km được gọi là Great Escarpments, chẳng hạn như nơi bao quanh Nam Phi.
Các quá trình kiến tạo sâu trong lòng đất có thể khiến những khu vực tưởng chừng ổn định trên lục địa nhô lên đáng kể - (Ảnh: BBC Science Focus).
Tuy nhiên, bí ẩn này càng sâu sắc hơn khi các nhà nghiên cứu quan sát thấy ngay cả những vùng ổn định bên trong các lục địa, cách xa những vách đá này, cũng có thể nâng lên và bị xói mòn. Câu hỏi đặt ra là tại sao?
Theo giáo sư Gernon, các nhà khoa học đã từ lâu nghi ngờ rằng các đặc điểm dốc được gọi là Great Escarpments hình thành khi các lục địa rạn nứt và tách ra.
Tuy nhiên, việc hiểu được lý do tại sao phần bên trong của các lục địa cũng nâng lên và bị xói mòn vẫn khó khăn hơn nhiều. "Quá trình này có liên quan gì đến việc hình thành những vách đá cao chót vót này không? Nói một cách đơn giản, chúng ta không biết", ông nói.
Nghiên cứu của nhóm, được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa các chuyên gia từ Đại học Southampton, Trung tâm Helmholtz Potsdam, và Đại học Birmingham, tập trung vào tác động của các lực kiến tạo toàn cầu đến sự tiến hóa của cảnh quan qua hàng trăm triệu năm.
Phát hiện của họ đưa ra một lời giải thích thuyết phục cho các chuyển động theo chiều thẳng đứng của các khu vực ổn định của lục địa, được gọi là craton, một trong những khía cạnh ít được hiểu biết nhất của kiến tạo mảng.
Góc nhìn mới về sự tiến hóa của Trái đất
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình máy tính tiên tiến và phương pháp thống kê để mô phỏng cách bề mặt Trái đất phản ứng với sự tan rã của các mảng lục địa theo thời gian.
Họ phát hiện rằng khi các lục địa tách ra, sự kéo giãn của lớp vỏ lục địa gây ra các chuyển động khuấy động trong lớp phủ của Trái đất, lớp dày giữa vỏ và lõi. Quá trình này giống như một chuyển động quét về phía các lục địa, làm rối loạn nền tảng sâu của chúng.
Sự kiện tách giãn này khởi đầu một "làn sóng trong lớp phủ sâu" di chuyển dọc theo nền lục địa với tốc độ khoảng 15-20km mỗi triệu năm.
Các mô hình tiến hóa cảnh quan của nhóm nghiên cứu cho thấy những xáo trộn sâu trong lớp phủ này kích hoạt một làn sóng xói mòn bề mặt, lan tỏa khắp các lục địa trong hàng chục triệu năm. Xói mòn này loại bỏ một lượng lớn đá, khiến bề mặt đất tiếp tục nâng cao và hình thành các cao nguyên cao.
Những tác động của nghiên cứu này không chỉ giới hạn trong hiểu biết địa chất. Các nhà nghiên cứu tin rằng những xáo trộn trong lớp phủ chịu trách nhiệm cho sự nâng lên của các bề mặt lục địa cũng ảnh hưởng đến khí hậu khu vực, đa dạng sinh học, và thậm chí là các mô hình định cư của con người.
Khi các nhà khoa học đi sâu hơn vào sự tương tác phức tạp giữa các lực kiến tạo và các quá trình bề mặt, nghiên cứu cũng mở đường cho sự hiểu biết sâu sắc hơn về sự tiến hóa của hành tinh chúng ta.
Nghiên cứu này không chỉ giải quyết một câu hỏi lâu đời trong kiến tạo mảng, mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét các quá trình sâu trong lòng đất để thực sự hiểu được các lực hình thành thế giới của chúng ta.
Bề mặt Trái đất không phải là một thực thể tĩnh. Nó được hình thành bởi các lực mạnh mẽ thúc đẩy sự hình thành lục địa và tạo ra các cảnh quan ấn tượng, sâu xa bắt nguồn từ hoạt động bên trong của hành tinh.
Khi đi sâu hơn vào những bí ẩn này, rõ ràng là hành tinh của chúng ta vẫn là một thực thể động và không ngừng phát triển, đầy những điều bất ngờ đang chờ được khám phá.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.