Cách một khoảng xa bên dưới thành phố Dongshen ở miền bắc Trung Quốc, các nhà khoa học đã phát hiện ra dấu vết của siêu lục địa 2 tỷ năm tuổi đầu tiên của Trái đất.
Một cấu trúc nghiêng cổ xưa trong vỏ hành tinh dường như là dấu vết của một vụ va chạm từ lâu giữa hai khối lục địa giống như khối lục địa đã tạo ra dãy Himalaya – và có thể ghi lại nguồn gốc của hệ thống kiến tạo mảng toàn cầu tồn tại cho đến ngày nay.
Mô tả siêu lục địa Columbia/Nuna thuộc kỷ nguyên Thái viễn cổ (Hadean) đến kỷ nguyên Nguyên sinh (Proterozoic) trên Trái đất. (Ảnh: the-dialogue)
Kiến tạo mảng bắt đầu khi nào?
Thuyết kiến tạo mảng là một trong những tiến bộ khoa học quan trọng của thế kỷ qua. Nó giải thích cách mà lớp vỏ Trái đất được tạo thành từ những “mảng kiến tạo” đá khổng lồ trôi nổi trên phần bên trong nóng chảy của hành tinh như thế nào, chúng dịch chuyển một cách từ từ di chuyển xung quanh. Những chuyển động này là nguyên nhân gây ra động đất và các dãy núi.
Trái đất là hành tinh duy nhất mà chúng ta biết có mảng kiến tạo. Chuyển động của các mảng dần dần luân chuyển các yếu tố giữa bên trong hành tinh, bề mặt và bầu khí quyển, tạo ra các nguồn tài nguyên và môi trường giúp con người có thể sống được.
Tại một thời điểm nào đó trong quá khứ, quá trình kiến tạo mảng bắt đầu khi Trái đất nguội đi. Tuy nhiên, khi nào điều này đã xảy ra vẫn còn gây tranh cãi. Các niên đại kéo dài ba phần tư lịch sử Trái đất đã được đề xuất, từ kỷ nguyên Thái viễn cổ – Hadean (từ 4,5 tỷ đến 4 tỷ năm trước) đến kỷ nguyên Nguyên sinh – Proterozoic (chưa đầy một tỷ năm trước).
Nhiều niên đại trong số này đến từ các mẫu biệt lập cho thấy sự tồn tại của các ‘mảng kiến tạo’ đơn lẻ. Tuy nhiên, kiến tạo mảng là một hiện tượng toàn cầu trong đó các mảng tương tác với nhau. Các nhà khoa học địa chất thuộc Khoa Trái đất và Môi trường, Đại học Macquarie do Nghiên cứu viên cao cấp Huaiyu Yuan dẫn đầu đã nghiên cứu một trong những tương tác ban đầu này cho biết: đã có một vụ va chạm ở khu vực ngày nay là miền bắc Trung Quốc, trong đó cạnh của một tấm bị đẩy lên trên trong khi cạnh kia bị đẩy xuống.
Kiến tạo mảng Moho nghiêng
Nghiên cứu mới của các nhà khoa học cho thấy quá trình kiến tạo mảng bắt đầu trên toàn cầu từ 2 tỷ đến 1,8 tỷ năm trước. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances, được thực hiện bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế đến từ Trung Quốc, Đức và Úc, do Wan Bo từ Viện Địa chất và Địa vật lý thuộc Viện Khoa học Trung Quốc (IGGCAS) dẫn đầu.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu một khu vực mà các nhà địa chất gọi là khối Ordos, là một phần của miệng núi lửa Bắc Trung Quốc, một phần rất ổn định của lục địa châu Á nằm trên các phần đông bắc Trung Quốc, Mông Cổ và Bắc Triều Tiên.
Vào tháng 4 năm 2019, các nhà khoa học đã triển khai 609 trạm ghi địa chấn đặt cách nhau 500 mét dọc theo một tuyến đường dài 300 km. Bằng cách kết hợp dữ liệu động đất từ các trạm này, các nhà khoa học có thể hình thành một bức tranh chi tiết về vỏ Trái đất ở khu vực này.
Bên dưới thành phố Dongsheng, các nhà khoa học đã tìm thấy một đặc điểm được gọi là Moho nghiêng, trong đó đáy của vỏ Trái đất nghiêng từ độ sâu khoảng 35km đến sâu hơn 50 km trên một khoảng cách nằm ngang chỉ 40 km.
Cấu trúc nghiêng này trông gần giống với những gì được tìm thấy bên dưới dãy núi Himalaya, nhưng nó đã khoảng 2 tỷ năm tuổi.
Siêu lục địa đầu tiên của Trái đất
Mô phỏng mạng lưới toàn cầu về các vụ va chạm cổ đại cho thấy sự hiện diện của siêu lục địa Nuna/Columbia. (Ảnh: Wan và cộng sự)
Tiếp theo, các nhà khoa học đã thu thập bằng chứng địa chấn từ các nghiên cứu khác trên thế giới về các cấu trúc Moho nghiêng tương tự có cùng tuổi. Đặt các quan sát từ sáu lục địa lại với nhau, các nhà khoa học có thể hình thành một bức tranh về sự hình thành của siêu lục địa cổ đại Nuna.
Nuna (đôi khi còn được gọi là Columbia) được cho là đã được tách ra và tạo thành các phần của hầu hết các lục địa tồn tại cho đến ngày nay. Nếu Nuna là siêu lục địa đầu tiên, chúng ta có thể hiểu những va chạm kiến tạo này xảy ra khoảng 2 tỷ năm trước là bằng chứng lâu đời nhất về kiến tạo mảng theo nghĩa toàn cầu. Nếu không có những vụ va chạm như vậy đã xảy ra ở chỗ này hoặc chỗ khác từ rất lâu, thì khả năng kiến tạo mảng đã không trở thành một mạng lưới toàn cầu cho đến thời điểm hiện nay.
Nguồn: NTDVN