CẤU TRÚC và các qúa TRÌNH HÌNH THÀNH đại DƯƠNG

Đại học Quốc gia Hà nội Trường đại học khoa học tự nhiên Joan Brown, Angela Colling, Dave Park, John Phillips, Dave Rothery John Wright Cấu trúc qúa trình hình thành đại dương Người dịch: Trịnh Lê Hà Nhà xuất đại học quốc gia hà nội Mục lục Trang Chương Giới thiệu sách Mở đầu 1.1 Đo vẽ đồ đại dương 1.1.1 Các phương pháp định vị hàng hải 10 1.1.2 Phương pháp đo độ sâu 12 1.2 Đo vẽ địa hình đáy đại dương 15 1.2.1 Đo vẽ độ sâu qua vệ tinh quan 19 1.3 Địa chất vùng đáy biển 23 1.4 Tóm tắt chương 25 Chương Hình thái đáy đại dương 27 2.1 Đặc điểm đáy đại dương 30 2.2 Rìa lục địa 32 2.2.1 Rìa lục địa ổn định 32 2.2.2 Rìa lục địa địa chấn cung đảo 33 2.3 Sống núi đại dương 36 2.3.1 Hình thái sống núi đại dương 36 2.3.2 Mối tương quan tuổi độ sâu sống núi đại 37 dương 2.4 Đứt gãy biến dạng đới nứt vỡ 38 2.5 Đáy sâu đại dương 41 2.5.1 Đồng biển thẳm 42 2.5.2 Các núi ngầm 43 2.5.3 Sự phân bố núi lửa ngầm 44 2.5.4 Các sống núi địa chấn ổn định 2.6 Đo vẽ độ sâu qua vệ tinh trường hợp nghiên cứu cụ 46 46 thể 2.7 Tóm tắt chương Chương Sự tiến hóa đại dương 51 54 3.1 Qúa trình tiến hóa đại dương 55 3.2 Sự đời đại dương 57 3.2.1 Biển Đỏ 58 3.3 Các đại dương lớn 61 3.31 Biển Địa Trung Hải 65 3.4 Tóm tắt chương 66 Chương Cấu tạo hình thành lớp thạch đại 68 dương 4.1 Sự thành tạo lớp thạch đại dương 71 4.1.1 Dung nham dạng gối: Lớp vật chất bên vỏ đại dương 72 4.1.2 Sự hình thành tầng đá núi lửa - ví dụ cụ thể 74 4.1.3 Hoạt động lò macma trục tách dãn 83 4.2 Sự phân đoạn trục tách dãn đại dương 84 4.2.1 Giải thích qúa trình hình thành lớp thạch đại dương 87 4.2.2 Những biến đổi qúa trình tách dãn 89 4.2.3 Những dị thường lớp vỏ 89 4.3 Các núi lửa ngầm đảo núi lửa 91 4.4 Tóm tắt chương 93 Chương Hoạt động thủy nhiệt vỏ đại dương 5.1 Bản chất qúa trình thủy nhiệt 5.1.1 Dòng nhiệt, qúa trình đối lưu thẩm thấu 96 100 101 5.2 Những biến đổi hóa học qúa trình thủy nhiệt 102 5.2.1 Sự biến đổi đất đá 103 5.2.2 Những thay đổi xảy nước biển 106 5.3 Cột khói đen - khả dự báo vấn đề liên quan 108 5.3.1 Cột khói đen ; cột khói trắng dòng thủy nhiệt ấm 109 5.4 Phạm vi hoạt động dòng thủy nhiệt 113 5.4.1 Sự đa dạng hệ thống thủy nhiệt 115 5.4.2 Biến chất thủy nhiệt 117 5.5 Lượng nhiệt chuyển tải qua dòng thủy nhiệt 117 5.6 Sự bay khí hoà tan loại khí khác dung dịch thủy nhiệt 119 5.7 Tóm tắt chương 122 Chương Đại dương cổ biến đổi mực nước biển 6.1 Sự phân bố loại trầm tích 6.1.1 Các nghiên cứu trầm tích cổ hải dương học 6.2 Sự biến đổi mực nước biển 125 125 128 132 6.2.1 Sự biến đổi mực nước biển theo quy mô thời gian khác 134 6.2.2 Sự dâng cao mực nước biển sau băng hà 136 6.2.3 Các dao động mực nước Đệ tứ 137 6.2.4 Sự phát triển lớp băng phủ vùng Nam Cực 142 6.2.5 Khủng hoảng độ muối biển Địa Trung Hải 144 6.2.6 Sự di chuyển đai khí hậu 150 6.2.7 ảnh hưởng qúa trình kiến tạo mảng lên mực nước biển 151 6.2.8 Các thời kỳ biển tiến, biển thoái lớn 152 6.3 Tóm tắt chương Chương Bối cảnh toàn cầu 154 157 7.1 Chu trình toàn cầu 157 7.1.1 Sự biến đổi thành phần chu trình 160 7.1.2 ảnh hưởng biến đổi ngắn hạn 161 7.1.3 Đại dương trạng thái ổn định 162 7.2 Đánh giá tốc độ vài qúa trình 164 7.3 Tóm tắt chương 165 Phụ lục Cột địa tầng 167 Tài liệu tham khảo 168 Hướng dẫn trả lời câu hỏi 169 Giới thiệu sách Đây tập sách nằm tuyển tập Hải dương học viết dạng sách tham khảo đồng thời sách giáo khoa dùng cho khóa học mở rộng dành cho sinh viên Đại học năm thứ ba Trong nội dung sách có sử dụng số kết qủa nghiên cứu thuộc chương trình Hải dương S330 Có thể nói Hải dương học ngành khoa học đa ngành, nhiên nhiều nội dung nghiên cứu không nằm phạm vi vài ngành khoa học thống Vì vậy, người đọc tiếp nhận nhiều kiến thức đọc sách có trình độ hiểu biết địa chất, địa hóa học địa vật lý Các tập sách lại nằm sách chủ yếu vào vấn đề liên quan đến vật lý, hóa học sinh học (và nhiều phụ nhánh liên quan khác) Chương đến chương mô tả qúa trình hình thành đáy đại dương, cấu trúc thành phần lớp vỏ đại dương, đặc điểm rìa lục địa Các đại dương ngày đặc điểm địa chất tức thời chương giải thích lại vậy? Chương sách đề cập đến hình thành mạch nước nóng vùng đáy sâu đại dương hoạt động đối lưu dòng nước biển bị đốt nóng xuyên qua vỏ đại dương Đến năm 1960, tượng điều bí ẩn, phải vài năm sau đó, người ta khẳng định quan trắc Kể từ đó, nhiều người có hội chiêm ngưỡng ảnh đầy ấn tượng cột khói đen sống núi ngầm đại dương Chương trình bày tóm tắt phân bố chung loại trầm tích đáy đại dương cho thấy trầm tích ghi nhận biến đổi mực nước biển khí hậu qúa khứ Cuối chương với nghiên cứu vai trò đại dương phận thiếu chu trình hóa học toàn cầu Trong qúa trình biên soạn sách, số câu hỏi tác giả đưa nhằm giúp bạn đọc phát triển thảo luận, đồng thời kiểm tra lại kiến thức vừa học với phần gợi ý trả lời đặt cuối sách Một số thuật ngữ chuyên ngành quan trọng in chữ đậm bắt đầu giới thiệu hay đề cập đến Chương Mở đầu Ngay từ thời xa xưa, loài người biết khai thác biển để tìm kiếm lợi ích thương mại, kinh tế, vận tải chiến tranh Họ tìm cách chế tạo thuyền biển dựa hình dáng thô sơ thuyền độc mộc chạy sông có từ thời văn minh cổ đại (hình 1.1) Mãi kỷ 15, chuyến hành trình khám phá đại dương cách có quy mô bắt đầu, chuyến thám hiểm nhỏ tạo nên dấu ấn lịch sử ngành Hải dương Đáng ý tuyến hành trình từ Châu Âu, Bắc Phi Trung Đông đến Đại Tây Dương (ĐTD), ấn Độ Dương (AĐD) số tiểu vùng quan trọng phía tây Thái Bình Dương (TBD) người Polinedi Melanedi thực Tuy nhiên, người thám hiểm đại dương lại người Châu Âu mà người Trung Quốc Ngay từ đầu năm 1400 người Trung Quốc có chuyến du hành đường biển tới vùng bờ phía đông Châu Phi trước người Bồ Đào Nha chuyến họ không mục đích tìm kiếm thuộc địa hay thương mại Hình 1.1: Mô hình thuyền độc mộc người Ai Cập cổ đại (khoảng 2000 năm trước công nguyên) dựa theo nguyên mẫu khảo cổ nhà mồ Thebes 1.1 Đo vẽ đồ đại dương Vào kỷ thứ 15, với hưng thịnh thời kỳ Phục Hưng người Châu Âu bắt đầu tiên phong chuyến hành trình dài khám phá đại dương Được bảo trợ qúy tộc giàu có Thái tử Henry, nhà hàng hải người Bồ Đào Nha, chuyến hành trình xuyên đại dương khuyến khích với mục đích cá nhân, đồng thời để tìm đường giao thương Liên tục suốt quãng thời gian kéo dài từ kỷ thứ 15 đến kỷ thứ 18 chuyến thám hiểm Columbus, Magellan, Cook số người khác dẫn đầu Đó người có kiến thức rộng địa lý nắm vững việc sử dụng kỹ thuật biển thời Các chuyến hành trình họ việc tìm kiếm vùng đất nhằm mục đích mở rộng vùng thuộc địa Châu Âu toàn giới Có thể nói, chuyến thám hiểm chuyến đầy nguy hiểm hạn chế phương tiện kỹ thuật hàng hải thiết bị định vị tàu rời khỏi tầm nhìn thấy đất liền Một vài công cụ biển thô sơ thời giúp họ xác định vị trí kinh độ tàu biển mà khả xác định vĩ độ cho dù theo cách đơn giản đồng hồ đo tọa độ congtomet đời vào cuối kỷ thứ 18 Trong bối cảnh đó, đồ đại dương Halley lập năm 1701 (hình 1.2) có ý nghĩa lớn Hình thái Đại Tây Dương xác định đồ Halley không hoàn toàn trùng khớp với vẽ thực trước 200 năm, vị trí đường bờ biểu diễn xác theo kinh độ đường đẳng giác (đường giá trị góc lệch kinh tuyến từ kinh tuyến địa lý) Hình 1.2: Bản đồ đẳng giác Edmund Halley thành lập năm 1701 sở liệu thu thập chuyến hành trình tàu Paramour Pink (1698-1700) Nguồn : Bản đồ người N.J.W Thrower (1972) Maps and Man, NXB Prentice-Hall Hình 1.3: Bản đồ giới Juan de la Cosa thực vào năm 1500 Ông hoa tiêu chuyến thám hiểm thứ hai Columbus Nguồn: bảo tàng hàng hải Mardrid; ảnh Arxiu Mas (b) Dựa vào mối tương quan tuổi - độ sâu, đáy biển độ sâu 5000m có tuổi khoảng 47 triệu năm Nếu phần đáy nằm cách trục 940km tốc độ tách dãn trung bình trục sống núi Tốc độ tách dãn = khoảng tách dãn/tuổi = 940 10 2,0 10 m / năm 2,0cm / năm 47 10 (c) Với tốc độ tách dãn xấp xỉ 2cm/năm, sống núi xếp vào loại tách dãn chậm gần giống với sống núi ngầm ĐTD, sống Calsberg, Central Indian South-west Indian (d) Để trả lời câu hỏi này, cần phải biết khoảng cách đáy biển liền kề thuộc cánh phía bắc đới nứt vỡ so với đoạn sống núi sinh Như biết, độ sâu đáy biển 5500m, dựa vào mối tương quan tuổi - độ sâu, tuổi tương ứng 69 triệu năm Vì tốc độ tách dãn hai cánh đới nứt vỡ gần đồng nên tính toán khoảng tách dãn kéo dài : Khoảng tách dãn kéo dài = tốc độ tách dãn tuổi đáy biển = 2,0 102 69 106 =1,38 106m = 1380km Như vậy, cánh phía bắc đới nứt vỡ kéo dài cách trục sống núi khoảng 1380km, trái lại cánh phía nam đới nứt vỡ kéo dài cách sống núi 940km Tập hợp đoạn sống núi khác khoảng cách hai giới hạn trên: 1380km 940km = 440km Sơ đồ hoàn thiện khu vực thể hình A1 (e) Đường cong biểu diễn mối tương quan tuổi - độ sâu xây dựng từ nhiều nguồn số liệu rời rạc, đường cong bắt đầu chạy thẳng lớp thạch bị suy giảm nhiệt lượng, gây khó khăn cho việc dự đoán xác tuổi theo độ sâu Nếu dựa vào mối tương quan này, kết tính toán bị sai số 10%, tức 5triệu năm vận tốc tách dãn tính (b) sai số 10% Khi so sánh tuổi đáy biển hai cánh đới nứt vỡ thấy nhược điểm đường cong Nếu tuổi ước đoán hai cánh vượt sai số 5triệu năm theo hướng ngược chênh lệch tuổi chúng 10triệu năm tập hợp sống núi vuợt qúa 200km Để khắc phục bất cập cần phải có thêm số liệu dị thường từ khu vực Hình A1 Sơ đồ hoàn thiện hình 2.25 (chỉ sử dụng để trả lời cho câu hỏi 2.13) Chương Câu hỏi 3.1 (a) Đại dương cổ Tethys bắt đầu bị co hẹp từ kỷ Jura (cách khoảng 170 triệu) gần xoay chuyển liên tục hai mảng lục địa Âu-á Châu Phi tới gần tịnh tiến lên phía bắc mảng lục địa ấn Độ Biển Địa Trung Hải biển Đen biển Caspiên phần sót lại đến ngày đại dương cổ Tethys (b) Hình 3.1 cho thấy phần khác Đại Tây Dương bắt đầu tách vào nhiều thời điểm khác Cụ thể phần phía nam ĐTD (khu vực Nam Mỹ Châu Phi) phần trung tâm (nằm Bắc Mỹ Tây Phi) bắt đầu mở rộng giai đoạn từ 170 triệu năm đến 100 triệu năm Phần phía bắc ĐTD (khu vực Greeland Châu Âu) tách muộn giai đoạn từ 100 triệu năm đến 50 triệu năm (c) Theo hình 3.1, AĐD hình thành giai đoạn từ 170 triệu năm đến 100 triệu năm (d) Với giai đoạn từ 170 triệu năm đến 100 triệu năm, lục địa Gondvana bắt đầu có nứt vỡ qúa trình xảy khoảng thời gian cách chừng 100 triệu ĐTD mở phía nam AĐD bắt đầu xuất lục địa Châu Phi tách khỏi Châu úc Châu Nam cực Vào giai đoạn từ 100 triệu năm đến 50 triệu năm, lục địa ấn Độ có di chuyển nhanh phía bắc để sát nhập với phần lục địa Châu Châu úc bắt đầu dịch chuyển xa mảng Nam cực, đại dương Panthalassa bắt đầu bị thu hẹp, phần sót lại Thái Bình Dương (e) Đại Tây Dương ấn Độ Dương tiếp tục mở rộng Sự va đập mảng ấn Độ với mảng Châu hình thành nên dãy Hymalaya Thái Bình Dương tiếp tục bị thu hẹp dọc theo rìa lục địa phía tây có phát triển vòng cung đảo Câu hỏi 3.2 Đỉnh trục quay nằm hai mảng đặt vị trí tương tự hình 2.14 Đối với vùng biển Đỏ, đoạn thung lũng đới trục nằm thẳng hướng với gần song song với hướng kéo dài biển Đỏ (hình 3.3(a), hình 3.4) Do đỉnh trục quay phải nằm vị trí gần với hướng kéo dài đường thẳng dọc theo chiều dài biển Đỏ Phía đông nam khu vực phát triển rộng nên cho qúa trình tách dãn biển Đỏ phía đông nam sau phát triển sang phía tây bắc tốc độ tách dãn khu vực phía đông nam lớn Tốc độ giảm dần tiến phía đỉnh trục đỉnh trục phải nằm phía tây bắc Hiện chưa xác dịnh đứt gãy biến dạng khu vực biển Đỏ, đứt gãy xuất dọc theo đường biên vịnh Aqaba/biển Chết lại có biểu tương tự rìa biến dạng (ranh giới mảng bảo tồn), phải nằm gần trùng khớp với đường cong cung nhỏ xoay quanh đỉnh trục Thực tế, đỉnh trục nằm vị trí Sicily Crete Câu hỏi 3.3 (a) Nếu dựa vào sơ đồ hình 3.6 khó xác định hướng phát triển tuổi hai bên sườn núi Nhưng qua chứng nghiên cứu cụ thể thấy tuổi sườn núi phía đông tăng dần phía nam (52 triệu năm đến 65 triệu năm đến 80 triệu năm), tuổi sườn núi phía tây tăng dần phía bắc (65 triệu năm đến 80 triệu năm) (b) Rõ ràng chúng hình thành trước Quá trình tách dãn dãy núi bắt đầu cách khoảng 35 triệu năm, diễn đối xứng với hướng tách dãn chủ đạo đông bắc tây nam (c) Trục tách dãn sinh lớp vỏ đại dương phía đông sống núi 900 đông phải nằm kéo dài hướng bắc tuổi lớp vỏ mà sinh giảm dần theo hướng Tại người ta tìm thấy lớp vỏ có tuổi trẻ 40-50 triệu năm, điều chứng tỏ bị hút chìm xuống máng sâu Java Câu hỏi 3.4 Vùng đáy phía đông Địa Trung Hải có cấu tạo lớp vỏ đại dương có tuổi già lớp trầm tích bao phủ dày Trái lại vùng đáy biển phía tây có cấu tạo lớp vỏ có tuổi trẻ nhiều Theo nguyên lý chung, lớp vỏ già nằm độ sâu lớn lớp vỏ vùng đáy phía tây có độ cao vùng đáy phía đông Nếu bề mặt biển (bề mặt geoid) thể theo hình dáng đáy đại dương (hình 1.17) phần phía đông bị hạ thấp thực tế điều xảy Câu hỏi 3.5 Hình 3.6 cho thấy chiều rộng dải tuổi trước 45 triệu năm đáy đại dương nằm phía nam ấn Độ lớn so với dải tuổi hình thành sau Điều chứng tỏ tốc độ tách dãn tốc độ chuyển động khối lục địa trước 45 triệu năm diễn nhanh so với sau Câu hỏi 3.6 Tỉ lệ tính toán cách đơn giản nhất, lấy thước đo chiều rộng vùng đáy biển có tuổi từ 0-52 triệu năm hai khu vực sau chia tỉ lệ Kết thu 5:1,5 3,33 Nếu tốc độ tách dãn trung bình hệ thống sống núi ĐTD 2cm/năm tốc độ tách dãn vùng khối nâng đông TBD 3,33 7cm/năm (Chú ý: tốc độ tách dãn tính cho bên sườn, tính chung giá trị phải nhân đôi) Chương Câu hỏi 4.1 Như ta biết tốc độ lan truyền sóng âm môi trường nước khoảng 1,5km/s (mục 1.1.2), nhỏ qua môi trường rắn (hình 4.1) Do vậy, nước tràn vào khe nứt có lớp đất đá nằm đáy biển gây suy giảm tốc độ truyền âm (tốc độ sóng địa chấn) qua khe nứt chứa nước so với qua đá liền khối Câu hỏi 4.2 Đối với vùng tách dãn thuộc sống núi ngầm Đại Tây Dương, tốc độ tách dãn mảng (tốc độ di chuyển mảng so với trục sống núi) 2cm/năm tốc độ thành tạo lớp vỏ đại dương gấp đôi, tức 4cm/năm Với tốc độ này, khoảng tách dãn trung bình mét phải 1/0,04 = 25 năm, điều có nghĩa thành vách dung nham 1m phải 25 năm hình thành Với vùng phía đông Thái Bình Dương có tốc độ tách dãn nhanh gấp lần nên thời gian hình thành vách dung nham nhanh lần, tức trung bình năm lần Nhưng tính chất phân đợt qúa trình phun trào (mục 4.1.2) nên kết qủa xem giá trị trung bình dài hạn, khoảng thời gian giới hạn 100.000 năm lâu Câu hỏi 4.3 (a) Những đứt gẫy lớn nằm hai bên rìa vùng thung lũng, vị trí lớp vỏ đại dương nâng lên để tạo thành vách địa hào phía đông phía tây (b) Những vị trí có khả xuất núi lửa khu vực nằm gần thũng lũng, chẳng hạn vị trí đỉnh Venus Tuy nhiên qua khảo sát thấy toàn vùng đáy thung lũng bị vật liệu núi lửa che phủ Câu hỏi 4.4 Trên hình 4.11(a) quan sát thấy rõ hai lưỡi dung nham dạng gối có lẽ hình thành theo chế giải thích hình 4.4 Các vùng phẳng bao quanh trầm tích, dấu hiệu che phủ gối dung nham Hình 4.11(b) cho thấy bề mặt đáy có cấu tạo số lượng lớn gối dung nham đan xen với mạch trầm tích Hình 4.11(c) khe nứt cắt sâu xuống đáy thung lũng ngang qua chồng gối lava trầm tích Hình 4.11(d) mảnh vụn đá (có thể vỡ vụn gối dung nham) nằm chân thành vách đứt gãy sâu Câu hỏi 4.5 (a) Hình 4.5 cho thấy, có đứt gãy biến dạng xuất vùng sống núi hình vẽ Chiều dài khúc đoạn nằm đứt gãy 11km, 36km, 47km trung bình 31km Hình 4.18 cho thấy trục khối nâng đông Thái Bình Dương bị chia cắt bốn đứt gãy biến dạng tám tâm tách dãn hội tụ Như chiều dài 1000km khối nâng bị chia cắt thành 12 đoạn ngắn đoạn có chiều dài trung bình 83km (b) So sánh kết tính toán thấy đoạn sống núi bị chia cắt từ trục tách dãn nhanh (khối nâng đông Thái Bình Dương) có độ dài lớn so với đoạn sống núi nằm trục tách dãn chậm (sống núi Đại Tây Dương) Tuy nhiên, thông tin thu qúa (chỉ có đoạn núi Đại Tây Dương) để khẳng định kết qủa Trên thực tế, dựa vào khối lượng liệu nhiều hơn, số nhà địa chất biển cho khoảng cách phân đoạn có tăng theo tốc độ tách dãn, không đồng liệu nên kết luận chưa thừa nhận rộng rãi Câu hỏi 4.6 (a) Nếu tất đặc điểm cho có nghĩa tâm tách dãn ổn định trạng thái biến đổi nhẹ quy mô lớn, tức chúng bị xê dịch dao động khoảng cách ngắn so với vị trí cũ theo chu kỳ vài trăm nghìn năm (b) Các mẫu lấy lên từ rìa phía tây tâm tách dãn có nguồn gốc từ lò macma nằm bên khu vực địa hình cao phía nam, mẫu lấy lên từ rìa phía đông có nguồn gốc từ lò macma nằm bên vị trí địa hình cao gần phía bắc Do mẫu không khác nhiều thành phần hóa học khoáng vật Câu hỏi 4.7 áp suất thủy tĩnh thường có xu hướng ngăn cản khí hòa tan thoát khỏi dung nham macma phun trào nước, khí có xu hướng thoát bị nén ép thành bọt khí có kích thước nhỏ chúng hình thành điều kiện khí Sự xả áp đột ngột tích tụ khí áp suất cao gây tác động lớn Chẳng hạn, khối đá dung nham có chứa bọt khí lấy lên từ vùng nuớc sâu phía nam California bất thần nổ tung chuyển lên boong tàu tác động điều kiện nhiệt độ áp suất khí vậy, vùng biển biết đến với tên gọi Núi Ngô Rang Tuy nhiên, bọt khí tìm thấy dung nham ngầm độ sâu 500m nước Tại phần núi lửa ngầm đại dương, dung nham lava dạng gối chiếm ưu so với tro núi lửa Nguyên nhân áp suất thủy tĩnh tầng nước sâu ngăn cản phun nổ chất khí dung nham Đối với trường hợp phun nổ nước, khả xảy bị suy giảm nhiều ảnh hưởng áp suất cao, nhiệt độ sôi nước tăng lên kèm theo qúa trình ngăn cản giãn nở chúng hình thành Chương Câu hỏi 5.1 (a) Độ chênh lệch số đo quan trắc dòng nhiệt theo tuyến cắt ngang trục tách dãn với giá trị tính toán tăng dần tiến gần tới trục sống núi Đường cong lý thuyết xây dựng giả thiết lan truyền nhiệt chủ yếu đường truyền dẫn Nhưng thực tế phương thức lan truyền giải phóng lượng nhiệt nhỏ so với tính toán, chắn phải có lan truyền nhiệt theo qúa trình đối lưu nước biển lớp vỏ (b) Vùng màu đen hình 5.6 thể thiếu hụt nhiệt thất thoát tức độ chênh lệch lượng nhiệt truyền dẫn theo tính toán (đường đứt đoạn) theo đo đạc Giá trị chênh lệch lượng nhiệt thoát khỏi vỏ đại dương đường đối lưu nước biển (c) Cả hai đường đồ thị đường cong lũy tích, tăng dần độ sâu (hình 2.13) giảm dần dòng nhiệt truyến dẫn (hình 5.6) có quan hệ chặt chẽ với qúa trình nguội lạnh mảng thạch (d) Bốn đồ thị hình 5.6 có dạng tương đồng, điều chứng tỏ chế hoạt động đặc trưng cho tất đại dương giới bốn đồ thị, sơ đồ dòng nhiệt quan trắc tính toán có trùng hợp bắt đầu thời điểm 70 triệu năm trở trước (tham khảo hình 2.13) theo quan sát hình 3.6, lớp vỏ đại dương có tuổi chiếm tới gần phần ba tổng diện tích đại dương giới Câu hỏi 5.2 (a) (i) Xét kết qủa phân tích bảng 5.1 cho thấy có hai hợp phần biểu có nguồn gốc từ nước biển xâm nhập vào bazan qúa trình biến chất thủy nhiệt MgO H2O (ii) Xét tương tự, cho thấy có hợp phần có khả bị nước biển chiết tách liên tục khỏi bazan CaO Ngoài ra, có vài dấu hiệu cho thấy phân tách SiO2 K2O khỏi thành phần bazan mức độ khác Kết qủa phân tích bảng 5.1 cho thấy Na2O, TiO2, oxit sắt MnO vừa xâm nhập vào đá vừa di chuyển khỏi đá (xem mục 5.2.2) (b) Đó xuất bề mặt đứt gãy dốc đứng, vách thành đứt gãy sâu gần song song với hướng kéo dài trục hoạt động đứt gãy vùng trục hình thành bề mặt đứt gãy cắt ngang qua trục sống núi qúa trình dịch chuyển ngang đứt gãy biến dạng Nói chung dạng địa hình đặc biệt đứt gãy có chiều cao vài trăm m phần sâu chúng thường lộ dấu vết tầng đá lớp vỏ đại dương (mục 2.4 hình 2.16) Câu hỏi 5.3 (i) Bảng số liệu 5.2(b) cho thấy độ pH dung dịch thủy nhiệt xấp xỉ 4, điều chứng tỏ dung dịch thủy nhệt có nồng độ axit cao nước biển bình thường (pH = 8) (ii) Vì dung dịch thủy nhiệt có chứa nhiều sunfua (ở dạng H2S) sunfat có nồng độ sắt, mangan cao - hai nguyên tố dễ hòa tan môi trường khử nên chúng mang tính khử cao nước biển Câu hỏi 5.4 Nếu theo giả thiết tốc độ hạ thấp bề mặt giới hạn khe nứt 2m/năm phải 2500 năm nước biển xâm nhập xuống tới độ sâu 5km Điều có nghĩa thời gian để tầng đất đá độ sâu 5km co lại hình thành khe nứt tương đương Đó dó, thời gian tồn lò macma hệ thống dòng thủy nhiệt nằm phải nằm khoảng đơn vị nghìn năm (103 năm) trừ trường hợp có bổ sung thêm macma tươi từ sâu xảy khoảng thời gian Câu hỏi 5.5 Nếu dựa vào phân tích dị thường truyền dẫn vùng trục, ta nói biểu dòng nhiệt thấp hoạt động dòng đối lưu dâng trồi Tuy nhiên, khu vực nằm vùng đới trục lại khác, dòng nước biển xâm nhập xuống lớp vỏ mang theo nhiệt lượng từ lớp đất đá mà chúng qua làm chúng nguội khiến dòng nhiệt bị giảm xuống Trường hợp với dòng đối lưu dâng trồi ngược lại, chúng thu nhận nhiệt lượng từ nguồn khác để làm nóng lớp đất đá mà chúng qua khiến dòng nhiệt tăng lên Nhưng phải lưu ý có phần nhiệt lượng bị thất thoát khỏi lớp vỏ mà không theo đường truyền dẫn lý thuyết, chúng tải qua hoạt động đối lưu (trong nước biển) Câu hỏi 5.6 Vận tốc sóng nén địa chấn qua tầng đá biến chất không biến chất lớp vỏ đại dương khác không nhiều Vì thật khó để phân biệt khác tầng đá dựa vào thông tin địa chấn chúng, ví dụ gabro với amphibolit hay đá bazan trẻ với phiến lục Hình 5.9 thể liệu tốc độ sóng nén địa chấn (sóng P), sóng địa chấn biến dạng (sóng S), tốc độ chúng thường xuyên có trùng khớp giống Câu hỏi 5.7 (a) Thay giá trị đại lượng vào công thức 5.1 ta có: F 10 20 1,7 1014 kg / năm 10 (300 2) (b) Lấy tổng khối lượng nước đại dương chia cho tốc độ lưu thông nước biển tính phần (a), ta có : 1,4 10 21 10 năm 1,7 1014 Câu hỏi 5.8 So sánh bảng 5.3 với bảng 5.1 cho thấy qúa trình hydrat hóa (lượng H2O hóa hợp vào đá) hoạt động phong hóa đáy biển xảy yếu so với hoạt động biến đổi thủy nhiệt Trong qúa trình phong hóa đáy biển kali hấp thụ vào thành phần đá; hàm lượng Fe2O3 tăng lên đáng kể so với FeO qúa trình ôxy hóa Nững biến đổi khác (biến đổi thủy tinh, fenpat trầm tích oxit mangan) xảy hoạt động thủy nhiệt nhìn chung rõ ràng bảng 5.3 Câu hỏi 5.9 Hình 5.7 cho thấy, đường đẳng nhiệt có nhiệt độ 3000C gần chập lại với Bề dày lớp vỏ có nhiệt độ thích hợp với điều kiện bền vững khoáng vật clorit lớn nhiều so với bề dày lớp vỏ có nhiệt độ thích hợp với điều kiện bền vững zeolit, mà lượng khoáng vật clorit phân bố tầng đá biến chất đại dương nhiều zeolit Câu hỏi 5.10 6km3/năm = 6109m3/năm Khối lượng đá bazan sinh là: 61092,8103kg/năm, tức 1,71013kg/năm Như vậy, tỷ số trung bình nước/đá là: 1,7 1014 10 : 1,7 1013 Với giá trị tỉ số này, biến đổi lớn không dễ để nhận biết khối lượng đá sinh đơn vị thời gian vùng trục tách dãn nhanh lớn vùng trục có tốc độ tách dãn chậm Do mà tỉ số vùng trục tách dãn chậm lớn vùng trục tách dãn nhanh Hoạt động từ trường dọc theo vùng trục sống núi có phân đoạn cường độ hoạt động dòng thủy nhiệt có biến đổi tương tự Câu hỏi 5.11 (a) Nếu hàng năm có 1014kg nước biển xâm nhập vào lớp vỏ, lượng manhê chiết xuất khỏi nước biển thâm nhập vào đá là: 1300ppm 1014kg = 1,31011kg (b) Như vậy, kết qủa tính toán lượng manhê sông cung cấp cho đại dương hàng năm Các hệ thủy nhiệt chắn phải nguồn sinh kết tủa manhê đại dương nồng độ manhê nước biển gần không bị biến đổi lượng manhê sông mang vào đại dương lượng manhê tham gia vào hệ thống thủy nhiệt hàng năm Câu hỏi 5.12 (a) Sai, qúa trình phong hóa đáy biển diễn khắp phần đáy đại dương có tiếp xúc tầng đá lớp vỏ đại dương với nước biển điều kiện nhiệt độ tầng đáy (b) Điều hoàn toàn bất hợp lý sở khoa học (c) Đúng, tập trầm tích phủ lên lớp vỏ đá phun trào hình thành vùng đỉnh trục sống núi, trầm tích có chứa nhiều sắt, mangan (và số kim loại khác) sản phẩm thoát từ hệ thống mạch phun trào thủy nhiệt (hình 5.4 5.5) Những tập trầm tích hình thành sau phải nằm chồng lên tập trầm tích (d) Điều đôi lúc đôi lúc sai lớp vỏ đại dương khu vực có giao đứt gãy thường bị dãn mỏng, kèm theo suy thoái lò macma xuyên nhập lên phía (chương 4) Sự biến đổi nhiệt độ qua lớp vỏ có bề dày cho trước tương tự Ngoài biến đổi gradien nhiệt độ phụ thuộc vào chất qúa trình hoạt động thủy nhiệt (e) Sai, theo hình vẽ minh họa 5.7, thấy có tầng dung nham lava bị dập vỡ nằm cùng, tức tầng 2A có bão hòa nước biển lạnh, bên tầng này, nước biển đới xâm nhập bắt đầu bị đun nóng hoạt động thuỷ nhiệt (f) Đúng nguồn cung cấp 3He cho đại dương chất khí thoát từ manti vùng trục tách dãn đại dương Mặc dù heli bay không khí hàm lượng nước biển cao kể bị pha trộn với 4H khu vực có tầng đá chứa uran thori Chương Câu hỏi 6.1 (a) Xét cột trầm tích số 283 ta thấy vào giai đoạn Paleocen đầu Eoxen sớm trầm tích hình thành chủ yếu bùn sét Đó kiểu trầm tích đặc trưng cho vùng đới bờ sông tải tái lắng đọng nhiều lần tác động sóng, thủy triều dòng hải lưu Đến Eocen, đặc trưng hải dương khu vực thể rõ độ rộng độ sâu lớn, trầm tích silic sinh học bắt đầu xuất thống trị tầng trầm tích giai đoạn (b) Quan sát cột địa tầng hình vẽ, thấy cột địa tầng số 281 vị trí có lớp phủ trầm tích nằm vỏ lục địa vỏ đại dương ba cột lại (c) Trong bốn cột địa tầng có chứa tầng trần tích cacbonat đại điều phù hợp với xu hướng phân bố loại trầm tích hình 6.1 Tại cột địa tầng nước sâu vị trí khoan số 281 282, tầng trầm tích cacbonat xuất chủ yếu từ Miocen Câu hỏi 6.2 (a) Yếu tố quan trọng có khả làm thay đổi khối lượng nước biển đại dương cân hai trình tan băng tạo băng, đặc biệt vùng cực Trái đất, nơi thường xuyên có lớp băng phủ vùng núi băng (b) Khi nhiệt độ trung bình nước biển tăng lên 10C dẫn đến tăng thể tích khối lượng nước biển đại dương theo hệ số giãn nở 2,110-4 hay 0,021% Nếu lấy độ sâu trung bình đáy đại dương 3,7km (hình 2.4) không tính đến biến đổi diện tích bề mặt (nhìn chung không đáng kể so tổng diện tích bề mặt đáy đại dương giới) nhiệt độ nước biển tăng lên 10C, độ sâu đáy đại dương tăng lên 2,110-4 ảnh hưởng giãn nở nhiệt nước biển đo nước biển dâng lên khoảng gần: 3,7103 2,110-4 = 7,810-1 0,8m Như vậy, loại trừ vai trò tảng băng thay đổi nhiệt độ nước biển toàn cầu dẫn đến biển đổi mực nước biển mức xấp xỉ 1m Giá trị dường ý nghĩa lớn so sánh với độ sâu hàng chục nghìn m đáy đại dương, tính theo đơn vị mm (xem phần nội dung đề cập tiếp theo) biến đổi nhiệt độ nước biển thực yếu tố có vai trò quan trọng (c) Độ sâu mà lớp vỏ đại dương bị hạ thấp xuống qúa trình nguội lạnh bị đẩy khỏi rìa mảng hình thành phụ thuộc vào độ tuổi lớp vỏ (hình 2.13) khoảng cách mà bị đẩy xa sau hình thành Theo đó, lớp vỏ sinh từ vùng trục tách dãn nhanh bị đẩy xa trước bị hạ thấp tới mực độ sâu ổn định Do đó, vùng trục tách dãn nhanh nói chung thường rộng nông so với vùng trục tách dãn chậm, bồn đáy đại dương chứa trở lên nông nước biển lấn sâu vào vùng thềm lục địa (tham khảo thêm phần trả lời câu hỏi 2.10) Câu hỏi 6.3 Theo sơ đồ biểu diễn hình 6.6(a), vòng 70 năm tính từ 1890 đến 1960, mực nước biển dâng từ 20mm đến 150mm Như tổng mực nước dâng 130mm, trung bình năm mực nước biển dâng cao khoảng 1,8 - 1,9mm Câu hỏi 6.4 (a) Xét đường đồ thị (c) hình 6.4 cho thấy vòng 50 năm, độ chênh cao mực nước 65mm với tốc độ dâng trung bình 1,3mm/năm Xét đường đồ thị (d) cho thấy độ dâng cao mực nước vòng 50 năm 100mm tốc độ dâng trung bình 2,0mm/năm So sánh với kết qủa tính phần trả lời câu hỏi 6.3 tốc độ dâng mực nước trường hợp (d) gần tương đương Tuy nhiên, cần lưu ý khác đồ thị hình 6.6 hình 6.7 Hình 6.6 biểu diễn dao động mực nước diễn địa điểm, hình 6.7 biểu diễn dao động mực nước diễn toàn cầu (b) Kể trì tốc độ dâng mực nước mức thấp 1,3mm/năm, đòi hỏi phải liên tục tăng lượng nước lưu trữ hồ chứa lượng nước phục vụ cho hệ thống thủy lợi ảnh hưởng qúa trình nóng lên toàn cầu chắn tác động tới dâng cao không ngừng mực nước biển Tuy nhiên phương pháp can thiệp cách ngăn nước hồ chứa xây dựng công trình thủy nói chung hoàn hảo thực tế lượng nước bốc từ công trình vào bầu khí tăng lên khiến lượng nước bị ngưng tụ vào tạo thành hạt mưa rơi xuống đại dương trở lên dồi Câu hỏi 6.5 Trên hình 6.9 quan sát thấy đai mực nước dâng kéo dài từ vùng biển phía nam nước Anh, qua Bắc Hải vào Hà Lan đến vùng biển phía bắc nước Đức Trong đó, vùng biển bao quanh bán đảo Scandinave, mực nước biển lại có xu hướng hạ thấp Nguyên nhân bán đảo Scandinave giai đoạn nâng lên đẳng tĩnh tan chảy lớp băng phủ bề mặt sau chu kỳ băng hà cuối qúa trình nâng xảy với tốc tộ nhanh so với tốc độ dâng nói chung mực nước ảnh hưởng qúa trình tan băng Câu hỏi 6.6 (a) Giá trị dương 18O tính theo phương trình 6.1 cho biết tỉ số O/ O mẫu phân tích lớn so với mẫu chuẩn Điều có nghĩa hàm lượng 18O mẫu phân tích giàu so với mẫu chuẩn (mẫu chuẩn SMOW) 18 16 (b) Bằng cách suy luận tương tự trên, giá trị 18O âm cho ta biết suy giảm tương đối hàm lượng 18O mẫu phân tích (c) Các sinh vật có cấu tạo phần cứng canxi có xu hướng hấp thụ nhiều 18O chúng sống môi trường nước lạnh Do tỉ số 18O/16O chúng cao so với loài sống môi trường nước ấm điều hiển nhiên dẫn đến tăng cao giá trị 18O loài sống nước lạnh (d) Trong qúa trình bốc hơi, lượng 16O tích tụ nhiều nước khiến cho lượng nước lại chưa bị bốc trở nên nghèo 16O nước bốc Vì vậy, nước băng nghèo 18O nước biển nên giá trị 18O lớp băng phủ vùng cực phải mang giá trị âm Câu hỏi 6.7 (a) Do nhiệt độ nước tầng mặt thường có dao động nhiều so với nhiệt độ nước tầng đáy sâu đại dương, nơi mà nhiệt độ gần xê dịch mức từ đến hai độ so với suốt thời kỳ Đệ tứ Hơn nữa, tỉ số đồng vị ôxy mảnh vụn canxit sinh vật phần phụ thuộc vào tỉ lệ đồng vị 16O tích tụ lớp băng phủ vùng cực, phần phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường nước mà sinh vật sống, ta loại bỏ yếu tố chi phối thứ hai sử dụng tỉ số đồng vị ôxy mảnh vụn sinh vật sống môi trường nước có dao động nhiệt độ nhỏ Đối với loài foraminifera sống bám đáy yêu cầu hoàn toàn thỏa mãn, xét quy mô rộng việc xét tỉ số đồng vị ôxy số loài foraminifera phù du sống vùng vĩ độ cao áp dụng cho mục đích nghiên cứu (b) Dựa vào hình 6.10 tỉ lệ biến đổi tương quan giá trị 18O với chênh lệch mực nước 0,1%o tương ứng với 10m nước, ta suy (i) độ dâng cao mực nước biển sau thời kỳ băng hà cuối khoảng 100m (ii) khoảng thời kỳ biến đổi khí hậu trước khoảng 120m (c) (i) Trong số đợt dâng lên hạ xuống mực nước biển, đợt dao động dao mực nước lớn cuối khác biệt nhiều so với đợt dao động xảy trước (ii) Nói chung, dao động dâng mực nước sau thời kỳ băng hà thường xảy với biên độ lớn với dao động hạ mực nước qúa trình hạ mực nước chủ yếu tích hợp dao động hạ theo xu hướng chung mọt thời gian dài Câu hỏi 6.8 (a) Các dấu hiệu cho thấy có mặt mảnh vụn băng đưa tới xuất trầm tích Oligocen muộn nhiệt độ nước biển bề mặt tương ứng với khoảng thời gian khoảng 70C (b) Những biểu hiệu tụt dốc đột ngột nhiệt độ xảy vào Miocen dược xem lý dẫn đến bước phát triển gia tăng lớp băng phủ Nam cực Câu hỏi 6.9 Nếu khối lượng nước thực bị 3,25103 km3/năm không thay đổi với khối lượng nước ban đầu Địa Trung Hải 3,75106 km3 khoảng thời gian là: 3,75 106 km 1,15 103 năm 3,25 103 km / năm Địa Trung Hải bị khô cạn hoàn toàn Câu hỏi 6.10 Với diện tích bề mặt đáy bị trầm tích muối che phủ cho thể tích lớp muối theo kết qủa vừa tính toán, ta có bề dày lớp muối : 6,5 10 km3 3,25 10 km, 32,5m 10 km2 Câu hỏi 6.11 (a) Phần câu hỏi đặt để chắn bạn đọc hiểu rõ mối quan hệ chung 18O với diễn biến mực nước biển qúa trình liên quan khác: giá trị 18O cao có nghĩa khối lượng băng sông băng lớp băng phủ lớn, mực nước biển bị hạ thấp Khi đó, nhiệt độ trung bình toàn cầu bị giảm xuống (xem mục 6.2.3) khiến tốc độ bốc mặt nước bị suy giảm theo Nhưng điều gần không ảnh hưởng đến qúa trình hình thành trầm tích muối thành tạo chúng liên quan đến qúa trình hạ thấp mực nước biển Địa Trung Hải bị cô lập với nước đại dương khô cạn dần bốc (b) Mỗi đỉnh lên xuống đồ thị liệu thô cho thấy tăng cao giảm xuống khối lượng băng dao động nước biển tương ứng Nói chung dao động dâng hạ mực nước biển toàn cầu thời gian ngắn tạo đợt nước lớn cần thiết để bổ sung thêm nguồn cung cấp nước cho Địa Trung Hải, góp phần tăng độ dày lớp trầm tích muối (c) Quãng thời gian xảy kiện không giống nhau: Trong khoảng thời gian nằm 5,89 triệu năm 5,35 triệu năm quan sát thấy có khoảng 10 đỉnh đồ thị lên xuống Nằm hai mốc thời gian 4,77 triệu năm đến 3,88 năm trước có khoảng 10 đỉnh đồ thị lên xuống Tổng thời gian xảy 10 kiện đầu khoảng nửa triệu năm 10 kiện khoảng 900.000 năm Do vậy, thời gian xảy kiện dao động từ 50.000 đến 100.000 năm Kết qủa nhìn chung tương ứng với thang bậc thời gian hình 6.10 Tuy nhiên, cần lưu ý đến độ phân giải mẫu việc so sánh để tránh sai sót Khoảng cách mẫu hình 6.14 70 cm theo cột trầm tích, tương ứng với thời gian từ 20.000 - 25.000 năm, khoảng cách mẫu hình 6.10 10 cm, ứng với thời gian từ 5.000 - 6.000 năm Như vậy, kết qủa hình 6.10 xử lý chi tiết kết qủa hình 6.14 (d) Thời kỳ khủng hoảng độ muối Messini kéo dài từ 5,5 triệu năm (khi Địa Trung Hải bị cô lập hạ thấp nước biển toàn cầu với qúa trình nâng trồi kiến tạo) đến 4,8 triệu năm (khi gờ chắn nước Gibraltar bị nhấn chìm hoàn toàn), tổng cộng 0,65 triệu năm Tuy nhiên, xen hai giai đoạn thành tạo trầm tích muối, tương ứng với khoảng thời gian từ 5,3 đến 5,2 triệu, điều kiện môi trường biển chiếm ưu (e) Một gờ chắn nước Gibraltar bị phá vỡ hoàn toàn hạ thấp mực nước biển vào thời điểm không đủ khả để cô lập Địa Trung Hải đường nối thông vừa hình thành có độ sâu qúa lớn, ảnh hưởng hoạt động kiến tạo tác động xói mòn nước (f) Trong mục 6.2.4 có đề cập đến phát triển vùng băng Nam cực nơi tích trữ khối lượng băng lớn giới Rất dao động mực nước biển Miocen sau kết qủa biến động khối lượng băng Nam cực Câu hỏi 6.12 Hoàn toàn không Xét chi tiết, phân bố đường đẳng nhiệt hai sơ đồ không giống nhau, thể thu hẹp không đáng kể vùng đới nước ấm nằm xích đạo vĩ độ nhiệt đới (trong giới hạn vùng vĩ độ tới 300 bắc, hình 6.15) giai đoạn băng hà so với phạm vi mở rộng ngày Tuy nhiên, phía bắc, đường đẳng nhiệt sơ đồ qúa khứ có mật độ dày bành trướng phía nam đai hàn đới vĩ độ cao Thực tế, co hẹp xảy đai khí hậu ôn đới đai khí hậu nhiệt đới Câu hỏi 6.13 Nói chung chứng tự nhiên cho thấy ảnh hưởng chi phối theo chiều hướng nói trên, theo chiều ngược lại có: chẳng hạn đợt biển thoái xảy sau thời kỳ băng hà Ocdovic PecmiCacbon diễn lớp băng phủ vùng cực bị co rút lại Qúa trình biển tiến lớn Creta gần mối liên quan tới suy tàn giai đoạn băng hà - qúa trình biển thoái tiếp sau (cách khoảng 70 triệu năm) xâm lấn lớp băng phủ vùng cực gây Tóm lại, đợt biển tiến lớn chắn phải kết qủa qúa trình kiến tạo mảng Câu hỏi 6.14 (a) Điều có nghĩa là, độ cao trung bình mặt đất so với mực nước biển ngày lớn mức phổ biến 20m (b) Nếu toàn số băng Trái đất bị tan chảy thể tích khối lượng nước đại dương tăng lên, điều đồng nghĩa với dâng cao mực nước Khi đó, mực giới hạn độ cao lục địa tự giảm xuống, qúa 60m Đó vì, giới hạn mực độ cao lục địa tự độ cao trung bình mặt đất so mực nước biển (c) Hình 6.15 cho thấy cách 80 - 90 triệu năm, mực nước biển cao từ 300 - 400m Do đó, giới hạn độ cao lục địa tự phải nhỏ nhiều so với nằm mức phổ biến Vào thời kỳ đó, biển nội lục nông có phát triển mở rộng (mục 6.2.7) Câu hỏi 6.15 (a) Đúng bên độ dâng mực nước biển sau thời kỳ băng hà cuối 90m (hình 6.8) uwcs tính dâng cao thêm 60m toàn số băng lại bị tan chảy hoàn toàn (mục 6.2.3) (b) Sai lý biến đổi giới hạn độ cao lục địa tự do, theo tính chất nó, xác định qua chứng gián tiếp, biến thiên bề mặt geoid theo thời gian địa chất xác định cách khái quát theo phân bố lục địa đại dương qúa khứ (c) Sai xét yêu cầu cân đẳng tĩnh (tương tự việc thả mẩu gỗ vào nước) lớp vỏ lục địa mỏng phải có "độ nổi" thấp so với lớp vỏ lục địa dày (câu hỏi 2.2(a), 2.12(d)), giới hạn độ cao tự lớp vỏ mỏng so với mực nước biển phải nhỏ (d) Sai hóa thạch Guembelitria giúp thiết lập lại điệu kiện nước lưu thông quanh Nam cực với phát triển dòng chảy gió bề mặt Hơn nữa, loài sinh vật sống phù du sử dụng kết qủa nghiên cứu cho việc nghiên cứu phát triển dòng chảy sâu (e) Sai, phần cuối mục 6.2.5 biết, trầm tích muối thành tạo nhiều giai đoạn này, lúc Câu hỏi 7.1 Chắc chắn lớp vỏ đại dương bị biến đổi điều khẳng định rõ ràng sau tham khảo chương Bởi qúa trình di chuyển xa trục tách dãn, lượng lớn nguyên tố Mg, K xâm nhập vào lớp vỏ lượng không nhỏ nguyên tố khác lại bị lấy khỏi vỏ, điển Ca Các nguyên tố nhiều nguyên tố khác bị phân bố lại, nhờ mà số nguyên tố có giá trị kinh tế sắt, mangan (hoặc đồng kim loại tạo quặng khác) tách tích tụ lại khu vực nằm gần đáy đại dương với hàm lượng công nghiệp Ngoài ra, lượng nước khổng lồ bị mắc kẹt lớp vỏ hấp thụ khoáng vật ngậm nước khoáng vật sét, zeolit clorit Những biến đổi xảy nhanh lớp vỏ đại dương nằm gần trục tách dãn Câu hỏi 7.2 (a) Với kg nước biển chứa 35g muối hoà tan tổng khối lượng muối có 1,41021 kg nước biển là: 1,4 1021 3510-3kg 51019kg (b) Lượng trầm tích muối Địa Trung Hải chiếm 1018 100% 8% tổng khối lượng muối có đại dương giới 1019 Câu hỏi 7.3 a) Ta có: 51016km3 = 501015m3 suy khối lượng nước biển tương đương với 501015m3 5010151025kg = 5,1251019 kg = 5,11019kg Với tổng khối lượng nước đại dương 1,41021kg, ta có tỉ lệ khối lượng nước di chuyển băng hà gây : 5,1 1019 100% 3,6% 1,4 10 21 (b) Trong thời kỳ đại băng hà, lượng nước đại dương bị giảm đi, khả độ mặn trung bình nước biển tăng lên cao điều hoàn toàn Câu hỏi 7.4 (a) Khi nguồn canxi hòa tan theo sông đổ vào đại dương trạng thái cân bị giảm lượng canxi bị lấy khỏi nước biển bị giảm tiếp tục tăng đường khác Có nhiều cách khác để lượng canxi nước biển không bị giảm, việc giảm bớt lượng canxi mà sinh vật hấp thụ để tạo lớp vỏ khung xương canxi; thứ hai tăng lượng hoà tan CaCO3 kết tủa sinh học; thứ ba tăng lượng canxi có nguồn gốc từ hoạt động thủy nhiệt (b) Nếu lượng manhê xâm nhập vào đại dương trạng thái tăng lên lượng manhê bị lấy khỏi nước biển tăng lên Sự tăng cao hàm lượng manhê lỗ hổng chứa nước bên lớp trầm tích dẫn đến việc giải phóng lượng lớn manhê phản ứng xảy qúa trình tạo đá (hình 7.2); lượng lớn manhê khác bị chu trình thủy nhiệt di chuyển khỏi nước biển Câu hỏi 7.5 Thời gian để nước biển xâm nhập xuống độ sâu 1m lớp vỏ 1m 1,67 10 s 10 ms Tức khoảng 19 ngày, tương đương với vận tốc nước khoảng 5cm/ngày, giá trị gần với tốc độ dự đoán đới xâm nhập hệ thống thủy nhiệt khái quát mục 7.2 Câu hỏi 7.6 Nếu so sánh nồng độ canxi có dung dịch thủy nhiệt dung dịch nước sông ta thấy dung dịch thủy nhiệt có nồng độ canxi cao nhiều (mặc dù số liệu cụ thể, dựa vào độ mặn nước sông ta đoán điều này) Chính mà với lượng nhỏ dung dịch có chứa hàm lượng canxi cao tạo nguồn cung cấp canxi đáng kể so với lượng lớn dung dịch có hàm lượng qúa thấp [...]... tương đương với rìa mảng thành tạo và rìa mảng phá hủy được mô tả trên hình 2.1 và hình 2.2? 5 Hệ thống các rìa thành tạo hay nói cách khác, hệ thống các trục tách dãn đáy biển là tiền thân của các gờ sống núi đại dương Đó là các dải sống núi trải dài liên tục qua tất cả các đại dương lớn trên thế giới và là nơi lớp thạch quyển đại dương sinh ra 6 Đa số các máng sâu đại dương và vòng cung đảo (phần lớn... phiên liên tục giữa qúa trình thuận từ và nghịch từ là nguyên nhân hình thành các dải sọc từ song song với hướng phát triển của các rìa thành tạo trên đáy đại dương Dựa vào những biến đổi đảo từ, người ta có thể xác định được tuổi tương đối của vỏ đại dương và so sánh thời gian hình thành của trục tách dãn đáy biển trong các đại dương khác nhau 8 Rất ít khi có thể tìm thấy vỏ đại dương có tuổi già hơn... trong phần lớn các đại dương Điều đó chứng tỏ các đại dương ngày nay có tuổi trẻ hơn rất nhiều so với tuổi của trái đất (4.600 triệu năm) và chúng không ngừng bị biến đổi bởi nhiều nguyên nhân khác nhau: (a) Những thay đổi về hình dạng và kích thước đại dương do qúa trình di chuyển của các mảng Ngày nay, ấn Độ Dương (AĐD) và Đại Tây Dương (ĐTD) vẫn liên tục được mở rộng bởi hoạt động của các trục tách... sóng và biên độ sóng của bề mặt geoid thể hiện trên hình1 .17? Chương 2 Hình thái đáy đại dương Với các sinh viên trong một số ngành khoa học trái đất hiện đại chưa được làm quen với khái niệm về kiến tạo mảng và sự tách dãn đáy biển, thì việc tìm hiểu các sơ đồ trên hình 2.1 và 2.2 sẽ rất khó khăn đối với họ Hình 2.1: Sơ đồ phân bố của các mảng thạch quyển, sống núi đại dương, máng sâu đại dương và vị... nhưng không có qúa trình hút chìm Riêng đối với Thái Bình Dương (TBD) thì ngược lại, càng ngày TBD càng bị thu hẹp do tốc độ các qúa trình hút chìm xảy ra nhanh hơn qúa trình tách dãn Nếu tính theo thang tuổi địa chất thì các qúa trình di chuyển này xảy ra với tốc độ khá lớn, trung bình có thể đạt tới vài cm/năm như trên ví dụ hình 2.1 (b) Những biến đổi về độ sâu của đáy đại dương do các các hoạt động... 2.3.2) hoặc (ii) sự tích tụ và trầm đọng của trầm tích lục nguyên, hoặc (iii) sự xói mòn và hình thành các canhon ngầm do tác động của dòng bùn hoặc (iv) sự cân bằng đẳng tĩnh Hình 2.3 (a) Qúa trình phun trào của các vật chất manti từ quyển mền tại trục sống núi đại dương là nguồn gốc sinh thành ra lớp thạch quyển đại dương mới Do các chuyển dịch ngang xảy ra trong quá trình này, nhiệt độ nóng chảy... Bảng 2.1: Các thông số đặc trưng của đáy đại dương Đại dương Thái Bình Dương Diện tích (106km2) đại Đại Tây Dương ấn Độ Dương Đại dương thế giới dương 180 107 74 361 Diện tích vùng không bị ngập nước (106km2) 19 69 13 101 9.5 1.6 5.7 3.6 Độ sâu trung bình (m) 3940 3310 3840 3730 Phần trăm diện tích (%) của thềm và sườn lục địa (so với tổng diện tích) 13.1 19.4 9.1 15.3 Tỉ lệ diện tích phần đại dương bị... trung ở Thái Bình Dương) là nơi mảng đại dương bị hút chìm và chui xuống manti Sự hình thành của dãy núi cao Ampine - Himalayan có thể coi là bằng chứng về sự xung đột giữa các mảng lục địa và các pha hút chìm mới xảy ra gần đây tính theo thang tuổi địa chất (trong vòng khoảng 150 triệu năm) 7 Cứ sau vài trăm nghìn năm đến vài triệu năm, các cực từ trường của trái đất lại bị đảo và qúa trình này liên... cả các đại dương lớn trên thế giới và hệ thống các máng sâu (đặc biệt là ở TBD) Dọc theo trục sống núi (còn gọi là trục tách dãn), thạch quyển đại dương mới liên tục được hình thành và bị đẩy ra xa trục Sau đó, chúng sẽ lần luợt bị cuốn xuống dưới quyển mềm khi tiến tới gần vị trí các máng sâu do sức căng bề mặt trái đất bị níu nghiêng thành đới hút chìm Nằm xen giữa trục sống núi và máng sâu là các. .. chính là độ sâu của các đại dương và giá trị độ sâu trung bình của tất cả đại dương lớn thế giới được đề cập trong bảng 2.1 Hình 2.5 là sơ đồ mặt cắt địa chấn kéo dài từ phía nam ĐTD tới Nam Mỹ (tham khảo thêm hình 1.11), trên đó thể hiện đầy đủ các dạng địa hình chiếm diện tích lớn (xem bảng 2.1) Trong các mục tiếp theo, chúng tôi sẽ có sự mô tả kỹ hơn từng yếu tố địa hình trên đáy đại dương, bắt đầu từ ... diễn biến qúa trình tách dãn đáy biển hình thành lớp vỏ đại dương 2.3 Sống núi đại dương Các sống núi đại dương xem đặc điểm địa hình quan trọng đáy đại dương nơi hình thành lớp vỏ đại dương -... yếu tố địa hình đáy đại dương, rìa lục địa Bảng 2.1: Các thông số đặc trưng đáy đại dương Đại dương Thái Bình Dương Diện tích (106km2) đại Đại Tây Dương ấn Độ Dương Đại dương giới dương 180 107... nhánh liên quan khác) Chương đến chương mô tả qúa trình hình thành đáy đại dương, cấu trúc thành phần lớp vỏ đại dương, đặc điểm rìa lục địa Các đại dương ngày đặc điểm địa chất tức thời chương