NGHIÊN CỨU VỀ HỌC THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG

Nghiên cứu Học thuyết kiến tạo mảng. Bộ môn Địa chất đại cương.

I.THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG Các mảng kiến tạo giới vẽ vào nửa sau kỷ 20 QUÁ TRÌNH DI CHUYỂN CỦA CÁC MẢNG LỤC ĐỊA Kiến tạo mảng (tiếng Anh: plate tectonics; tiếng Hy Lạp: τέκτων tektōn, nghĩa "người xây dựng", "thợ nề") mô tả chuyển động quy mô lớn thạch Trái Đất Học thuyết hoàn thiện quan niệm trước trôi dạt lục địa Alfred Wegener đề xuất thập niên đầu kỷ 20 tách giãn đáy đại dương thập niên 1960 Phần Trái Đất cấu tạo thạch nằm mềm bên Thạch bao gồm vỏ Trái đất phần manti Quyển mềm thuộc manti trạng thái rắn, có độ nhớt ứng suất cắt tương đối thấp nên chảy giống chất lỏng xét theo thời gian địa chất Phần sâu manti bên mềm cứng chịu áp suất lớn Thạch bị vỡ thành mảng kiến tạo chúng trượt mềm Các mảng di chuyển tương theo ba kiểu ranh giới mảng: hội tụ hay va chạm; tách giãn, gọi trung tâm tách giãn; chuyển dạng Các trận động đất, hoạt động núi lửa, hình thành dãy núi, rãnh đại dương xuất dọc theo ranh giới Sự dịch chuyển sang bên mảng vào khoảng 50–100 mm/năm Các mảng kiến tạo cách 200 triệu năm II SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỌC THUYẾT CÁC MẢNG KIẾN TẠO CỦA THẠCH QUYỂN Vào cuối kỷ 19 đầu kỷ 20, nhà địa chất cho đặc điểm Trái Đất cố định, phần lớn đặc trưng địa chất dãy núi chuyển động thẳng đứng lớp vỏ theo học thuyết địa máng Các quan sát trước từ năm 1596 cho bờ biển đối diện Đại Tây Dương, hay xác rìa thềm lục địa, có hình dạng tương tự dường khít vào Từ đó, số học thuyết đề xuất để giải thích tương hợp biểu kiến này, việc cho Trái Đất thể rắn làm xuất nhiều vấn đề khó giải thích Việc phát radi đặc điểm tỏa nhiệt vào năm 1896 dẫn tới xét lại tuổi biểu kiến trái đất, trước tuổi Trái Đất xác định tốc độ nguội lạnh bề mặt Trái Đất xạ giống vật thể đen Các tính toán ngụ ý rằng, chí Trái Đất bắt đầu nhiệt xạ đỏ, giảm nhiệt độ xuống sau vài triệu năm Cùng với hiểu biết nguồn nhiệt mới, nhà khoa học có lý tuổi Trái Đất lớn cách đáng tin cậy, lõi đủ nóng để thể lỏng Thuyết kiến tạo mảng kế thừa từ giả thuyết trôi dạt lục địa Alfred Wegener đề xuất năm 1912 mở rộng sách xuất năm 1915 ông có tên gọi Nguồn gốc lục địa đại dương Ông đề xuất lục địa có thời hình thành nên lục địa lớn bị tách ra, điều làm giải phóng lục địa từ nhân Trái Đất so sánh chúng với "các tảng băng" granit có mật độ thấp biển bazan đặc Nhưng chứng chi tiết lực tác động đủ để gây chuyển động, học thuyết nói chung không chấp nhận rộng rãi: Trái Đất có vỏ rắn lõi lỏng, dường không cách để lớp vỏ Trái Đất di chuyển Giới khoa học sau ủng hộ học thuyết nhà địa chất người Anh, Arthur Holmes, đề xuất vào năm 1920 Theo đó, mối nối mảng nằm biển đề xuất năm 1928 Holmes cho dòng đối lưu manti lực gây chuyển động Chứng mảng thạch di chuyển xuất với phát hướng từ trường biến đổi đá có tuổi khác nhau, lần nêu hội nghị Tasmania năm 1956 Đầu tiên học thuyết hóa thành thuyết vỏ Trái Đất giãn rộng, hợp tác nghiên cứu sau phát triển thành học thuyết kiến tạo mảng, giải thích tách giãn kết trồi lên loại đá mới, không làm cho Trái Đất giãn nở thêm có mặt đới hút chìm đứt gãy tịnh tiến bảo toàn Đây thời điểm mà học thuyết Wegener nhà khoa học chấp nhận mặt tổng quát Các công trình bổ sung liên đới tách giãn đáy đại dương đảo cực từ trường Harry Hess Ron G Mason thực xác định chế xác để giải thích cho trồi lên loại đá Sau công nhận dị thường từ gồm dải từ hóa tương tự chạy song song đối xứng đáy biển hai phía sống núi đại dương, kiến tạo mảng nhanh chóng chấp nhận rộng rãi Các tiến đồng thời công nghệ chụp ảnh địa chấn thời kỳ đầu xung quanh đới Wadati-Benioff với quan sát địa chất khác làm cho kiến tạo mảng trở thành học thuyết có sức mạnh phi thường dự đoán giải thích hợp lý Nghiên cứu đáy đại dương sâu có tác động quan trọng phát triển học thuyết; lĩnh vực địa chất biển thuộc vùng biển sâu phát triển vào thập niên 1960 Học thuyết kiến tạo mảng phát triển vào cuối thập niên 1960 hầu hết nhà khoa học ngành khoa học Trái Đất chấp nhận Học thuyết góp phần phát triển khoa học Trái đất, giải thích tượng địa chất ảnh hưởng đến nghiên cứu cổ địa lý học cổ sinh học III.CÁC NGUYÊN TẮC CHÍNH Các lớp bên Trái Đất chia thành thạch mềm Việc phân chia dựa khác biệt đặc điểm học phương thức truyền nhiệt chúng Về mặt học, thạch lạnh cứng hơn, mềm nóng dễ chảy Về mặt truyền nhiệt, thạch nhiệt truyền nhiệt mềm truyền nhiệt đối lưu có gradien nhiệt độ gần đoạn nhiệt Sự phân chia không nên lẫn lộn với phân chia mặt hóa học lớp thành manti (bao gồm mềm phần manti thạch quyển) lớp vỏ: phần manti phần thạch quyển mềm thời điểm khác nhau, tùy thuộc vào nhiệt độ áp suất Nguyên tắc chủ yếu kiến tạo mảng thạch tồn mảng kiến tạo tách rời riêng biệt, trôi dạt mềm gần chất lưu (chất rắn nhớt đàn hồi) Sự chuyển động mảng vào khoảng 10-40 mm/năm (Sống núi Đại Tây Dương; nhanh phát triển móng tay) khoảng 160 mm/năm (mảng Nazca; tốc độ mọc tóc) Các mảng kiến tạo gồm phần thạch quyển manti phần nằm phủ bên hai kiểu vật liệu lớp vỏ: lớp vỏ đại dương (hay sima từ ghép silic magiê) lớp vỏ lục địa (hay sial từ ghép silic nhôm) Thạch đại dương trung bình dày khoảng 100 km]; bề dày phản ảnh tuổi nó: theo thời gian lạnh dần trở nên dày Do hình thành từ sống núi đại dương tách giãn hai phía, bề dày dùng để đo đạc khoảng cách từ vị trí chúng đến sống núi đại dương Thạch đại dương phải di chuyển khoảng cách định trước bị hút chìm, độ dày thay đổi khoảng từ km sống núi đại dương đến 100 km đới hút chìm; tùy thuộc vào khoảng cách di chuyển ngắn hay dài hơn, mà bề dày đới hút chìm (tính trung bình) mỏng hay dày Thạch lục địa điển hình dày khoảng 200 km , thay đổi bồn địa, dãy núi, bên cổ ổn định lục địa Hai kiểu lớp vỏ có bề dày khác nhau, lớp vỏ lục địa dày lớp vỏ đại dương (35 km so với km lớp vỏ đại dương) Nơi hai mảng gặp gọi ranh giới mảng, ranh giới mảng thường liên quan đến hoạt động động đất tạo thành dạng địa dãy núi, núi lửa, sống núi đại dương rãnh đại dương Các hoạt động núi lửa xuất dọc theo ranh giới m ảng, ranh giới mảng hoạt động mạnh biết đến nhiều vành đai lửa Thái Bình Dương mảng Thái Bình Dương Các ranh giới nêu chi tiết mục sau Các mảng kiến tạo bao gồm lớp vỏ lục địa hay lớp vỏ đại dương, hai Ví dụ, mảng châu Phi bao gồm lớp vỏ lục địa phần đáy biển Đại Tây Dương Ấn Độ Dương Sự phân chia lớp vỏ đại dương lớp vỏ lục địa dựa chế hình thành chúng Vỏ đại dương hình thành trung tâm tách giãn đáy biển vỏ lục địa hình thành từ hoạt động cung núi lửa từ lớn dần địa thể từ trình kiến tạo; số dạng địa thể chứa chuỗi ophiolit, mảnh vỏ đại dương, chúng xem phần lục địa chúng thoát khỏi chu trình chuẩn hình thành trung tâm tách giãn hút chìm bên lục địa Vỏ đại dương nặng vỏ lục địa chúng khác thành phần cấu tạo vỏ đại dương chứa silic nhiều nguyên tố nặng ("mafic") so với vỏ lục địa ("felsic") Như kết phân tầng theo tỷ trọng, vỏ đại dương thường nằm bên mực nước biển (hầu hết mảng Thái Bình Dương mực nước biển), vỏ lục địa cao mực nước biển (xem đẳng tĩnh giải thích nguyên lý này) IV.CÁC MẢNG KIẾN TẠO CHÍNH Việc xác định ranh giới mảng giúp người ta phân chia vỏ thạch Trái Đất thành mảng kiến tạo chính:  Mảng châu Phi gồm toàn châu Phi – mảng lục địa  Mảng Nam Cực gồm toàn châu Nam Cực - mảng lục địa  Mảng Ấn-Úc, phần phân chia mảng Ấn Độ mảng Australia  Mảng Á-Âu gồm toàn châu Á châu Âu - mảng lục địa  Mảng Bắc Mỹ gồm toàn Bắc Mỹ đông bắc Siberi - mảng lục địa  Mảng Nam Mỹ gồm toàn Nam Mỹ - mảng lục địa  Mảng Thái Bình Dương gồm toàn Thái Bình Dương – mảng đại dương Bên cạnh có mảng nhỏ mảng Ả Rập, mảng Caribe, mảng Juan de Fuca, mảng Cocos, mảng Nazca, mảng Philippin mảng Scotia LƯỢC ĐỒ CÁC MẢNG KIẾN TẠO Mảng châu Phi   Mảng châu Phi, có màu cam hồng đồ Mảng châu Phi mảng kiến tạo bao gồm lục địa châu Phi lớp vỏ đại dương nằm châu lục sống đại dương khác bao quanh Mặt phía tây mảng châu Phi ranh giới phân kỳ với mảng Bắc Mỹ phía bắc mảng Nam Mỹ phía nam hợp thành phần trung tâm phần phía nam sống núi Đại Tây Dương Mảng châu Phi có ranh giới phía đông bắc với mảng Ả Rập, phía đông nam với mảng Ấn-Úc, phía bắc mảng Á-Âu mảng Anatolia, phía nam mảng Nam Cực Tất ranh giới ranh giới phân kỳ hay tách giãn với ngoại lệ ranh giới phía bắc với mảng Á-Âu (trừ phần ngắn gần quần đảo Azores Đại Tây Dương lũng hẹp Terceira) Mảng châu Âu bao gồm vài khối lục địa hay cổ, khối lục địa cổ ổn định chứa loại đá cổ, hợp lại để tạo lục địa châu Phi thời gian tổ hợp siêu lục địa Gondwana khoảng 550 triệu năm trước (Ma) Theo thứ tự từ phía nam tới phía bắc cổ Kalahari, Congo, Sahara cổ Tây Phi Mỗi cổ lại chia tiếp thành khối nhỏ hay địa thể, ráp nối dọc theo vành đai kiến tạo sơn tiền-Gondwana Mảng châu Phi đẩy xa phần phía đông dọc theo lũng hẹp Đông Phi Đới lũng hẹp chia tách tiểu mảng Nubia phía tây khỏi tiểu mảng Somalia phía đông Một giả thuyết đề xuất dâng lên khối mácma dạng lông chim lớp phủ phía khu vực Afar, giả thuyết ngược lại cho tách giãn đơn khu vực có độ suy yếu lớn mảng châu Phi bị biến dạng phần mảng phía đông chuyển động nhanh phía bắc Tốc độ dịch chuyển mảng châu Phi ước tính khoảng 2,15 cm/năm Nó chuyển động khoảng 100 triệu năm qua, theo hướng hướng đông bắc Điều đưa lại gần mảng Á-Âu, tạo hút chìm lớp vỏ đại dương bên lớp vỏ lục địa (chẳng hạn phần trung đông Địa Trung Hải) Tại miền tây Địa Trung Hải, chuyển động tương đối hai mảng Á-Âu châu Phi tạo kết hợp lực nén ép bên, tập trung khu vực gọi đới phay Azores-Gibraltar Dọc theo rìa phía đông bắc nó, mảng châu Phi có giới hạn lũng hẹp Hồng Hải mảng Ả Rập chuyển động xa khỏi mảng châu Phi.Điểm nóng New England Đại Tây Dương có lẽ tạo dãy ngắn núi ngầm có niên đại từ tới cuối kỷ Đệ Tam mảng châu Phi dường không hoạt động 2.Mảng Nam Cực   Mảng Nam Cực, phần màu lam sẫm đồ Mảng Nam Cực mảng kiến tạo che phủ lục địa Nam Cực trải dài nằm đại dương bao quanh Mảng Nam Cực có ranh giới với mảng kiến tạo mảng Nazca, mảng Nam Mỹ, mảng châu Phi, mảng Ấn-Úc, mảng Scotia có ranh giới kiểu ranh giới phân kỳ với mảng Thái Bình Dương tạo thành sống đại dương Thái Bình Dương-Nam Cực Mảng Nam Cực có diện tích khoảng 16,9 triệu km² (khoảng 6,528 triệu dặm vuông Anh) Nó mảng kiến tạo có diện tích lớn hàng thứ giới.Chuyển động mảng Nam Cực ước tính khoảng cm/năm phía Đại Tây Dương 3.Mảng Ấn-Úc   Mảng Bắc Mỹ, phần màu nâu đồ Mảng Bắc Mỹ mảng kiến tạo che phủ phần lớn Bắc Mỹ, Greenland số phần Siberi thuộc Nga Nó kéo dài phía đông tới sống núi Đại Tây Dương phía tây tới dãy núi Chersky miền đông Siberi Mảng kiến tạo bao gồm vỏ lục địa vỏ đại dương Phần bên khối đất lục địa bao gồm lõi granit lớn gọi cổ Dọc theo phần lớn rìa cổ mảnh vật liệu lớp vỏ gọi địa thể, phát triển dần lên xung quanh cổ tác động kiến tạo khoảng thời gian địa chất dài Người ta cho phần lớn dãy núi Rocky miền tây Bắc Mỹ hợp thành địa thể 6.Mảng Nam Mỹ   Mảng Nam Mỹ, có màu tím tía đồ Mảng Nam Mỹ mảng kiến tạo che phủ lục địa Nam Mỹ trải dài phía đông tới sống núi ngầm Đại Tây Dương Mặt phía đông mảng ranh giới phân kỳ với mảng châu Phi tạo thành phần phía nam sống núi Đại Tây Dương Mặt phía nam ranh giới phức tạp với mảng Nam Cực mảng Scotia Mặt tây ranh giới hội tụ với mảng Nazca bị hút chìm Mặt phía bắc ranh giới với mảng Caribe Tại điểm nối ba Chile Taitato - bán đảo Tres Montes sống đại dương dốc Chile chìm lún xuống mảng Nam Mỹ Những phần lại mảng Farallon, mảng Cocos mảng Nazca chìm lún xuống phía rìa phía tây mảng Nam Mỹ Sự chìm lún nguyên nhân nâng lên dãy núi Andes tạo núi lửa dọc theo dãy núi Người ta suy đoán chìm lún mảng Cocos Nazca chuyển động theo hướng tây mảng Nam Mỹ buộc mảng Caribe Scotia đầu kết thúc phía bắc phía nam phải chịu nén ép xung quanh Cả hai chia sẻ hình dáng tương tự chìm lún dọc theo ranh giới phía đông chúng Chúng cho khu vực núi lửa cổ đại hình thành từ mảng Farallon, với lớp vỏ chúng dầy để chìm lún xuống mảng Nam Mỹ Cũng có chứng cho thấy mảng Nam Mỹ tiếp tục chuyển động phía bắc với tốc độ chậm 7.Mảng Thái Bình Dương   Mảng Thái Bình Dương có màu vàng nhạt đồ Mảng Thái Bình Dương mảng kiến tạo đại dương nằm Thái Bình Dương.Về phía bắc mặt phía đông ranh giới phân kỳ với mảng Explorer, mảng Juan de Fuca mảng Gorda tạo sống đại dương tương ứng sống đại dương Explorer, sống đại dương Juan de Fuca sống đại dương Gorda Ở đoạn mặt đông ranh giới biến dạng với mảng Bắc Mỹ dọc theo phay San Andreas ranh giới với mảng Cocos Ở phía nam mặt đông ranh giới phân kỳ với mảng Nazca tạo thành dốc Đông Thái Bình Dương.Mặt nam ranh giới phân kỳ với mảng Nam Cực tạo thành sống đại dương Thái Bình Dương-Nam Cực.Mặt phía tây ranh giới hội tụ chìm lún xuống phía mảng Á-Âu phía bắc mảng Philippin đoạn tạo rãnh Mariana Tại phía nam mặt này, mảng Thái Bình Dương có ranh giới phức tạp nói chung hội tụ với mảng Ấn-Úc, chìm lún xuống phía phía bắc New Zealand tạo thành rãnh Tonga rãnh Kermadec Phay Alpine đánh dấu ranh giới biến dạng hai mảng xa phía nam mảng Ấn-Úc lại chìm lún xuống phía mảng Thái Bình Dương tạo rãnh Puysegur Phần Zealandia phía đông ranh giới khối lớp vỏ lục địa lớn mảng Thái Bình Dương Mặt phía bắc ranh giới hội tụ chìm lún xuống phía mảng Bắc Mỹ tạo thành rãnh Aleut tương ứng với quần đảo Aleut.Mảng Thái Bình Dương chứa điểm nóng tạo thành quần đảo Hawaii V.CÁC KIỂU RANH GIỚI MẢNG Ba kiểu ranh giới mảng 1-Quyển mềm; 2-Thạch quyển; 3-Điểm nóng; 4-Vỏ đại dương; 5-Mảng hút chìm; 6Vỏ lục địa; 7-Đới tách giản lục địa; 8-Ranh giới hội tụ; 9-Ranh giới phân kỳ; 10-Ranh giới chuyển dạng; 11-Núi lửa dạng khiên; 12-Sống núi đại dương; 13Ranh giới mảng hội tụ; 14-Núi lửa dạng tầng; 15-Cung đảo núi lửa; 16-Mảng 17Quyển mềm; 18-Rãnh đại dương Có ba kiểu ranh giới mảng đặc trưng cho phương thức chuyển động tương đối chúng Các kiểu liên quan đến tượng xảy mặt đất Các kiểu ranh giới khác là: -Ranh giới chuyển dạng xuất mảng trượt tương đối theo mặt phẳng nằm ngang dọc theo đứt gãy chuyển dạng Chuyển động tương đối hai mảng phay ngang trái (sang bên trái phía người quan sát) phay ngang phải (sang bên phải phía người quan sát) Đứt gãy San Andreas California ví dụ ranh giới loại -Ranh giới phân kỳ xuất nơi mà hai mảng di chuyển xa Các sống núi đại dương (như sống núi Trung Đại Tây Dương) đới có hoạt động tách giãn (như thung lũng tách giãn Lớn châu Phi) ví dụ kiểu ranh giới -Ranh giới hội tụ (hay rìa chủ động) xuất hai mảng trượt phía tạo thành đới hút chìm (nếu mảng chui xuống mảng kia) va chạm lục địa (nếu hai mảng vỏ lục địa) Các rãnh đại dương sâu thường liên quan đến đới hút chìm Các phiến hút chìm mang theo khoáng vật chứa nước, chúng giải phóng nước bị nung nóng; lượng nước sau làm cho manti chảy lỏng để tạo hoạt động núi lửa Các ví dụ dãy núi Andes Nam Mỹ cung núi lửa Nhật Bản Ranh giới mảng chuyển dạng John Tuzo Wilson nhận ma sát mảng trượt qua cách đơn giản Thay thế, ứng suất tạo hai mảng đạt tới mức vượt qua ngưỡng sức căng đá hai mặt đứt gãy tích lũy giải phóng dạng sức căng Sức căng mang yếu tố tích lũy và/hoặc tức thời tùy thuộc vào tính lưu biến đá; lớp vỏ dễ dát mỏng bên manti tích lũy biến dạng từ từ qua ứng suất cắt phần vỏ bên giòn dễ tạo thành đứt gãy, giải phóng áp lực tức thời gây chuyển động dọc theo đứt gãy Bề mặt dễ dát mỏng đứt gãy giải phóng mức độ sức căng lớn Năng lượng giải phóng từ ứng suất sức căng gây nên trận động đất, tượng phổ biến dọc theo ranh giới chuyển dạng Ví dụ điển hình loại ranh giới đứt gãy San Andreas bờ biển phía tây Bắc Mỹ, phần hệ thống đứt gãy phức tạp khu vực Ở đây, mảng Thái Bình Dương di chuyển hướng tây bắc mảng Bắc Mỹ di chuyển hướng đông nam Các ví dụ khác đứt gãy Alpine New Zealand đứt gãy Bắc Anatolia Thổ Nhĩ Kỳ Các đứt gãy chuyển dạng tìm thấy dạng vuông góc với sống núi đại dương (như đới đứt gãy Mendocino khơi bắc California) Ranh giới phân kỳ Cầu bắc qua thung lũng tách giãn Álfagjá tây nam Iceland, ranh giới mảng lục địa Á-Âu Bắc Mỹ Ở ranh giới phân kỳ, hai mảng di chuyển xa khoảng không chúng lấp đầy vật liệu lớp vỏ từ nguồn macma nóng chảy bên Nguồn gốc ranh giới phân kỳ điểm nối ba liên quan đến hoạt động điểm nóng Ở đây, vòng đối lưu lớn mang lượng lớn vật chất mềm nóng lên gần bề mặt động đủ để phá vỡ thạch thành phần nhỏ Điểm nóng xuất vào thời điểm ban đầu tạo hệ thống sống núi Đại Tây Dương, nằm bên Iceland với tốc độ mở rộng khoảng vài xentimet năm Ranh giới phân kỳ thạch đại dương tạo tách giãn hệ hống sống núi đại dương bao gồm sống núi Đại Tây Dương đới nâng đông Thái Bình Dương, thạch lục địa tạo thung lũng tách giãn Thung lũng tách giãn Lớn Đông Phi Các ranh giới phân kỳ tạo đới đứt gãy lớn hệ thống sống núi đại dương Sự mở rộng thường không đồng đều, nơi có tốc độ mở rộng khối sống núi cận kề khác tạo đứt gãy chuyển dạng lớn Chúng đới đứt gãy, nhiều số có tên gọi, nguồn gây trận động đất lớn biển Bản đồ đáy biển thể tranh khác cấu trúc khối tảng bị phân chia yếu tố tuyến tính vuông góc với trục sống núi Nếu nhìn đáy biển đới đứt gãy dây đai buộc vào sống núi kéo hai phía từ trung tâm tách giãn thấy yếu tố hoạt động hệ thống rõ ràng Độ cao chỏm sống núi cổ chạy song song với trung tâm tách giãn trở nên già chìm sâu (giảm nhiệt độ lún chìm) Ở sống núi đại dương, người ta tìm thấy dấu hiệu quan trọng lực tác động chấp nhận học thuyết tách giãn đáy biển Các khảo sát địa từ trường từ không cho thấy kiểu mẫu kỳ dị đảo cực từ đối xứng hai bên trung tâm sống núi Kiểu mẫu cân đối để coi trùng hợp ngẫu nhiên bề rộng dải đối diện gần trùng khớp với Các nhà khoa học nghiên cứu đảo cực từ liên kết Lawrence W Morley, Frederick John Vine Drummond Hoyle Matthews đưa giả thuyết Morley-Vine-Matthews Các dải từ trùng khớp với thời kỳ đảo cực từ Trái Đất Điều xác nhận đo đạc tuổi đá nằm dải từ Dải từ vẽ nên đồ thời gian không gian tốc độ tách giãn kỳ đảo cực từ 3.Ranh giới hội tụ Bản chất ranh giới hội tụ tùy thuộc vào kiểu thạch mảng tham gia vào va chạm Ở nơi mảng đại dương đặc va vào mảng lục địa đặc hơn, mảng đại dương thường chui xuống sức nhỏ thạch lục địa, tạo đới hút chìm Trên bề mặt, dạng địa hình thành tạo rãnh đại dương nằm phía đại dương dãy núi phía lục địa Một ví dụ đới hút chìm đại dương-lục địa khu vực dọc theo bờ biển phía tây Nam Mỹ, mảng đại dương Nazca bị hút chìm mảng lục địa Nam Mỹ Hoạt động núi lửa bề mặt (các núi lửa đáy biển lục địa) thường xuất bên vùng nóng chảy hình thành mảng bị hút chìm Vấn đề tranh luận giới địa chất để giải thích chế sinh tượng Tuy nhiên, quan điểm số đông đồng ý tượng giải phóng chất khí Khi mảng bị chìm xuống, nhiệt độ tăng lên tạo nhiều chất khí (hầu hết nước) chứa lớp vỏ đại dương xốp rỗng Khi lượng nước tăng lên manti, làm giảm nhiệt độ nóng chảy phần xung quanh manti tạo macma chứa lượng lớn khí hòa tan Macma dâng lên bề mặt nguồn hầu hết núi lửa phun nổ Trái Đất chúng chứa thể tích lớn chất khí bị nén áp suất cao (như núi St Helens) Macma dâng lên mặt nguội dần tạo chuỗi núi lửa đất liền từ thềm lục địa song song với thềm lục địa Lục địa phía tây Nam Mỹ đặc với kiểu hình thành dãy núi lửa từ hút chìm mảng Nazca Ở Bắc Mỹ, dãy núi Cascade, mở rộng phía bắc Sierra Nevada, California thuộc loại Các núi lửa đặc trưng chu kỳ phun trào yên tĩnh, thường bắt đầu hoạt động phun khí hạt tro núi lửa mịn dạng thủy tinh tro dạng sương, theo sau pha phun mácma Toàn ranh giới Thái Bình Dương bao bọc dãy núi lửa thường gọi vành đai núi lửa Thái Bình Dương Ở nơi mà hai mảng lục địa va làm cho mảng bị biến dạng chịu nén, kết mảng chui xuống trượt lên (trong số trường hợp) tạo nên dãy núi rộng lớn Dấu hiệu dễ nhận thấy rìa phía bắc mảng Ấn Độ chui xuống phần mảng Á-Âu, nâng lên để tạo dãy núi Himalaya cao nguyên Thanh Tạng nằm phía sau Nó đẩy phần cận kề lục địa châu Á dịch phía đông Khi hai mảng đại dương lục địa va vào nhau, chúng tạo nên cung đảo mảng đại dương chui xuống bên mảng lục địa Cung đảo hình thành từ núi lửa phun trào mảng nằm mảng nằm bị nóng chảy phía Sở dĩ cung đảo có dạng cung bề mặt cầu Trái Đất Rãnh đại dương nằm phía trước cung thuộc phía mảng bị hút chìm xuống Ví dụ điển hình kiểu mảng hội tụ Nhật Bản quần đảo Aleutia Alaska L ục địa/Lục địa 1-Vỏ lục địa; 2-Thạch quyển; 3-Quyển mềm; 4-Vỏ đại dương cổ; 5-dãy núi; 6-Cao nguyên Đ Đạ ại dương/Lục địa 1-Vỏ đại dương; 2-Thạch quyển; 3- i dương/Đại dương 1-Vỏ đại Quyển mềm; 4-Vỏ lục địa; 5- dương; 2-Thạch quyển; 3Quyển mềm; 4-Vỏ lục địa; 5Cung núi lửa; 6-Rãnh đại dương Rãnh đại dương; 6-Cung đảo núi lửa Các mảng thường va chạm theo góc khác 90 độ đối đầu (như mảng chuyển động phía bắc, mảng lại phía đông nam), tạo nên đứt gãy ngang dọc theo đới va chạm, hút chìm nén ép Không phải tất ranh giới mảng dễ dàng xác định mảng có dạng đai với hướng di chuyển không rõ ràng Một ví dụ ranh giới Địa Trung Hải-Anpơ, ranh giới liên quan đến hai mảng lớn số mảng nhỏ Bên cạnh đó, ranh giới mảng lúc trùng với ranh giới lục địa, ví dụ như, mảng Bắc Mỹ bao phủ không lục địa Bắc Mỹ mà trãi rộng đến tây bắc Siberi, cộng thêm phần Đại Tây Dương Thạch bị vỡ thành mảng kiến tạo chúng trượt mềm Các mảng di chuyển tương theo ba kiểu ranh giới mảng: hội tụ hay va chạm; tách giãn, gọi trung tâm tách giãn; chuyển dạng Các trận động đất, hoạt động núi lửa, hình thành dãy núi, rãnh đại dương xuất dọc theo ranh giới Sự dịch chuyển sang bên mảng vào khoảng 50– 100 mm/năm VI.CÁC HẬU QUẢ CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC MẢNG KIẾN TẠO Sự di chuyển tách rời, đụng mảng kiến tạo tạo động đất, núi lửa, sóng thần Hai mảng kiến tạo rời ra, tạo hội cho hình thành giãy núi lửa đáy đại dương tạo cù lao hay đảo mới; hai mảng kiến tạo lục địa chạm tạo giãy núi Với thời gian, núi bị san bằng, thung lũng nâng lên thành núi, thay đổi mặt trái đất 1.Động đất Khi có dịch chuyển hai mảng kiến tạo, ranh giới tiếp xúc hai mảng trượt chạm nên phát sinh động đất.Động đất thường quanh quẩn nhiều hai vành đai sau đây: -Vành đai Thái Bình Dương kéo dài từ Nam Mỹ đến Bắc Mỹ (như Cali) vòng qua Alaska xuống Nhật Bản, Đài Loan, Phi Luật Tân xuống Indonesia -Vành đai xứ quanh bờ Địa Trung Hải đến Trung Đông (Iran, Afghanistan), Tây Tạng HẬU QUẢ SAU MỘT TRẬN ĐỘNG ĐẤT Khi hai mảng chạm phát sinh lượng động đất Năng lượng truyền dạng sóng gọi sóng động đất (seismic wawe) làm vật bị lắc lư, rung chuyển Các sóng động đất ghi lại máy địa chấn (seismograph) Cường độ rung động đuợc tính theo thang Richter Cường độ Richter tính theo logarit thập phân nên cường độ mạnh gấp 10 lần cường độ gấp 100 lần cường độ v.v.; xem mạnh Việt Nam có trận động đất liên quan đến đứt gãy (faille) địa chất đứt gãy Sông Hồng, đứt gãy sông Cả , đứt gãy sông Đà Các sóng động đất, gọi sóng địa chấn, thường có loại: -Sóng P (Primary) phát sinh đầu tiên, truyền trực tiếp từ tâm động đất theo chiều thẳng đứng, có khả qua vật liệu, làm mặt đất bị xô đẩy nhấp nhô (Push-Pull) tạo nên âm ì ầm thường động vật nhạy cảm khiến voi giựt khỏi giây xích, gà, chó có dấu sợ hãi, hoảng hốt gần thời điểm bùng phát động đất độ hoảng hốt gia tăng -Sóng S (Secondary), xuất phát chậm sóng P đôi chút di chuyển ngang , làm vật bề mặt bị lắc lư ( Side to Side), người cảm thấy tự nhiên choáng váng, nước hồ bơi lác lư tàu say sóng Chính sóng gây tai hại nhiều nhất: nhà rung, cầu sập, người chết -Sóng L sóng lan truyền bề mặt (lateral) mặt nước hồ tĩnh lặng, có viên sỏi ném xuống mặt hồ có nhiều lan truyền Đây sóng gây sóng thần có động đất mạnh biển; sóng tiến lan gặp nhiều xứ quanh Ấn độ dương cuối năm 2004, gây tai ương tích hàng trăm ngàn người xứ Sri Lanka, Ấn độ, Indonesia, Thái Lan Sóng L có diện tích lan truyền lớn nên có tên Large wave Động đất mạnh biển kéo theo sóng thần Do lan truyền sóng chấn động động đất biển nên kéo theo sóng thần Ngày 26 tháng 12 năm 2004, động đất có tâm chấn nằm khơi đảo Sumatra khoảng 160 km với cường độ theo thang Richter lên đến 9.Vùng nơi tiếp giáp hai mảng kiến tạo lớn, tức mảng Ấn- Úc chạm vào mảng kiến tạo Indonesia (một phần mảng kiến tạo Âu Á ) hai mảng cọ sát mạnh, mảng Ấn Độ chìm hút mảng kiến tạo Indonesia, gây động đất mạnh, sâu lòng đại dương Động đất xảy biển cách sâu đáy biển chừng 10km khiến đáy biển sinh đứt gãy (faille), ép lượng nước khổng lồ phun lên vùng hút chìm (subduction), từ trung tâm chỗ động đất biển tạo đợt sóng cao, gọi sóng thần, truyền ngàn số với vận tốc hàng trăm km giờ, tàn phá bờ biển phía đông Sri Lanka, phía đông Ấn Độ, nam Thái Lan, Miến Điện Khi sóng thần tiến vào bờ, tạo thành dòng ngầm cực mạnh, khiến cho nước ven bờ rút vào khoảng 25 phút trước sóng tới Nước rút nhanh bất thường rời xa bờ xa dấu hiệu sóng thần công Sóng thần di chuyển biển sâu gần bờ biển cạn hơn, bờ tạo thành vật cản nên khối nước khổng lồ bị trồi lên khỏi mặt nước lúc cao sóng trước chậm lại nước đàng sau tụ lại, tạo thành sóng cao cao ốc 10 tầng Vùng Thái Bình Dương thường xuyên xảy sóng thần nên Mỹ có xây dựng hệ thống báo động sóng thần (Seismic seawawe warning system SSWS) đặt rải rác nhiều nơi biển.Nạn sóng thần gây tang tóc cho hàng trăm ngàn người mà huỷ hoại môi trường sống Thực vậy, ruộng lúa, vườn tược bị nhiễm mặn nước biển tràn vào nên phải chờ nhiều năm chất mặn trôi trồng tỉa lại HÌNH ẢNH VỀ MỨC ĐỘ TÀN PHÁ CỦA SÓNG THẦN Núi lửa Như vừa trình bày, đáy đại dương có nhiều rặng núi lửa đá bazan nóng chảy từ lòng đất phun phun trào hai bên chỗ nứt tạo mảng kiến tạo Ngoài có loại núi lửa khác va chạm mảng đại dương mảng lục địa Trong trường hợp này, đá phun trào thường loại andesit (do chữ Andes, giãy núi Nam Mỹ ) HÌNH ẢNH VỀ NÚI LỬA Núi lữa gặp nhiều tại: -Vòng đai Thái Bình Dương, tạo thành cánh cung chạy dài từ bờ Đông Châu Á (Nhật, Philippine, Indonesia) rìa phía Tây châu Mỹ (như núi Saint Helen) Ở Việt Nam, cách khoảng triệu năm, núi lửa phun trào phát triển nhiều Pleiku, Darlac, Lâm Đồng, Long Khánh tạo nhiều vùng đất đỏ bazan phì nhiêu -Vòng đai Địa Trung Hải, chỗ tiếp xúc mảng kiến tạo Phi Châu với mảng Âu Á núi lửa Vesuve, Etna v.v Núi lửa Vesuve phá hủy chôn vùi thành phố Pompei Nam Ý Trên giới có khoảng 500 núi lửa hoạt động, tập hợp thành đai núi lửa, thường với đai động đất Thực vậy, hai tượng liền theo thuyết mảng kiến tạo Vành đai động đất quanh bờ Thái Bình Dương, ven bờ Địa Trung Hải vành đai núi lửa Có nhiều loại núi lửa: núi lửa phun nổ (explosive) núi lửa chảy tràn (effusive) -Núi lửa phun nổ phóng lên không trung bụi, tro, khí , gây biến động thời tiết gió thổi xa; bầu trời bị tối đen, gây ảnh hưởng đến môi trường Năm 1982, núi lửa El Chichón, Mễ Tây Cơ phun lên không trung bụi giàu chất sunfua gió tung bay khắp giới hoạt động núi lửa Pinatubo Phi Luật Tân năm 1991 -Núi lửa chảy tràn tuôn mặt đất dòng chảy lửa nóng bỏng nên phá vỡ vật đường di chuyẻn; nguội lại bị đông cứng, đất béton rắn không trồng trọt Tuy nhiên vài ngàn năm sau đó, tảng đá núi lửa bị phong hoá tạo nhiều vùng đất đỏ màu mỡ Cao nguyên Pleiku, Lâm Đồng, Gia Kiệm Cũng dung nham chảy làm bít kín thung lũng nên gây lũ lụt vùng thượng nguồn VII.KẾT LUẬN Xưa kia, người ta xem tai biến tự nhiên phẫn nộ Thượng Đế : người Hi Lạp cổ cho sóng thần thần biển Poseidon; người hải đảo Thái Bình Dương cho nữ thần Pele giận lên làm cho núi lửa phun nổ Nhà văn hào Voltaire (1694-1778), sách mang tên Candide, có viết trận động đất tàn phá thành phố Lisbonne Portugal năm 1755, cho Thượng Đế trừng phạt thành phố chơi bời trác táng Văn hoá Việt cổ cho cóc cậu ông trời, mà đánh Trời đánh cho v.v Ngày nay, nhờ thuyết mảng kiến tạo, người hiểu bí mật vũ trụ, chế tai biến tự nhiên lượng khổng lồ từ lòng đất đà tạo nên núi lửa, động đất, sóng thần, thành lập rặng núi v.v.Tri thức luậnẠ (épistémologie) thay đổi.Trái Đất hệ thống động, thay đổi không ngừng, có tương quan nhiều chiều di chuyển mảng đến núi lửa, động đất, hình thành non cao, biển thẳm ảnh hưởng không riêng xứ bị tai nạn mà lan khu vực Tuy từ hiểu chế động đất núi lửa ngưỡi chưa tiên đoán thời điểm xác xuất trận động đất chẳng hạn trận động đất biển khơi Sumatra cuối năm 2004 hay gần trận động đất NHẬT BẢN Nhưng hiểu nguyên nhân, người tìm cách quy hoạch cách xây dựng nhà cửa, cầu đường cách an toàn Nhật, Đài Loan, công trình cao ốc thiết kế với kỹ thuật đại Chỉ ước mong khoa học kỹ thuật ngày khống chế tiên đoán dể phòng ngừa, giảm tổn thất sinh mạng [...]... sang bên của các mảng vào khoảng 50– 100 mm/năm VI.CÁC HẬU QUẢ CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC MẢNG KIẾN TẠO Sự di chuyển khi tách rời, khi đụng nhau của các mảng kiến tạo mới tạo ra các động đất, núi lửa, sóng thần Hai mảng kiến tạo rời nhau ra, tạo cơ hội cho sự hình thành các giãy núi lửa ở đáy đại dương và có thể tạo ra những cù lao hay đảo mới; hai mảng kiến tạo lục địa chạm nhau tạo ra giãy núi Với... chấn nằm ngoài khơi đảo Sumatra khoảng 160 km với cường độ theo thang Richter lên đến 9.Vùng này là nơi tiếp giáp của hai mảng kiến tạo lớn, tức mảng Ấn- Úc chạm vào mảng kiến tạo Indonesia (một phần của mảng kiến tạo Âu Á ) hai mảng này cọ sát mạnh, mảng Ấn Độ chìm hút dưới mảng kiến tạo Indonesia, gây động đất mạnh, sâu dưới lòng đại dương Động đất xảy ra dưới biển ở cách sâu đáy biển chừng 10km khiến... chìm lún xuống dưới mảng Nam Mỹ Cũng có chứng cứ cho thấy mảng Nam Mỹ tiếp tục chuyển động về phía bắc với tốc độ rất chậm 7 .Mảng Thái Bình Dương   Mảng Thái Bình Dương có màu vàng nhạt trên bản đồ này Mảng Thái Bình Dương là một mảng kiến tạo đại dương nằm dưới Thái Bình Dương .Về phía bắc của mặt phía đông là ranh giới phân kỳ với mảng Explorer, mảng Juan de Fuca và mảng Gorda tạo ra các sống đại... thế 6 .Mảng Nam Mỹ   Mảng Nam Mỹ, có màu tím tía trên bản đồ Mảng Nam Mỹ là một mảng kiến tạo che phủ lục địa Nam Mỹ và trải dài về phía đông tới sống núi ngầm giữa Đại Tây Dương Mặt phía đông của mảng là ranh giới phân kỳ với mảng châu Phi tạo thành phần phía nam của sống núi giữa Đại Tây Dương Mặt phía nam là ranh giới phức tạp với mảng Nam Cực và mảng Scotia Mặt tây là ranh giới hội tụ với mảng Nazca...  Mảng Ấn-Úc, được chỉ ra như là phần phân chia giữa mảng Ấn Độ và mảng Australia Mảng Ấn-Úc, mảng Ấn Độ-Úc hay mảng Ấn Độ-Australia là các tên gọi khác nhau của một mảng kiến tạo lớn, bao gồm châu Úc và vùng đại dương bao quanh, kéo dài về phía tây bắc để bao gồm cả tiểu lục địa Ấn Độ và các vùng nước cận kề Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng mảng Ấn-Úc có thể đang trong... giữa Đại Tây Dương và về phía bắc tới sống núi ngầm Gakkel SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA MẢNG Á-ÂU VÀ MẢNG ẤN ĐỘ Rìa phía đông của nó là ranh giới với mảng Bắc Mỹ ở phía bắc và ranh giới với mảng Philippin ở phía nam, và có thể là với mảng Okhotsk cũng như là với mảng Amur (nếu hai mảng này được coi là tách biệt) Rìa phía nam là ranh giới với mảng châu Phi ở phía tây, mảng Ả Rập ở đoạn giữa và mảng Ấn-Úc ở phía đông... một mảng chuyển động về phía bắc, mảng còn lại về phía đông nam), và có thể tạo nên đứt gãy ngang dọc theo đới va chạm, và có thể là hút chìm hoặc nén ép Không phải tất cả ranh giới mảng đều dễ dàng xác định như các mảng có dạng đai với hướng di chuyển không rõ ràng Một ví dụ là ranh giới Địa Trung Hải-Anpơ, là ranh giới liên quan đến hai mảng lớn và một số mảng nhỏ Bên cạnh đó, ranh giới của các mảng. .. địa châu Á dịch về phía đông Khi hai mảng đại dương và lục địa va vào nhau, chúng sẽ tạo nên cung đảo khi đó mảng đại dương sẽ chui xuống bên dưới mảng lục địa Cung đảo được hình thành từ các núi lửa phun trào trên mảng nằm trên do mảng nằm dưới bị nóng chảy phía dưới nó Sở dĩ cung đảo có dạng cung là do bề mặt cầu của Trái Đất Rãnh đại dương nằm phía trước các cung này thuộc về phía mảng bị hút chìm... ranh giới phân kỳ với mảng Bắc Mỹ để hình thành nên phần đầu phía bắc của sống núi ngầm giữa Đại Tây Dương, với đảo đáng chú ý nhất nằm trên đó chính là Iceland 5 .Mảng Bắc Mỹ   Mảng Bắc Mỹ, phần màu nâu trên bản đồ này Mảng Bắc Mỹ là một mảng kiến tạo che phủ phần lớn Bắc Mỹ, Greenland và một số phần của Siberi thuộc Nga Nó kéo dài về phía đông tới sống núi giữa Đại Tây Dương và về phía tây tới dãy núi... biến dạng với mảng Bắc Mỹ dọc theo phay San Andreas và ranh giới với mảng Cocos Ở phía nam của mặt đông là ranh giới phân kỳ với mảng Nazca tạo thành dốc Đông Thái Bình Dương.Mặt nam của nó là ranh giới phân kỳ với mảng Nam Cực tạo thành sống đại dương Thái Bình Dương-Nam Cực.Mặt phía tây là ranh giới hội tụ đang chìm lún xuống phía dưới mảng Á-Âu ở phía bắc và mảng Philippin ở đoạn giữa tạo ra rãnh