Nội dung bài báo nhằm giới thiệu một số vấn ñề cơ bản của thuyết Lục ñịa trôi và một số nét về tác giả của thuyết - nhà khoa học chân chính A.Wegener, gi[r]
(1)THUYẾT LỤC ðỊA TRÔI CỦA A.WEGENER VĨ ðẠI VÀ THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG HIỆN ðẠI
ðÀO PHÚ QUYỀN
Trường ðHSP Hà Nội
Giới thiệu
Bài báo viết kỷ niệm 80 năm ựời thuyết Lục ựịa trôi A.Wegener, 1912 - 1992 Nội dung báo nhằm giới thiệu số vấn ựề thuyết Lục ựịa trôi số nét tác giả thuyết - nhà khoa học chân chắnh A.Wegener, giới thiệu học thuyết Kiến tạo mảng ựại trình bày tác dụng yếu tố Vật lý lực quán tắnh Coriolis ựịnh luật bảo toàn momen ựộng lượng tới chuyển ựộng theo phương ngang vỏ trái ựất hậu chuyển ựộng gây Các phần I II dựa vào tư liệu tham khảo nêu cuối báo; sử dụng ựăng ựây nhằm giúp cho sinh viên, nghiên cứu sinh có tư liệu ựể tham khảo thân họ ựang thiếu đóng góp báo trình bày sở khoa học ựã ảnh hưởng tới chuyển ựộng theo phương ngang thạch Chúng mong lượng thứ nhà khoa học có tư liệu ựược sử dụng ựây mà hồn cảnh khó khăn giao tiếp chưa gặp ựược ựể xin ý kiến
Bài ñã ñược báo cáo Hội thảo khoa học trường ðại học Sư phạm toàn quốc lần thứ Cửa Lò, Nghệ An ngày 25.5.1993
I A.Wegener thuyết Lục địa trơi
(2)hiểm Grơenlan để nghiên cứu vấn đề Sau đĩ việc phục vụ quân đội làm gián đoạn nghiên cứu ơng Năm 1915, tranh thủ thời gian chuyến nghỉ phép dài ngày bệnh tật ơng xây dựng chi tiết lý thuyết cho đời Sự xuất lục địa đại dương Với tác phẩm thuyết (thực lúc đĩ giả thuyết) Lục địa trơi ơng đời Bấy thuyết co rút thịnh hành kiến tạo học thuyết địa máng thời kỳ cực thịnh nên tác phẩm ơng đời khơng đơng đảo dư luận giới địa chất ủng hộ mà cịn bị nhiều nhà địa chất, địa vật lý phản đối kịch liệt suốt từ năm 1915 tới lúc ơng (1930) [1,5] Với thái độ trung thực nhà khoa học chân chính, A.Wegener tiếp thu ý kiến phản đối tìm thêm chứng để bảo vệ lý luận Năm 1930 ơng dẫn đầu đồn thám hiểu Grơenlan để tìm thêm chứng di chuyển lục địa Trong đợt ơng nằm lại vĩnh viễn lớp băng giá vùng gần Bắc cực A.Wegener nhà bác học chân dũng cảm
Thuyết Lục địa trơi, nhằm giải thích hình thành châu lục, dãy núi ñịa hào chạy dọc theo kinh tuyến, phù hợp hai bờ ðại Tây dương, khác địa hình hai bờ đại lục.v.v Từ kỷ thứ XVII có ý kiến di chuyển theo phương ngang thạch quyển1 hai trăm năm mươi năm sau có nhiều người - số có A.Wegener (vào năm 1912) nhà bác học Mỹ F.B Taylor (vào năm 1910) - phát biểu ý kiến thành giả thuyết ñầy ñủ
Theo A.Wegener [6] vào thời sơ kỳ ngun đại Thái cổ (AC) vịng sial2 che phủ tồn Trái đất, có sima3 nóng chảy Dưới tác dụng lực hấp dẫn Mặt trời vũ trụ vào thời điểm phần lớn sial phần lớn sima bị rút khỏi Trái ñất Phần bị tách theo qn tính tiếp tục chuyển động vịng quanh Trái đất, bị cô tụ lại lực hấp dẫn, tạo thành Mặt trăng Do tự quay Trái ñất quanh trục,
1
E Becon, 1600; Place, 1658; A Humbolt, 1800; Pelgrini, 1852 [1]
2
Lớp vỏ Trái đất có thành phần cấu tạo chủ yếu silic nhôm
3
(3)khối sial cịn lại vừa di chuyển phía xích đạo vừa di chuyển từ đơng sang tây Trong q trình chuyển động khối sial bị tách thành nhiều tảng, tảng có vận tốc chuyển động tỷ lệ với khối lượng chúng Do cản trở chuyển ñộng sima gây nên mà bờ tây tảng sial bị uốn nếp nhiều mảnh bờ đơng bị rút lại tạo thành ñảo quần ñảo
Bằng giả thuyết Lục ñịa trơi A.Wegener giải thích được:
1 Sự xuất chuỗi đảo, bán đảo phía đơng tảng Âu - Á, đảo Grơenlan quần đảo phía đơng châu Bắc Mỹ, đảo Magasca phía đơng châu Phi
2 Sự tạo thành dãy núi (như Anñơ, Coocñie ) ñịa hào lớn (như Êtiôpi, Tanna, Tănganika, Niaxa.v.v.) theo kinh tuyến
3 Sự phù hợp bờ đông bờ Tây đại Tây dương
4 Tác dụng băng hà xảy vào nguyên ñại cổ sinh Nam Mỹ, Nam Phi, Ấn ðộ châu Úc
Hình 1: Các lục ñịa tách theo quan niệm A.Wegener
(4)1 Sự phù hợp hai bờ ðại Tây dương phía nam phía bắc tuổi đất đá phía nam già phía bắc
2 Hệ Hecxini bán đảo Ibêric khơng thấy có phần tiếp tục Bắc Mỹ Tại tảng châu Mỹ nhỏ bé lại vượt nhanh tảng Cựu giới nhiều
Lấy học để đánh giá [3] giả thuyết A.Wegener có số sở:
1 Do lực triều Mặt trời hành tinh đặt lên Trái đất khơng ln ln nên phần tử Trái ñất liên kết chưa bền vững với lúc cường ñộ lực triều cực ñại cộng với lực hấp dẫn mạnh ngơi lớn gần hệ Mặt trời gây lơi khỏi Trái đất phần vật chất Hiện tượng xảy vào mùa đơng, lúc Trái đất gần Mặt trời nên khối sial lại phải nằm phía cực bắc
2 Do tác dụng lực qn tính ly tâm lực hút Trái đất khối sial cịn lại di chuyển phía Nam Từ nơi có diện tích nhỏ tràn xuống nơi có diện tích lớn, khối sial bị tách làm nhiều tảng
3 Trong q trình chuyển động theo kinh tuyến tảng sial bị lực quán tính Coriolis tác dụng theo hướng từ đơng sang tây
4 Các tảng sial trôi sima Do cản trở sima mà bờ tây bờ nam tảng bị gồ lên, uốn nếp Bờ đơng bờ bắc tảng chịu lực liên kết sima kéo lại nên chuyển ñộng chậm tồn tảng, làm cho bờ thấp xuống, có phần bị lại, bị rút tạo thành ñảo, bán ñảo, quần ñảo
(5)Mỹ [6] Nếu giả thuyết A.Wegener hoàn toàn phù hợp với sở học ñã nêu vận tốc chuyển động theo kinh tuyến lớn so với vận tốc chuyển ñộng theo vĩ tuyến tảng sial cường ñộ lực quán tính coriolis nhỏ so với hợp lực lực quán tính ly tâm lực hấp dẫn Chính ñiểm ñã bộc lộ mâu thuẫn luận giả thuyết với sở mà phải tn theo
Mặc dầu cịn có hạn chế khơng thể tránh khỏi hồn cảnh lịch sử ựời, thuyết Lục ựịa trơi A.Wegener ựã ựóng góp cho khoa học Trái ựất tư tưởng khoa học vĩ ựại sánh ngang tầm với ựóng góp đác-uyn sinh học
II Học thuyết kiến tạo mảng
Ngày học thuyết kiến tạo mảng học thuyết hoàn chỉnh ñược nhà ñịa chất quan tâm Thuyết có cội nguồn từ thuyết Lục địa trơi A.Wegener
Thuyết kiến tạo mảng học thuyết ñịa kiến tạo tiêu biểu cho trường phái kiến tạo ñộng đại, nhìn nhận vật động uốn nếp, tạo núi chủ yếu liên quan tới dịch chuyển địa mảng, xem xét q trình phát triển ñịa chất mối quan hệ hữu với vận ñộng lớp manti biểu chúng bề mặt
Thuyết kiến tạo mảng xây dựng luận điểm sau [1]:
1 Phần lớp manti lớp vỏ Trái đất chúng tạo thành thạch Phía lớp thạch quyển mềm Thạch có khả di chuyển mềm Thạch có cấu trúc khơng đồng nhất, chia làm loại là: thạch có cấu trúc vỏ lục địa, thạch có cấu trúc vỏ đại dương thạch có cấu trúc vỏ chuyển tiếp (trung gian)
(6)chuyển tương ñối so với tạo đới chờm mảng, đới nhấn chìm, đới Benioff, loại ñứt gãy ngang, nghịch ñứt gãy biến dạng (transform fault)
Ranh giới ñịa mảng ñặc biệt mảng ñại dương thường ñới riptơ lấp đầy đá bazan có nguồn gốc từ manti, chúng ñược ñưa lên ñiều kiện lục ñịa ñáy ñại dương bị tách giãn dọc theo riptơ Sự tách giãn ñịa mảng, ñặc biệt mảng ñại dương dọc theo ñới riptơ xảy có quy luật, tuân theo tách giãn với cực tách giãn thường không trùng với trục quay ñại (ñương thời) Trái ñất Tốc ñộ tách giãn thay đổi theo khơng gian theo thời gian khoảng từ - 15cm/năm
3 Sự tách giãn ñáy ñại dương tách giãn dọc theo đới riptơ dải núi ngầm nói chung ñược cần sức ép nén ñịa mảng, đặc biệt rìa đại dương
4 Sự chuyển dịch ñịa mảng xảy nhiều nguyên nhân khác nhau, nguyên nhân trực tiếp vận động dịng đối lưu lớp mati Về thuyết kiến tạo mảng bạn đọc tham khảo bài: Quá trình phát sinh hình thành học thuyết kiến tạo mảng (Lê Như Lai, Nguyễn Nghiêm Minh); Vài nhận xét giả thuyết trôi dạt lục địa (A.H.Voisey); Tiến hố đại dương - hậu q trình mở rộng diện tích đáy chúng
(R.S.ðietz); Mơ hình địa mảng ánh sáng luận ñiểm kiến tạo mảng (W.Dickinson); ðứt gãy biến dạng - kiểu ñứt gãy mối liên quan chúng với trôi dạt lục ñịa (J.T.Wilson); Các dị từ biển, ñảo cực từ trường Trái ñất, di ñộng ñáy ñại dương lục ñịa
(J.Heirtzier, G.Diekson, E.Herron, W.Pitman, X.Le Pichon); Sinh khoáng kiến tạo mảng (F.Gulld); Kiến tạo mảng số vấn ựề liên quan (Nguyễn đình Cát) tuyển tập Kiến tạo mảng
III Tác dụng lực quán tính coriolis tới khối chuyển ñộng theo phương thẳng ñứng
(7)2000-2500oC, áp suất 137,3.109N/m2 [3] Ở tâm Trái ñất, khối lượng riêng ñạt tới 104kg/m3, áp suất lên tới 343,4.109N/m2 nhiệt ñộ khoảng 4000-5000oC Sự xạ nhiệt lịng Trái đất làm cho phần bao manti có lớp vỏ mềm vào độ sâu khoảng 100-250km ñại lục 50-400km ñại dương Lớp bị nung nóng tới 1200oC, tỷ khối giảm xuống có tính dẻo tựa thuỷ tinh nóng chảy Tại nơi ñó lớp vỏ mềm này, hấp thụ ñược lượng nhiệt lớn từ nguồn nhiệt xạ lịng Trái đất, vật chất di chuyển hình thức dịng đối lưu [6]
Ứng với nơi dịng đối lưu lên vỏ Trái đất nâng lên, ứng với nơi dịng đối lưu xuống vỏ Trái đất bị hạ xuống (xem hình 2a), coi phần thạch gồm có ba phận, phận ñại lục ñược nâng lên hai phận ñại dương hai bên Bộ phận ñược nâng lên chịu tác dụng lực qn tính coriolis hướng từ đơng sang tây Hai phận hai bên bị hạ xuống chịu tác dụng lực quán tính coriolis hướng từ tây sang đơng Do tác dụng lực qn tính coriolis nên:
Hình
1 Các đại lục phần đất nâng lên có di chuyển phía tây
2 Phần lớn ñại lục cao phái tây thấp phía ñông
(8)Anñơ, Coocñie kép tới miền uốn nếp Veckhơian - Cơlum vịng đai núi gồm Alaxca, dãy núi ven biển Califoocni, số núi thuộc dãy Anđơ, vịng cung đảo Nam Ăngti
4 Sự di chuyển theo phương ngang theo hai chiều ngược phận ñại lục phận vỏ đại dương phía đơng làm cho phần phía đơng đại lục di chuyển chậm lại dẫn tới hình thành đảo, bán đảo phía bờ (ví dụ vịng đai bán đảo, đảo, quần đảo phía đơng châu Á châu Úc chạy suốt từ bắc xuống nam)
5 Sự di chuyển theo hai chiều ngược phận làm hình thành nhiều máng biển sâu phía đơng đại lục (ví dụ máng biển sâu phía tây Thái Bình Dương chạy suốt từ bắc tới nam, gồm máng Alêuxiên, Curin - Camsátca, Marian, Philippin, Java, Taxmania)
Dưới ñáy ñại dương giới có nhiều dãy núi địa hào chạy theo hướng kinh tuyến chúng chịu ảnh hưởng chuyển ñộng theo phương ngang phận thạch chuyển ñộng theo chiều thẳng đứng bị lực qn tính coriolis tác dụng
Nếu coi Trái đất hệ lập chuyển ñộng tự quay quanh trục với vận tốc góc ω khơng đổi, áp dụng định luật bảo tồn moment động lượng hệ lập [4] vào việc xem xét chuyển động theo phương thẳng đứng có chiều ngược hai khối cạnh ta có kết luận vừa trình bày Theo ñịnh luật thì:
n
k k k k
L r m v const =
=∑ =
ur ur uur uuuuur
hay:
n k k k
L m r const
=
= ω∑ =
với mk rk khối lượng bán kính quỹ đạo phần tử k; ω
(9)phần tử xung quanh Kết phần tử vừa tham gia chuyển ñộng theo phương thẳng ñứng vừa tham gia chuyển động theo phương ngang Tại nơi khối chuyển ñộng ngược chiều theo phương thẳng ñứng theo phương vĩ tuyến lớp ñất ñá vỏ Trái ñất bị xoắn vặn tạo ñứt gãy, tâm ñịa chấn núi lửa.v.v
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Lê Như Lai, Nguyễn Nghiêm Minh (1983) Quá trình phát sinh hình thành học thuyết kiến tạo mảng (Tuyển tập kiến tạo mảng) Viện bảo tàng lưu trữ ñịa chất, Hà Nội
2 Tổng cục ñịa chất (1983) Tuyển tập kiến tạo mảng Viện bảo tàng lưu trữ ñịa chất, Hà Nội
3 đào Phú Quyền (1974) Giáo trình Vật lý giành cho sinh viên khoa địa lý Trường đHSP Hà Nội I
4 đào Phú Quyền (1992) Thông báo khoa học số 5.1992 trang 11 Trường đHSP Hà Nội I
5 Lê Minh Triết, Ngô Thường San (1977) Các lục địa trơi dạt đâu Nxb Khoa học kỹ thuật Hà Nội