Vỏ Trái Đất đang chảy nhỏ giọt vào bên trong

Một hố sụt ở bồn địa Konya. Ảnh: Xinhua

Bên dưới vùng trũng mang tên bồn địa Konya thuộc cao nguyên Central Anatolia của Thổ Nhĩ Kỳ, vỏ Trái Đất đang chậm rãi nhỏ giọt vào sâu trong lòng hành tinh, một quá trình đang dần định hình địa chất bề mặt của không chỉ bồn địa mà cả cao nguyên bao quanh nó. Mang tên nhỏ giọt thạch quyển, hiện tượng này mới được phát hiện trên Trái Đất gần đây và các nhà địa chất học vẫn đang tìm hiểu những cách biểu lộ khác nhau của nó.

"Xem xét dữ liệu vệ tinh, chúng tôi quan sát một đặc trưng hình tròn ở bồn đại Konya, nơi lớp vỏ lún xuống hoặc bồn đại sâu dần", nhà địa vật lý Julia Andersen ở Đại học Toronto, cho biết. "Điều này thôi thúc chúng tôi xem xét dữ liệu khác bên dưới mặt đất. Chúng tôi phát hiện dị thường địa chấn ở tầng trên lớp phủ và lớp vỏ dày lên, chứng tỏ có vật chất mật độ cao tại đó và hé lộ quá trình nhỏ giọt thạch quyển".

Khi phần dưới lớp vỏ đá của Trái Đất bị nung tới nhiệt độ nhất định, nó bắt đầu trở nên dính nhớp. Sau đó, giống như mật ong hoặc siro, nó chậm rãi nhỏ giọt xuống dưới, nhưng ở quy mô lớn và chậm hơn nhiều. Khi giọt này rơi xuống, nó kéo theo vỏ hành tinh lún xuống, tạo ra vùng trũng hay bồn địa. Sau đó, khi giọt chìm vào lớp phủ, bề mặt nảy lên, phình lên với hiệu ứng lan rộng.

Giới nghiên cứu chỉ mới bắt đầu hiểu về quá trình này cách đây ít lâu, nhưng việc lập mô hình tiến hóa của nó cho phép Andersen và đồng nghiệp xác định một khu vực của lớp phủ có quá trình nhỏ giọt xảy ra, tại bồn địa Arizaro bên dưới dãy Central Andes. Giờ đây, kết quả phân tích cẩn thận địa chất bề mặt và thí nghiệm giúp họ phát hiện thêm quá trình nhỏ giọt khác bên dưới cao nguyên Central Anatolia đang nâng dần lên theo thời gian. Nghiên cứu trước đó chỉ ra khu vực tăng độ cao thêm khoảng một kilomet trong 10 triệu năm nhờ quá trình nhỏ giọt từ lớp vỏ. Bồn địa Konya lún xuống ở tốc độ khoảng 20 mm/năm, con số có vẻ không nhiều nhưng hiện tượng sụt lún ở một khoảng đất trong khu vực đang nhô lên đòi hỏi nghiên cứu sâu hơn.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy vùng rộng hơn của cao nguyên đang ở pha bật lên của quá trình nhỏ giọt thạch quyển, sau khi đá nóng chảy chìm vào lớp phủ, còn bồn địa Konya Basin đang hình thành giọt thứ hai nhỏ hơn. Họ kiểm chứng mô hình bằng cách thiết lập thí nghiệm. Các nhà nghiên cứu đổ vào bể mica một hợp chất silicone polymer có độ nhớt cao mang tên polydimethylsiloxane để mô phỏng tầng thấp hơn dính nhớp của lớp phủ Trái Đất. Một hỗn hợp polydimethylsiloxane và đất sét mô hình được sử dụng để tái tạo tầng trên lớp phủ. Trong khi đó, bóng gốm và cát thạch anh đóng vai trò như lớp vỏ. Sau đó, họ ấn một hạt giống đặc vào tầng trên lớp phủ để dựng lại quá trình nhỏ giọt và quan sát kết quả.

Trong vòng 10 giờ, giọt đầu tiên bắt đầu rơi xuống. Vào thời gian nó chạm tới đáy hộp (sau khoảng 50 giờ), giọt thứ hai bắt đầu rơi. Không giọt nào gắn liền với biến dạng ngang của bề mặt, chỉ có biến dạng dọc. Những biến dạng này đều khớp với bồn địa Konya. Kết quả chứng tỏ nhỏ giọt thạch quyển là quá trình nhiều giai đoạn, giúp giải thích sự nâng lên và sụt lún đồng thời ở cao nguyên Central Anatolian. Nhóm nghiên cứu công bố phát hiện trên tạp chí Nature Communications.

An Khang (Theo Science Alert)