Bí ẩn các mảng kiến tạo dịch chuyển hình thành các lục địa trên Trái đất

Một nghiên cứu do các nhà nghiên cứu địa chất Harvard dẫn đầu đã tìm thấy bằng chứng cho thấy lớp vỏ di chuyển nhanh chóng trên bề mặt Trái đất trong quá khứ sâu thẳm, ít nhất là 3,2 tỷ năm trước.

Một câu hỏi dai dẳng tạo ra nhiều cuộc tranh luận chưa có hồi kết đó là quãng thời gian các mảng kiến tạo của Trái đất bắt đầu dịch chuyển và kéo theo một quá trình giúp hành tinh này tiến hóa và định hình các lục địa của nó thành những tồn tại ngày nay. Một số nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết cho rằng đã xảy ra khoảng 4 tỷ năm trước, trong khi những người khác nghĩ rằng chỉ gần 1 tỷ năm.

Cho đến gần đây, một nhóm nghiên cứu do các nhà nghiên cứu của Đại học Harvard dẫn đầu đã tìm kiếm manh mối trong những tảng đá cổ (hơn 3 tỷ năm) từ Úc và Nam Phi, và thấy rằng những tảng đá này đã di chuyển ít nhất 3,2 tỷ năm trước trên Trái đất sơ khai.

Trong một phần lấy từ Pilbra Craton ở Tây Úc, một trong những mảnh lâu đời nhất của lớp vỏ Trái đất, các nhà khoa học đã tìm thấy một vết trôi theo khoảng 2,5 cm mỗi năm, và có niên đại khoảng 3,2 tỷ năm trước. Các nhà nghiên cứu tin rằng sự thay đổi này là bằng chứng sớm nhất cho thấy chuyển động của lớp vỏ giống như hiện đại đã xảy ra giữa khoảng 2 – 4 tỷ năm trước.

Về cơ bản, đây là một trong những bằng chứng địa chất để mở rộng kỷ lục về kiến tạo mảng xa hơn trong lịch sử Trái đất, Alec Brenner, một trong những tác giả chính của nghiên cứu là thành viên của Phòng thí nghiệm Paleomagnetics, Đại học Harvard, cho biết.

Kiến tạo mảng là chìa khóa cho sự tiến hóa của sự sống và sự phát triển của hành tinh. Ngày nay, lớp vỏ ngoài Trái đất bao gồm khoảng 15 khối vỏ cứng liên quan đến các lục địa và đại dương. Sự chuyển động của các mảng này định hình vị trí của các lục địa. Nó đã giúp hình thành những cái mới và nó tạo ra những địa hình độc đáo như những dãy núi. Nó cũng dẫn đến các phản ứng hóa học làm ổn định nhiệt độ bề mặt Trái đất trong hàng tỷ năm. Một khí hậu ổn định là rất quan trọng đối với sự tiến hóa của cuộc sống.

“Chúng tôi đang cố gắng tìm hiểu các nguyên lý địa vật lý điều khiển Trái đất”, ông Roger Fu, một trong những tác giả chính của nghiên cứu và là trợ lý giáo sư Khoa học trái đất và Hành tinh thuộc Khoa Khoa học và Nghệ thuật cho biết.

Các thành viên của dự án đã đi đến Pilbara Craton ở Tây Úc được cho là một mảng vỏ nguyên thủy, dày và rất ổn định. Chúng được tìm thấy ở giữa các mảng kiến tạo và là trái tim cổ xưa của Trái đất. Điều này làm cho Pilbara Craton trở thành nơi để nghiên cứu về Trái đất sơ khai. Pilbara Craton trải dài khoảng gần 500km, xấp xỉ diện tích giống như trạng thái của Pennsylvania. Đá ở đây hình thành sớm nhất là 3,5 tỷ năm trước.

Vào năm 2017, các nhà nghiên cứu Fu và Brenner đã lấy mẫu từ một phần được gọi là Honeyeater Basalt. Họ khoan vào các tảng đá ở đó và thu thập các mẫu lõi rộng khoảng một 2,54cm sau đó mang các mẫu trở lại phòng thí nghiệm ở Cambridge, và xác định nó có niên đại khoảng 3,2 tỷ năm trước.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu của họ từ các nhà nghiên cứu khác và phát hiện hiện ra các tảng đá đã dịch chuyển chuyển từ điểm này sang điểm khác khoảng 2,5 cm mỗi năm.

Công việc của Fu và Brenner khác với hầu hết các nghiên cứu vì các nhà khoa học tập trung vào việc đo vị trí của các tảng đá theo thời gian trong khi công việc khác có xu hướng tập trung vào các cấu trúc hóa học trong các loại đá có liên quan đến chuyển động kiến tạo.

Hai nhà nghiên cứu Fu và Brenner hiện đang có kế hoạch tiếp tục phân tích dữ liệu từ Pilbara Craton và các mẫu khác từ khắp nơi trên thế giới trong các thí nghiệm trong tương lai.

Trang Phạm