Siêu lục địa Pangaea được hình thành như thế nào?

Có lẽ các siêu lục địa được hình thành khi một dòng đất đá nóng từ sâu trong lòng trái đất phun trào giữa các phiến lục địa, đẩy chúng ra xa nhau cho đến khi tất cả phần đất liền trên trái đất đụng vào nhau.

Phát hiện từ một nghiên cứu mới cho thấy: đối lập với giả thuyết được chấp nhận, đã có một quá trình như trên làm hình thành nên siêu lục địa Pangaea vào 300 triệu năm trước. Các lục địa ngày nay được cho là hình thành từ việc siêu lục địa Pangaea đứt gãy dần dần.

Các nhà khoa học tin rằng các phiến trượt nghiêng của trái đất đã hình thành và làm gãy vỡ các siêu lục địa trong suốt hàng tỉ năm. Do đó họ tin rằng quá trình hút trở thành động lực tác động.

Tại các vùng có hoạt động địa chất mạnh mẽ như Vành đại lửa ở khu vực Thái Bình Dương, các phiến vỏ trái đất bị rơi vào phần bên trong, quá trình này được gọi là sự hút chìm.

Hiện tượng này tạo nên một dòng chảy hướng xuống hút các lục địa phía trên nó khiến chúng va chạm vào nhau giống như việc bọt xà phòng bị hút vào với nhau khi nước chảy xuống ống dẫn nước.

Nhưng trong nghiên cứu mới, J. Brendan Murphu thuộc Đại học St. Francis Xavier tại Nova Scotia (Canada) cùng các cộng sự đã cho thấy rằng dòng phiến vỏ trái đất bị hút chìm ở giữa Thái Bình Dương cổ đại chìm xuống quá sâu nên nó chạm tới lõi của trái đất.

Bị làm nóng cực độ, nó nảy lên giống như bong bóng nước trong cái ấm nước đang sôi. Hiện tượng này làm hình thành một luồng siêu mạnh đủ để đẩy, chứ không phải hút, các lục địa cổ đại lại với nhau và hình thành nên siêu lục địa Pangaea.

Peter Cawood, giám đốc Trung tâm nghiên cứu kiến tạo học thuộc đại học Tây Australia, cho rằng phát hiện này là rất “xuất sắc và gây khuấy động”.

Bày tỏ qua email, Cawood nói: “Mặc dù mới chỉ là gợi mở, nhưng tôi tin là nó đúng”.

Nhịp đập của trái đất

Công việc ghép các dạng đất đá, kiểm tra dấu hiệu từ trường và phân loại hóa thạch đã cho phép các nhà khoa học lần theo dấu vết chu trình hình thành và gãy vỡ của các siêu lục địa ít nhất là 1 tỉ năm trước. Tuổi thọ của trái đất ngày nay vào khoảng 4,5 tỉ năm.

Dữ liệu cho thấy có tồn tại hai siêu lục địa trước khi có Pangaea, đó là siêu lục địa Rodinia và Gondwana. Chúng hình thành và gãy vỡ từ hàng trăm triệu năm trước.

Siêu lục địa Gondwana già hơn không phải là vùng đất phía nam Gondwanaland hình thành từ 200 triệu năm trước vào thời điểm Pangaea chia cắt.

Wouter Bleeker thuộc cơ quan Khảo sát địa chất Canada đã gọi tên chu trình này là “nhịp đập của Trái Đất”.

Murphy tán đồng. Ông nói: “Hầu hết mọi người đều tin rằng ít nhất trong khoảng 2,5 tỉ năm trở lại đây, tiến trình lịch sử của trái đất chủ yếu diễn ra các hoạt động hợp nhất, gãy vỡ và tái hợp của các siêu lục địa”.

“Đây chính là nền tảng tiến hóa của hành tinh chúng ta”. 

Hoạt động giống cây đàn xếp

Nhưng theo nghiên cứu mới của Murphy được công bố tháng này trên tờ Geology, có điều gì đó không đúng đối với mô hình hình thành siêu lục địa Pangaea do lực hút.

Theo ông, vấn đề là các ghi chép địa chất rõ ràng cho thấy quá trình hình thành Pangaea từ các mảnh nhỏ của Gondwana đã xảy ra theo hai giai đoạn.

Đầu tiên siêu lục địa Gondwana chia tách, tạo nên một đại dương trẻ mở rộng ở ngay trung tâm rất giống với Đại Tây Dương ngày nay chia cắt các phần của siêu lục địa Pangaea.

Sau đó có biến đổi xảy ra. Thay vì tiếp tục mở rộng sau nếu hoạt động của đại dương bị lực hút chi phối thì nó lại bắt đầu co nhỏ. Các lục địa đảo ngược chu trình rồi lại kết hợp lại với nhau làm hình thành nên Pangaea.

Hoạt động giống như cây đàn xếp này được đặt tên là chu trình Wilson. Người ta đã phát hiện ra nó hơn 40 năm nay nhưng các lực chịu trách nhiệm chi phối vẫn chưa được khám phá.

Bên cạnh đó, nếu các mô hình hiện đại được ứng dụng để giải thích cho những hoạt động xảy ra vào thời điểm trái đất được 500 triệu năm tuổi thì lúc đó siêu lục địa Pangaea không thể được hình thành theo đúng hình dạng của nó.

Theo Murphy, nguyên nhân khiến chu trình đảo ngược trở nên không rõ ràng và gây bối rối mặc dù Pangaea là siêu lục địa được nghiên cứu kỹ càng nhất là “điều mà chúng ta chưa hiểu được”.

Giả thuyết mới về dòng đất đá mạnh mẽ can thiệp vào quá trình hút có thể đưa các miếng ghép về những hoạt động đã xảy ra về đúng vị trí, mặc dù sẽ cần phải có thêm nhiều dữ liệu để củng cố quan điểm này.

Murphy cho biết: “Điều này chỉ mang tính chất suy đoán. Điều chúng tôi muốn mọi người rút ra được từ bài viết này là tầm quan trọng mấu chốt trong việc tìm hiểu quá trình hình thành siêu lục địa Pangaea”.

Tương lai của trái đất

Murphy thêm rằng giả thuyết của ông có thể có nhiều ý nghĩa đối với tương lai lâu dài của hành tinh.

Ngay lúc này các lục địa đang trong tiến trình hội tụ ở giữa Thái Bình Dương nơi những hoạt động hiện tại vẫn đang tiếp diễn. Các lục địa sẽ kết hợp thành một siêu lục địa mới trong khoảng 75 đến 80 triệu năm tới.

Nhưng nếu nghiên cứu của Murphy là chính xác, quá trình trên có thể bị đảo ngược. Bắc Mỹ sẽ bị kéo trở lại Châu Âu giống như quá trình hình thành Pangaea vậy.

Murphy thêm rằng tất cả những sự kiện trên chỉ là một viễn cảnh đã từng được coi là không thể xảy ra. Những viễn cảnh đó khiến cho công cuộc nghiên cứu tương lai của trái đất thêm phần thú vị.

Hình biểu diễn các lục địa trội ra xa khi siêu lục địa Pangaea đứt gãy. Một số siêu lục địa đã được hình thành và gãy vỡ trong tiến trình lịch sử của trái đất. Mọi người cho rằng quá trình hút chính là động cơ tác động. Nhưng một nghiên cứu hoàn thành tháng 9 năm 2008 lại cho thấy rằng mô hình trên không giải thích được quá trình hình thành Pangaea. Nghiên cứu đó đưa ra giả thuyết là dòng đất đá siêu nóng từ sâu trong lòng trái đất đã phun trào giữa các lục địa cổ đại, đẩy chúng ra xa nhau mãi cho đến khi chúng va đụng với nhau để hình thành nên siêu lục địa cổ đại. (Ảnh: D’Acro Editori/ Getty Images)