Các mảng kiến ​​tạo được hình thành như thế nào?

Các mảng kiến tạo, một trong những lực lượng tự nhiên mạnh mẽ nhất trên Trái Đất, đang tiếp tục định hình hành tinh của chúng ta.

Chúng không chỉ kiến tạo nên những dãy núi hùng vĩ mà còn có khả năng san phẳng các thành phố bằng động đất và núi lửa phun trào. Hiện tại, các mảng kiến tạo đang trong quá trình xé toạc châu Phi, một sự biến đổi sẽ định hình lại hoàn toàn bản đồ thế giới.

Tuy nhiên, bất chấp tầm quan trọng to lớn này, các nhà khoa học vẫn chưa thể giải đáp được bí ẩn về sự hình thành của chúng.

Không chỉ thiếu sự đồng thuận về nguồn gốc, mà ngay cả thời điểm hình thành của các mảng kiến tạo cũng là một vấn đề gây tranh cãi. Một số nhà khoa học cho rằng kiến tạo mảng đã hoạt động từ 4 tỷ năm trước, gần bằng tuổi đời của Trái Đất.

Ngược lại, các nhà địa chất khác lại khẳng định rằng các mảng kiến tạo chỉ mới 1 tỷ năm tuổi. Mặc dù câu trả lời có thể nằm ở đâu đó giữa hai con số này, đây chỉ là phần nổi của tảng băng chìm trong cuộc tìm kiếm lời giải đáp.

Trong những năm qua, nhiều giả thuyết đã được đưa ra để giải thích nguồn gốc của các mảng kiến tạo. Một trường phái cho rằng chúng hình thành khi lớp vỏ hành tinh bắt đầu nguội đi, mặc dù cách thức chính xác mà các ranh giới đó hình thành vẫn còn là một ẩn số.

Gần đây, các giả thuyết mới đã xuất hiện, bao gồm cả ý tưởng táo bạo rằng lớp vỏ Trái Đất có thể đã từng là một khối thống nhất nhưng sau đó bị vỡ ra do áp lực bên trong. Tuy nhiên, tất cả những điều chưa chắc chắn này đặt ra câu hỏi: Tại sao các nhà khoa học vẫn chưa thể tìm ra lời giải đáp?

Dòng thời gian của các mảng kiến tạo

Để tìm ra cách các mảng kiến tạo ban đầu hình thành, việc xác định thời điểm chúng xuất hiện là vô cùng quan trọng. Vấn đề này đã khơi mào một cuộc tranh luận đáng kể trong cộng đồng khoa học, bắt nguồn từ chính lý thuyết kiến tạo.

Một số người cho rằng các mảng kiến tạo này có niên đại 4 tỷ năm, trong khi những người khác lại cho rằng chúng chỉ hình thành khoảng 1 tỷ năm trước.

Việc xác định dòng thời gian là vô cùng khó khăn, vì chỉ những tảng đá cổ xưa nhất trên Trái Đất mới có niên đại đủ xa để tìm ra câu trả lời. Tuy nhiên, những năm 2010 đã phần nào làm sáng tỏ vấn đề này.

Các nghiên cứu ở Greenland và Úc đã tìm thấy bằng chứng về sự dịch chuyển của các lớp đá bắt đầu từ khoảng 3,2 tỷ năm trước. Điều đó có nghĩa là các mảng kiến tạo không hình thành cho đến khi Trái Đất đã hơn một tỷ năm tuổi.

Mặc dù điều này giúp thu hẹp dòng thời gian, câu hỏi về cách thức các mảng kiến tạo hình thành vẫn còn gây tranh cãi.

Các lý thuyết đằng sau sự hình thành mảng kiến tạo

Một số giả thuyết đã xuất hiện để giải thích nguồn gốc của các mảng kiến tạo. Một giả thuyết lâu đời cho rằng trong một tỷ năm đầu tiên của Trái Đất, lớp vỏ vẫn đang hình thành khi Trái Đất nguội đi, nhưng sau đó lõi bắt đầu nguội đi và lớp vỏ cứng lại.

Một số nhà nghiên cứu cho rằng các mảng kiến tạo hình thành tại thời điểm này là do sự khác biệt về mật độ bên trong lớp vỏ mới đông đặc khiến nó vỡ thành nhiều mảnh.

Một số người khác lại cho rằng các mảng kiến tạo được hình thành về cơ bản thông qua các quá trình tương tự như chúng đang trải qua ngày nay.

Khi lớp vỏ Trái Đất đông cứng lại, một số phần của nó nguội đi nhanh hơn những phần khác, và bị kéo xuống dưới trong khi những phần nóng hơn của lớp vỏ nhô lên, một quá trình vẫn tiếp diễn cho đến ngày nay. Ngay lúc này, Bắc Mỹ đang dần chìm xuống do chính những lực này.

Năm 2020, một giả thuyết khác đã được đưa ra, và có lẽ là thuyết phục nhất từ trước đến nay. Một nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học Mỹ và Trung Quốc đã tạo ra một mô hình máy tính để tái hiện thời kỳ sơ khai của hành tinh.

Trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Communications, họ đã đưa ra bằng chứng cho giả thuyết Trái Đất đang giãn nở. Giả thuyết này lập luận rằng lớp vỏ Trái Đất ban đầu nguội đi thành một khối thống nhất, nhưng khi làm như vậy, nó đã giữ lại lượng nhiệt vẫn còn tỏa ra từ lõi.

Lượng nhiệt này cuối cùng tích tụ đến mức hành tinh bắt đầu giãn nở, làm nứt vỡ bề mặt để thích ứng với sự giãn nở. Mô hình này vẫn còn khá mới, nhưng hy vọng rằng cuối cùng nó có thể khép lại một trong những bí ẩn lớn nhất của địa chất.