Siêu mảng đá nóng thúc đẩy châu Phi tách đôi

[june04]

Các nhà nghiên cứu phát hiện bằng chứng mới cho thấy châu Phi đang tách rời do một siêu mảng đá nóng sâu trong lớp phủ bên dưới Đới tách giãn Đông Phi.


Đới tách giãn Đông Phi thúc đẩy hoạt động núi lửa ở những nơi như núi lửa Erta Ale tại Ethiopia. Ảnh: Mike Korostelev

Live Science hôm 27/5 đưa tin một siêu mảng đá nóng khổng lồ đang nhô lên bên dưới châu Phi, gây ra hoạt động núi lửa dữ dội và tách đôi lục địa. Giới địa chất học từ lâu đã biết châu Phi đang chậm rãi tách ra tại khu vực gọi là Đới tách giãn Đông Phi (EARS), nhưng nguyên nhân thúc đẩy quá trình địa chất này vẫn còn gây tranh cãi. Giờ đây, một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters đưa ra bằng chứng địa hóa học cho thấy một siêu mảng đá nóng đang đẩy lên và làm nứt vỏ châu Phi.

Các nhà khoa học nhận thấy khí tại trường địa nhiệt Meengai ở trung tâm Kenya có dấu hiệu hóa học đến từ sâu bên trong lớp phủ của Trái Đất, có khả năng từ giữa đáy lớp phủ và lõi. Theo một thông báo từ Đại học Glasgow ở Scotland, dấu hiệu này tương đồng với khí tìm thấy trong đá núi lửa ở phía bắc tại Biển Đỏ và phía nam tại Malawi, cho thấy tất cả những nơi này đều nằm trên cùng một lớp đá sâu trong lớp phủ.

"Các dấu hiệu từ sâu trong lớp phủ quan sát ở những đoạn khác nhau của EARS rất giống nhau, chứng tỏ chúng đều đến từ một nguồn chung rất sâu", Biying Chen, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trường Địa chất học thuộc Đại học Edinburgh ở Scotland, cho biết.

EARS là hệ thống đứt gãy lục địa lớn nhất đang hoạt động trên Trái Đất, kéo dài khoảng 3.500 km qua châu Phi. Thạch quyển, lớp vỏ đá và phần trên lớp phủ của Trái Đất dần tách ra qua đứt gãy này trong khoảng 35 triệu năm. Quá trình này tạo ra mạng lưới thung lũng cắt ngang qua đỉnh của lục địa từ Biển Đỏ ở đông bắc châu Phi đến Mozambique ở phía nam châu Phi.

Nghiên cứu trước đây xác định dấu hiệu của mảng đá sâu trong lớp phủ dưới EARS thông qua khí hiếm. Các khí như heli và neon rất hiếm và trơ, có nghĩa chúng thường không phản ứng hóa học với hợp chất khác. Do đó, chúng tồn tại lâu dài, vì vậy nhà nghiên cứu có thể sử dụng chúng để theo dõi quá trình địa chất dài hạn. Tuy nhiên, Chen nhấn mạnh các dấu hiệu địa hóa học này cực khan hiếm và thường gây tranh cãi.

Để làm rõ hoạt động diễn ra dưới EARS, nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị độ chính xác cao để tìm kiếm đồng vị neon (Ne) trong các khí ở Kenya và họ phát hiện một dấu hiệu từ sâu trong lớp phủ. Dấu hiệu trong các khí rất giống với dấu hiệu bề mặt cổ xưa nhất ở Hawaii, nơi cũng nằm trên một mảng đá sâu trong lớp phủ.

Sau khi nhóm nghiên cứu đánh giá kỹ lưỡng dữ liệu, họ tin chắc dấu hiệu này chính xác và tương đồng với dấu hiệu được tìm thấy ở nhiều nơi khác của đứt gãy. Theo Chen, mảng đá EARS có khả năng bắt nguồn từ ranh giới giữa lớp lõi và lớp phủ, ở độ sâu khoảng 2.900 km bên trong Trái Đất.

"Nhiều khả năng một khối lớn vật liệu nóng nổi lên từ sâu trong Trái Đất đã thay thế lớp phủ ban đầu dưới EARS", Chen nói. "Khi nó dâng lên và gặp thạch quyển rắn lạnh hơn, nó lan rộng, tạo ra đủ lực để làm nứt thạch quyển mỏng, dẫn đến hoạt động núi lửa mạnh mẽ trong vùng".