Hình ảnh địa chấn cho thấy sự phân mảnh dần dần của mảng kiến ​​tạo dưới đáy Thái Bình Dương

Các nhà nghiên cứu đã xác định được một vùng hút chìm đang trải qua quá trình phân mảnh tích cực sâu trong đại dương. Mảng kiến ​​tạo Juan de Fuca có dấu hiệu tan rã dần dần khi nó chìm xuống bên dưới Bắc Mỹ. Hiện tượng này khác với mô hình truyền thống về một vụ sụp đổ địa chất đơn lẻ, trong đó cấu trúc sẽ sụp đổ cùng một lúc. Các nhóm hải dương học đã sử dụng công nghệ phản xạ âm thanh tiên tiến để lập bản đồ đáy biển với độ chính xác cao. Dữ liệu cho thấy cấu trúc đá khổng lồ vỡ thành nhiều mảnh nhỏ hơn trong quá trình di chuyển xuống phía dưới lớp phủ Trái đất.

Phát hiện này là một phần của nghiên cứu chi tiết được công bố trên tạp chí khoa học Science Advances. Việc lập bản đồ cung cấp bằng chứng vật lý chưa từng có về sự tiến hóa của các hệ thống kiến ​​tạo khổng lồ hình thành nên bề mặt hành tinh. Các chuyên gia đang tìm cách cải thiện sự hiểu biết của họ về cơ chế động đất ở Tây Bắc Thái Bình Dương dựa trên những quan sát mới này. Hoạt động của các đứt gãy địa chất quyết định lượng năng lượng địa chấn được giải phóng trong quá trình chấn động. Thông tin mới làm thay đổi quan điểm học thuật về vòng đời của các ranh giới hội tụ trong đại dương.

Lập bản đồ âm thanh và động lực học ở vùng Cascadia

Quá trình này diễn ra ngoài khơi đảo Vancouver. Các mảng đại dương Juan de Fuca và Explorer trượt liên tục bên dưới mảng lục địa Bắc Mỹ. Các nhà khoa học đã áp dụng kỹ thuật chụp ảnh địa chấn kết hợp với hồ sơ chấn động cục bộ để hiểu được chuyển động. Quan sát trực tiếp cho thấy cấu trúc này không đi sâu vào bên trong hành tinh một cách nguyên vẹn. Lớp vỏ trải qua các vết nứt liên tiếp và nghiêm trọng trong quá trình dịch chuyển xuống dưới.

Thông tin này bắt nguồn từ Thí nghiệm chụp ảnh địa chấn Cascadia năm 2021. Hoạt động diễn ra trên tàu nghiên cứu Marcus G. Langseth, được trang bị công nghệ tiên tiến. Các nhà nghiên cứu từ Trường Khí hậu của Đại học Columbia đã điều phối việc thu thập dữ liệu biển phức tạp. Suzanne Carbotte và Anne Bécel là thành viên của nhóm chịu trách nhiệm vận hành các nhạc cụ acoustic. Nhóm đã triển khai một mạng lưới cảm biến dưới nước dài 15 km. Thiết bị phát ra sóng âm thanh về phía đáy đại dương để tạo ra hình ảnh ba chiều của khu vực.

Phương pháp này hoạt động theo cách tương tự như kiểm tra siêu âm nhằm vào các lớp bên trong của Trái đất. Sự phản xạ âm thanh đã vạch ra những phần của lớp vỏ bị vỡ ra ở độ sâu lớn, nơi áp suất cực lớn. Phân tích đã xác định các đứt gãy cấu trúc sâu trong lớp đá rắn tạo nên đáy đại dương. Một trong những vết nứt chính có độ dốc thẳng đứng khoảng 5 km. Độ phân giải của hình ảnh cho phép chúng tôi hình dung được độ phức tạp hình học của vật liệu đá bị phân mảnh.

Đặc điểm của sự sụp đổ và hình thành vi mảng

Brandon Shuck dẫn đầu nghiên cứu trong thời gian làm nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia. Giáo sư hiện tại tại Đại học bang Louisiana mô tả động lực học là một quá trình cơ học có quán tính cao. Việc bắt đầu một đới hút chìm đòi hỏi một sức mạnh tự nhiên cực lớn. Chuyển động liên tục tăng tốc độ và trở nên khó bị gián đoạn bằng các phương tiện thông thường. Tuy nhiên, cấu trúc khổng lồ này mất đi sự gắn kết theo thời gian do ma sát liên tục.

Giám sát âm thanh và địa chấn nêu bật các yếu tố cụ thể của sự phân hủy cấu trúc dưới đáy biển:

• Sự hình thành một đứt gãy địa chất dài 75 km và có hoạt động địa chấn thay đổi.
• Sự xen kẽ giữa các khu vực thường xuyên rung chuyển và các khu vực im lặng địa chấn dị thường.
• Sự tách rời các phần đá theo các giai đoạn kế tiếp theo thời gian địa chất.
• Sự xuất hiện của các mảng vi mô nhỏ hơn với các biên giới mới của ma sát kiến ​​tạo.

Tấm phân chia dần dần thay vì dừng chuyển động đột ngột và hoàn toàn. Sự tách rời của một khối đá sẽ ngăn chặn việc tạo ra chấn động ở phần đứt gãy cụ thể đó. Việc không tiếp xúc vật lý giữa các bộ phận giúp loại bỏ ma sát cần thiết để tạo ra sóng địa chấn đáng chú ý. Những khoảng trống im lặng cho thấy sự mở rộng dần dần của các vết nứt ngầm trong khu vực được lập bản đồ. Vật liệu tách ra tiếp tục đi xuống lớp phủ Trái đất một cách độc lập với tấm chính.

Leia Também

Hoàng tử William và Kate giới thiệu Otto, chú chó cocker spaniel mới của gia đình hoàng gia

Đảng Cộng hòa bị chia rẽ vì chiến tranh với Iran và kích động đối đầu với Trump

Apple tiết lộ kỳ vọng về iOS 27 trước hội nghị vào tháng 6

Sự đóng cửa từng giai đoạn của hệ thống hút chìm

Các đới hút chìm đóng vai trò trung tâm trong địa chất toàn cầu và sự hình thành các lục địa. Họ di chuyển những khối đất khổng lồ và tái chế lớp vỏ đại dương cổ xưa trở lại bên trong hành tinh. Hoạt động liên tục của các hệ thống này sẽ tiêu thụ các đại dương và chồng chất các lục địa một cách không bền vững. Cộng đồng khoa học đã nghiên cứu các cơ chế khiến các ranh giới hội tụ này bị vô hiệu hóa trong nhiều thập kỷ. Nghiên cứu gần đây đưa ra câu trả lời chắc chắn dựa trên khái niệm chấm dứt theo từng giai đoạn.

Sự đóng cửa xảy ra theo từng phần, với các phân đoạn khác nhau bị hỏng vào những thời điểm khác nhau trong lịch sử địa chất. Sự mất khối lượng làm giảm lực hấp dẫn kéo tấm chính xuống đều đặn. Lực đẩy giảm khi các mảnh nhỏ tách ra khỏi cấu trúc trung tâm và chìm xuống. Quá trình hoàn toàn bế tắc đòi hỏi hàng triệu năm để hiện thực hóa hoàn toàn. Sự diễn ra cực kỳ chậm chạp của hiện tượng này khiến việc quan sát theo thời gian thực ở những nơi khác trên thế giới trở nên khó khăn.

Suzanne Carbotte chỉ ra rằng các mô hình lý thuyết đã dự đoán được sự chậm lại tự nhiên của quá trình hút chìm. Sự tiếp xúc của các phần nhẹ hơn của lớp vỏ với giới hạn của vùng nhúng làm thay đổi động lực học của các lực liên quan. Nghiên cứu hiện tại cung cấp bằng chứng trực quan rõ ràng đầu tiên về cơ chế này. Mô hình phân mảnh giải thích các dị thường địa chất được ghi nhận ở các khu vực khác trên hành tinh. Tàn tích của mảng Farallon cổ, nằm gần Baja California, là minh chứng cho kết quả cuối cùng của kiểu sụp đổ cấu trúc này.

Tác động đến đánh giá rủi ro ở Tây Bắc Thái Bình Dương

Việc xác định các đứt gãy mới hướng sự tập trung của các nhà khoa học vào việc truyền bá năng lượng địa chấn. Các chuyên gia đang đánh giá xem liệu một vết nứt có cường độ lớn có thể vượt qua các vết nứt mới được lập bản đồ mà không bị mất sức mạnh hay không. Hình dạng phân mảnh của tấm có khả năng làm thay đổi hướng và cường độ của sóng xung kích. Hoạt động của vật liệu đá dưới áp lực cực độ quyết định mức độ nghiêm trọng của chấn động cảm nhận được trên bề mặt. Mạng cảm biến tiếp tục theo dõi những bất thường về âm thanh ở vùng ven biển.

Dữ liệu được thu thập không làm giảm mức cảnh báo đối với bờ biển phía tây Bắc Mỹ. Vùng Cascadia duy trì khả năng địa chất để tạo ra các sự kiện địa chấn cực đoan và sóng thần tàn khốc. Sự căng thẳng tích tụ ở những khu vực còn nguyên vẹn của mảng bám đòi hỏi các cơ quan quản lý rủi ro phải theo dõi liên tục. Việc tích hợp các biến cấu trúc mới cải thiện các mô hình dự đoán thảm họa toán học. Kịch bản mô phỏng kết hợp phân chia vi mảng để tính toán độ dịch chuyển chính xác của đáy biển.

Lập bản đồ ba chiều của lớp vỏ dưới đặt ra tiêu chuẩn kỹ thuật mới cho nghiên cứu hải dương học. Việc sử dụng sóng âm tần số thấp chứng tỏ tính hiệu quả trong việc xuyên qua những tảng đá dày đặc và sâu. Các viện địa vật lý có kế hoạch mở rộng phương pháp quét tới các ranh giới kiến ​​tạo hoạt động khác trên toàn cầu. Thu thập dữ liệu liên tục cung cấp cho ngân hàng thông tin về biến dạng đáy biển Thiết bị được lắp đặt trên tàu Marcus G. Langseth đóng vai trò là cơ sở hoạt động cho các cuộc thám hiểm khoa học trong tương lai ở Vành đai lửa Thái Bình Dương.