Kiến tạo mảng — Ranh giới, chuyển động và động đất

Kiến tạo mảng là ý tưởng cho rằng lớp vỏ cứng bên ngoài của Trái Đất bị chia thành các mảng lớn luôn chuyển động. Khi các mảng này tách ra, va vào nhau hoặc trượt ngang qua nhau, chúng tạo nên nhiều kiểu phân bố lớn trên hành tinh: các vành đai động đất, dãy núi, rãnh đại dương và nhiều núi lửa.

Nếu chỉ nhớ một điều, hãy nhớ điều này: kiến tạo mảng chủ yếu nói về chuyển động tương đối. Để hiểu một khu vực, hãy hỏi các mảng đang chuyển động như thế nào so với nhau.

Mảng kiến tạo là gì?

Mảng kiến tạo là một phần lớn của thạch quyển Trái Đất, bao gồm vỏ Trái Đất và phần trên cùng cứng của lớp phủ. Một mảng có thể mang vỏ đại dương, vỏ lục địa hoặc cả hai.

Điểm quan trọng là các mảng chuyển động như những đơn vị thống nhất trong thời gian địa chất. Các lục địa không tự trôi riêng lẻ trên một đáy đại dương không đổi. Chúng là một phần của các mảng đang chuyển động.

Ba loại ranh giới mảng

Ranh giới phân kỳ: các mảng tách xa nhau

Tại ranh giới phân kỳ, hai mảng chuyển động ra xa nhau. Điều này thường xảy ra ở các sống núi giữa đại dương, nơi vỏ đại dương mới hình thành khi vật chất nóng dâng lên và nóng chảy bên dưới sống núi.

Động đất ở đây thường nông. Hoạt động núi lửa cũng phổ biến, nhưng thường ít bùng nổ hơn so với núi lửa phía trên các đới hút chìm.

Ranh giới hội tụ: các mảng tiến lại gần nhau

Tại ranh giới hội tụ, các mảng chuyển động về phía nhau. Điều gì xảy ra tiếp theo phụ thuộc vào loại vỏ tham gia.

Nếu một mảng đại dương gặp một mảng khác và chìm xuống dưới nó, quá trình đó được gọi là hút chìm. Các đới hút chìm gắn liền với rãnh đại dương sâu, động đất mạnh và nhiều núi lửa. Nếu thay vào đó hai lục địa va chạm, các dãy núi lớn có thể hình thành, nhưng cung núi lửa rộng khắp không phải là kết quả mặc định.

Ranh giới trượt bằng: các mảng trượt ngang qua nhau

Tại ranh giới trượt bằng, các mảng trượt ngang qua nhau. Những ranh giới này đặc biệt nổi tiếng vì động đất, bởi ứng suất có thể tích tụ rồi giải phóng đột ngột dọc theo các đứt gãy.

Ranh giới trượt bằng thường không tạo ra hay phá hủy những vùng vỏ lớn. Dấu hiệu chính của chúng là chuyển động ngang và hoạt động địa chấn.

Vì sao các mảng chuyển động

Chuyển động của mảng liên quan đến các quá trình do nhiệt chi phối bên trong Trái Đất, nhưng không nên rút gọn nó thành một lực đẩy đơn giản. Các nhà địa khoa học thường bàn về đối lưu lớp phủ cùng với các tác động liên quan đến trọng lực như lực kéo mảng chìm và lực đẩy từ sống núi.

Mức độ quan trọng tương đối của các tác động đó phụ thuộc vào bối cảnh kiến tạo. Ví dụ, một mảng đang hút chìm có thể tạo ra lực kéo mạnh, nhưng cơ chế đó chỉ áp dụng ở nơi có hút chìm.

Ví dụ phân tích: dãy Andes và rãnh Peru–Chile

Một ví dụ thực tế điển hình là ranh giới giữa mảng Nazca và mảng Nam Mỹ dọc theo bờ tây Nam Mỹ. Đây là một ranh giới hội tụ.

Mảng Nazca là mảng đại dương và nó chuyển động về phía mảng Nam Mỹ. Vì thạch quyển đại dương thường đặc hơn thạch quyển lục địa, mảng Nazca bị hút chìm xuống dưới mảng Nam Mỹ trong bối cảnh này. Chỉ riêng kiểu chuyển động đó đã giải thích được nhiều đặc điểm lớn cùng lúc:

• một rãnh ngoài khơi hình thành tại nơi mảng uốn cong đi xuống
• động đất xảy ra khi các mảng bị khóa, trượt và biến dạng
• sự hình thành magma phía trên mảng đang hút chìm duy trì hoạt động núi lửa ở dãy Andes
• sự nén ép góp phần xây dựng và nâng cao các dãy núi

Đó là lý do kiến tạo mảng hữu ích. Một kiểu chuyển động có thể liên kết địa hình, động đất và hoạt động núi lửa theo cách dễ nhớ hơn là một danh sách các sự kiện rời rạc.

Vì sao động đất xảy ra gần ranh giới mảng

Các mảng không chuyển động trơn tru ở mọi nơi. Ma sát có thể khóa một số phần của ranh giới trong khi chuyển động vẫn tiếp diễn ở nơi khác, nên ứng suất tích tụ theo thời gian. Khi đá cuối cùng bị vỡ hoặc một đứt gãy trượt đi, năng lượng đàn hồi tích trữ đó được giải phóng dưới dạng động đất.

Các loại ranh giới khác nhau tạo ra các kiểu động đất khác nhau. Ranh giới phân kỳ có xu hướng tạo ra động đất nông. Các đới hút chìm có thể tạo ra động đất nông, trung gian và sâu vì một mảng đi xuống lớp phủ. Ranh giới trượt bằng chủ yếu có động đất nông dọc theo các đứt gãy trượt ngang.

Những nhầm lẫn thường gặp trong kiến tạo mảng

Nghĩ rằng các lục địa tự chuyển động riêng

Trong kiến tạo mảng hiện đại, các lục địa chuyển động vì chúng nằm gắn trong các mảng. Mảng mới là đơn vị chuyển động.

Cho rằng mọi ranh giới hội tụ đều tạo ra núi lửa

Các cung núi lửa phổ biến ở nơi có hút chìm. Chúng không phải là kết quả được mong đợi trong mọi va chạm lục địa.

Cho rằng động đất chỉ xảy ra ở ranh giới mảng

Phần lớn các trận động đất lớn đúng là tập trung gần ranh giới mảng, nhưng một số xảy ra bên trong mảng. Bản đồ ranh giới giải thích được nhiều trường hợp, nhưng không phải tất cả.

Coi tốc độ mảng là toàn bộ câu chuyện

Tốc độ mảng rất quan trọng, nhưng loại ranh giới, tính chất đá, hình học đứt gãy và việc các mảng có bị khóa hay không cũng ảnh hưởng đến kiểu phân bố động đất và núi lửa.

Kiến tạo mảng được dùng ở đâu

Kiến tạo mảng được dùng để giải thích các vùng động đất, cung núi lửa, nguy cơ sóng thần, quá trình tạo núi, sự tách giãn đáy biển và sự tiến hóa lâu dài của lục địa và đại dương. Đây cũng là điểm khởi đầu thực tế cho đánh giá hiểm họa, vì biết loại ranh giới sẽ giúp thu hẹp những kiểu sự kiện có khả năng xảy ra nhất.

Hãy tự thử một phiên bản của riêng bạn

Hãy chọn một ranh giới mảng trên bản đồ thế giới và đặt ba câu hỏi: các mảng đang tách ra, tiến lại gần nhau hay trượt ngang qua nhau; điều đó sẽ tạo ra những đặc điểm bề mặt nào; và bạn sẽ dự đoán loại động đất nào ở đó? Cách kiểm tra nhanh này thường đủ để giúp bạn ghi nhớ khái niệm.