Ngoài khơi đảo Vancouver ở vùng Cascadia, nơi mảng Juan de Fuca và Explorer di chuyển chậm bên dưới mảng Bắc Mỹ, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Columbia ở Mỹ ghi nhận đới hút chìm đang trong quá trình vỡ thành nhiều mảnh. Họ sử dụng kết hợp hình ảnh phản xạ địa chấn và ghi chép chi tiết về động đất để rút ra phát hiện. Kết quả nghiên cứu công bố trên tạp chí Science Advances hồi tháng 9 hé lộ cách Trái Đất tiến hóa và đặt ra câu hỏi mới về nguy cơ động đất trong tương lai ở vùng tây bắc Thái Bình Dương.

Các đới hút chìm là nơi diễn ra những sự kiện kiến tạo mạnh mẽ nhất trên Trái Đất. Chúng đẩy lục địa di chuyển khắp toàn cầu, gây ra động đất và phun trào núi lửa, tái tạo vỏ hành tinh. Các nhà địa chất học vẫn đang chật vật giải đáp chính xác cuối cùng hệ thống đồ sộ này sẽ ngừng hoạt động như thế nào.

Dữ liệu địa chấn được thu thập trong Thí nghiệm chụp ảnh địa chấn Cascadia 2021 (CASIE21) trên tàu nghiên cứu của Đài quan sát Trái Đất Lamont-Doherty, Marcus G. Langseth. Nhà khoa học Lamont Suzanne Carbotte cùng với đồng nghiệp Anne Bécel truyền sóng âm từ tàu tới đáy biển và ghi lại tiếng vọng bằng dây dài 15 km của thiết bị nghe dưới nước, qua đó tạo ra hình ảnh độ phân giải cao của đứt gãy và vết nứt sâu dưới đáy đại dương, tiết lộ nơi mảng kiến tạo bị vỡ.

“Đây là lần đầu tiên chúng tôi có cái nhìn rõ nét về một đới hút chìm đang chết dần. Thay vì ngừng hoạt động toàn bộ, mảng kiến tạo bị tách rời, tạo ra nhiều vi mảng nhỏ hơn và ranh giới mới”, Brandon Shuck, trợ lý giáo sư tại Đại học Louisiana, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Nhóm nghiên cứu quan sát các vết rách cắt xuyên qua mảng Juan de Fuca, bao gồm vết nứt lớn khiến mảng kiến tạo thụt xuống khoảng 5 km. Dữ liệu động đất xác nhận mảng này chưa bị vỡ hoàn toàn nhưng cũng gần tới mức đó. Dọc theo vết rách dài 75 km, một số đoạn vẫn còn hoạt động địa chấn trong khi những đoạn khác có vẻ tĩnh lặng một cách kỳ lạ.

Nghiên cứu phát hiện quá trình tan vỡ diễn ra theo từng giai đoạn, thay vì đứt gãy đột ngột ở toàn bộ mảng kiến tạo, nó dần dần vỡ ra từng phần. Khi các mảnh nhỏ hơn tách rời, mảng lớn hơn mất đi động lượng. Thời gian để mỗi mảnh tách rời kéo dài vài triệu năm, nhưng kết hợp với nhau, những giai đoạn này có thể dần dần khiến toàn bộ hệ thống hút chìm ngừng hoạt động.

Cơ chế tan rã từng phần trên giúp lý giải thích các đặc điểm khó hiểu trong lịch sử Trái Đất như mảnh vỡ còn sót lại của mảng kiến tạo và những đợt hoạt động núi lửa dữ dội bất thường. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ tìm hiểu liệu động đất lớn có thể xảy ra ở một trong những chỗ nứt vỡ mới phát hiện hay không. Vùng Cascadia có khả năng gây ra các trận động đất và sóng thần rất lớn, do đó tìm hiểu tác động của mảng nứt vỡ sẽ giúp cải thiện mô hình nghiên cứu nguy cơ địa chấn ở tây bắc Thái Bình Dương.

An Khang (Theo Sci Tech Daily, Columbia Climate School)