- Trang Chủ
- Địa Lý
- Cấu trúc và các qúa trình hình thành đại dương ( Nhà xuất bản đại học quốc gia hà nội ) - Chương 4
Xem mẫu
- CH¬NG 4
CÊU T¹O Vµ Sù h×nh THµNH líp TH¹CH QUYÓN
§¹I D¬NG
C¸c th«ng tin vÒ cÊu tróc líp vá ®¹i d¬ng vµ manti trªn chñ yÕu dùa vµo
bèn nguån kÕt qña nghiªn cøu sau: (1) C¸c nghiªn cøu ®Þa vËt lÝ, trong ®ã bao
gåm c¸c nghiªn cøu vÒ ®Þa chÊn ph¶n x¹, khóc x¹, tõ trêng, träng lùc vµ ®Þa
nhiÖt; (2) C¸c nghiªn cøu trong phßng thÝ nghiÖm vÒ ®Æc tÝnh vËt lý cña c¸c mÉu
®Êt ®¸ trªn ®¸y ®¹i d¬ng vµ trong lâi khoan s©u; (3) C¸c nghiªn cøu thùc ®Þa,
®iÒu tra kh¶o s¸t, quay phim, chôp ¶nh tõ tµu ngÇm; vµ (4) C¸c nghiªn cøu vÒ
phøc hÖ ophiolit trªn ®Êt liÒn. §Æc biÖt nhê ph¬ng ph¸p ®Þa chÊn khóc x¹,
ngêi ta ®· ph¸t hiÖn ra cÊu tróc ph©n tÇng cña líp th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng víi
tèc ®é lan truyÒn t¨ng dÇn cña sãng ®Þa chÊn (tèc ®é sãng ©m thanh xuyªn qua
c¸c tÇng nham th¹ch) theo chiÒu s©u. Mçi tÇng ®Þa chÊn ë ®©y sÏ ®îc ®¸nh sè
theo thø tù tõ 1 (trªn cïng) ®Õn 4, vµ t¬ng øng víi chóng lµ c¸c tÇng nham
th¹ch ®îc m« t¶ nh trªn h×nh 4.1.
- H×nh 4.1: (a) S¬ ®å mÆt c¾t líp th¹ch quyÓn vïng §¹i T©y D¬ng víi ®é
phãng ®¹i lín theo trôc ®øng. VËn tèc sãng ®Þa chÊn ®îc tÝnh b»ng
km/s. Tªn cña mçi líp nham th¹ch trong cét ®Þa tÇng sÏ ®îc minh häa
cô thÓ trªn h×nh 4.2
H×nh 4.1: (b) CÊu tróc ph©n líp ®Þa chÊn cña vá ®¹i d¬ng vµ manti trªn.
Tèc ®é lan truyÒn cña sãng däc P t¨ng dÇn theo chiÒu s©u. MÆt c¾t (a)
t¬ng øng víi cét ®Þa tÇng n»m trong giíi h¹n hai ®êng th¼ng A-B.
Sãng ®Þa chÊn P lµ mét lo¹i sãng nÐn, t¬ng tù nh sãng ©m trong
kh«ng khÝ. Mçi mét tÇng ®Þa chÊn t¬ng øng víi mét kiÓu nham th¹ch
trong cét ®Þa tÇng ë bªn ph¶i
CÊu t¹o ph©n tÇng cña líp vá tr¸i ®Êt trªn ®¸y ®¹i d¬ng cã thÓ ®îc m« t¶
tãm t¾t nh sau :
(i) C¸c tÇng ®¸ phun trµo (2-4) lµ kÕt qña cña qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn
sinh ra líp vá ®¹i d¬ng, sau ®ã bÞ ch«n vïi bëi c¸c tÇng trÇm tÝch 1 vµ r¾n kÕt
l¹i.
(ii) C¸c tÇng 2 vµ 3 thuéc thµnh phÇn cÊu t¹o cña vá ®¹i d¬ng víi bÒ dµy
chung kho¶ng 6-7km, (trõ c¸c líp n»m bªn díi trôc t¸ch d·n ®ang ho¹t ®éng
hoÆc gÇn c¸c ®øt g·y biÕn d¹ng vµ ®íi nøt vì).
(iii) N»m díi ranh giíi cña tÇng trÇm tÝch 1 vµ tÇng ®¸ 3 lµ c¸c tÇng ®¸ cã
tèc ®é sãng ®Þa chÊn t¨ng ®ét biÕn. N»m gi÷a tÇng ®¸ gabro cña líp vá tr¸i ®Êt
vµ tÇng peridotit cña manti trªn lµ bÒ mÆt Mohorovic (Moho).
(iv) Trong c¸c tÇng ®¸ 2 vµ 3 kh«ng cã sù thay ®æi ®ét ngét tèc ®é cña sãng
®Þa chÊn, nhng cã sù t¨ng dÇn vËn tèc theo chiÒu s©u. Ranh giíi gi÷a c¸c phô
líp trong tÇng 2 vµ gi÷a tÇng ®¸ 2 vµ tÇng ®¸ 3 ®îc ph©n chia theo sù biÕn ®æi
nµy.
(v) MÆc dï kh¸c nhau (h×nh 4.2), nhng c¸c tÇng ®¸ 2 vµ 3 vÉn cã sù t¬ng
®ång vÒ thµnh phÇn hãa häc vµ kho¸ng vËt, theo tØ lÖ phÇn tr¨m hµm lîng t¨ng
dÇn sÏ lµ fenpat plagiocla, pyroxen vµ olivin. TÇng 4 kh¸c biÖt hoµn toµn víi hai
tÇng trªn c¶ vÒ thµnh phÇn hãa häc vµ kho¸ng vËt, trong tÇng nµy cã chøa bÒ
- mÆt ranh giíi ®Þa chÊn ®ét biÕn (Moho) n»m trªn cïng. Thµnh phÇn kho¸ng vËt
chÝnh cña peridotit trong tÇng 4 lµ olivin vµ pyroxen.
(vi) Sù ph©n chia gi÷a c¸c phô líp trong tÇng 2 (h×nh 4.1) ph¶i dùa vµo c¸c
mÉu lâi khoan cô thÓ. Phô líp 2A lµ c¸c gèi dung nham xèp víi nhiÒu khe nøt vµ
lç hæng (xem môc 4.1.1). Phô líp 2B lµ c¸c gèi dung nham Ýt xèp h¬n do bÞ c¸c
kho¸ng vËt sÐt vµ c¸c kho¸ng vËt biÕn ®æi kh¸c lÊp ®Çy lç hæng. Qóa tr×nh nµy
diÔn ra lµ nhê sù tiÕp xóc víi níc biÓn cña vá ®¹i d¬ng sau khi h×nh thµnh ®·
dÉn ®Õn nh÷ng biÕn ®æi vÒ hãa häc vµ thµnh phÇn kho¸ng vËt cña chóng, nÕu
nhiÖt ®é cµng cao, sù t¬ng t¸c cña líp vá víi níc biÓn cµng m¹nh. Trªn thùc
tÕ, kh«ng líp vá ®¹i d¬ng nµo sinh ra mµ kh«ng bÞ biÕn ®æi vµ biÕn chÊt ë mét
møc ®é nµo ®ã. Do vËy, mét sè ý kiÕn cho r»ng ranh giíi gi÷a hai phô líp 2B, 2C
vµ gi÷a 2C víi tÇng 3 nªn dùa vµo møc ®é biÕn ®æi cña c¸c líp ®Êt ®¸ h¬n lµ dùa
vµo sù kh¸c biÖt vÒ thµnh phÇn gi÷a chóng (xem ch¬ng 5).
(vii) Tèc ®é lan truyÒn cña sãng ®Þa chÊn trong tÇng 2 biÕn ®æi nhanh h¬n
tÇng 3 lµ bëi sù co khÐp cña c¸c khe nøt vµ lç hæng trong c¸c líp dung nham kÕ
tiÕp nhau khi ®i xuèng s©u do ¸p lùc dån nÐn cña c¸c tÇng. Ngoµi ra, tèc ®é sãng
®Þa chÊn qua tÇng 2 cã xu híng t¨ng theo tuæi v× cµng xa trôc sèng nói, c¸c
tÇng ®Êt ®¸ cµng trë nªn r¾n ch¾c do c¸c khe hë vµ lç hæng cßn l¹i ®Òu bÞ lÊp
dÇn bëi c¸c kho¸ng vËt míi thµnh t¹o tõ sù t¬ng t¸c gi÷a nham th¹ch vµ níc
biÓn.
(a) (b)
(c) (d)
- (e)
H×nh 4.2: Mét sè lo¹i ®¸ trÇm tÝch vµ phun trµo cã trong líp vá ®¹i d¬ng
vµ manti
(a) TrÇm tÝch bïn biÓn th¼m (líp 1); (b) C¸c m¶nh vì dung nham bazan
d¹ng gèi (líp 2); (c) C¸c m¶nh vì dung nham bazan d¹ng dyke (líp 2);
(d) Gabro (líp 3); (e) Peridotit (líp 4)
C©u hái 4.1 T¹i sao c¸c tÇng ®¸ dung nham bÞ nøt vì cã tèc ®é sãng ®Þa
chÊn nhá h¬n c¸c tÇng ®¸ cïng lo¹i nhng kh«ng bÞ nøt vì?
4.1. Sù THµNH T¹O cña líp TH¹CH QUYÓN §¹I D¦¥NG
Vïng trôc n»m gi÷a hÖ thèng sèng nói gi÷a ®¹i d¬ng lµ nh÷ng ®íi ho¹t
®éng phun trµo m¹nh mÏ nhÊt trªn Tr¸i ®Êt vµ ®ã lµ n¬i líp th¹ch quyÓn ®¹i
d¬ng ®îc sinh ra víi tèc ®é tõ 10 ®Õn 200km trªn mét triÖu n¨m (1-
20cm/n¨m).
- H×nh 4.3: (a) MÆt c¾t ngang qua vïng trôc sèng nói ®ang diÔn ra ho¹t
®éng phun trµo. Qóa tr×nh d©ng tråi cña manti trong quyÓn mÒm nót kÝn
khe hë n»m gi÷a c¸c m¶ng t¸ch d·n. Mét phÇn macma nãng ch¶y phun
trµo lªn bÒ mÆt ®¸y biÓn vµ h×nh thµnh nªn líp vá ®¹i d¬ng míi. Nh÷ng
phÇn cßn l¹i b¸m vµo r×a c¸c m¶ng th¹ch quyÓn. (b) S¬ ®å phãng ®¹i
c¸c ho¹t ®éng macma bªn díi vïng trôc sèng nói ngÇm (a). Lu ý r»ng
phÇn lín c¸c vËt chÊt macma ®îc kÕt tinh ngay trong lß macma - chi
tiÕt nµy cã thÓ kh«ng cÇn thiÕt ph¶i hiÓu râ
C¸c qu¸ tr×nh phun trµo diÔn ra t¹i ®©y cã hai ®iÓm kh¸c biÖt. Thø nhÊt,
kh«ng gièng nh ho¹t ®éng cña c¸c nói löa, chØ diÔn ra trong mét chu kú ®Þa
chÊt ng¾n, ho¹t ®éng phun trµo t¹i c¸c vïng trôc sèng nói kÐo dµi thµnh tõng
®ît liªn tôc trong suèt thêi gian tån t¹i cña mét ®¹i d¬ng, tøc lµ cã thÓ tíi vµi
tr¨m triÖu n¨m. Thø hai, tÊt c¶ c¸c vËt chÊt macma phun trµo ®Òu t¹o nªn líp
dung nham ®ång nhÊt tr¶i dµi hµng tr¨m triÖu km vu«ng ®¸y ®¹i d¬ng. Tuy
nhiªn, liªn quan tíi qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn, hiÖn vÉn cßn nhiÒu c©u hái
cha ®îc gi¶i ®¸p, ch¼ng h¹n nh: ho¹t ®éng phun trµo t¹i c¸c sèng nói ®¹i
d¬ng cã lµ nguyªn nh©n g©y ra chuyÓn ®éng t¸ch rêi gi÷a c¸c m¶ng hay kh«ng
hay chÝnh sù chuyÓn ®éng t¬ng ®èi gi÷a c¸c m¶ng ®· lµm ph¸t sinh ra c¸c ho¹t
®éng nµy? C©u tr¶ lêi sÏ ®îc gi¶i ®¸p ë c¸c phÇn tiÕp theo.
Nãi chung, xoay quanh qóa tr×nh t¸ch d·n nµy cßn nh÷ng ®iÒu cha râ rµng
nhng c¸c diÔn biÕn c¬ b¶n x¶y ra theo c¬ chÕ ho¹t ®éng chung nh m« t¶ trªn
h×nh 4.3 vÉn nhËn ®îc sù ®ång t×nh cña c¸c nhµ nghiªn cøu. Theo ®ã, c¸c vËt
chÊt manti n»m bªn díi th¹ch quyÓn - thuéc quyÓn mÒm - do tiÕn gÇn tíi ®iÓm
nãng ch¶y nªn cã ®Æc tÝnh dÎo ®· d©ng tråi qua trôc sèng nói vµ lÊp ®Çy khe
trèng ®îc t¹o thµnh gi÷a hai m¶ng t¸ch rêi. Khi líp quyÓn mÒm n»m díi ®Ønh
trôc bÞ hót lªn, c¸c vËt chÊt peridotit cã trong thµnh phÇn cña chóng sÏ bÞ nãng
ch¶y tõng phÇn vµ h×nh thµnh c¸c khèi macma bazan ngay trong líp vá vµ ®îc
- gäi lµ lß macma. Qóa tr×nh phun trµo cña c¸c lß macma qua khe trôc lµ ®iÓm
gèc cña c¸c chång gèi dung nham trªn ®¸y ®¹i d¬ng. Qóa tr×nh nµy dï xÈy ra
t¹i bÊt kú vÞ trÝ nµo däc theo trôc sèng nói còng ®Òu mang tÝnh ph©n ®ît vµ cuèi
mçi mét ®ît phun trµo cña nã lµ sù h×nh thµnh cña mét v¸ch dung nham trong
lßng c¸c khe nøt do sù r¾n kÕt cña mét lîng macma nµo ®ã (d¹ng dyke), bÒ
dµy phæ biÕn cña c¸c v¸ch nµy kho¶ng chõng 1m. Víi mçi ®ît phun trµo tiÕp
theo trong cïng mét khu vùc lµ sù ra ®êi cña mét khe nøt míi bªn c¹nh c¸c khe
nøt cò hoÆc còng cã thÓ ngay chÝnh t¹i líp v¸ch dung nham võa ®îc h×nh thµnh
tríc ®ã. VÞ trÝ c¸c ®ai v¸ch dung nham thêng n»m ë phÇn díi cïng cña tÇng
®Þa chÊn 2 (phô tÇng 2C). PhÇn chÝnh cña khèi macma sÏ tõ tõ nguéi dÇn vµ kÕt
tinh b¾t ®Çu tõ thµnh lß khi hai m¶ng tiÕp tôc rêi xa nhau. Qóa tr×nh kÕt tinh
cña macma lµ nguyªn nh©n h×nh thµnh tÇng ®¸ gabrro cña líp 3 vµ tÇng
peridotit ph©n líp n»m trªn líp ®Þa chÊn 4. C¸c vËt chÊt n»m gi÷a lß macma cã
thÓ ®îc duy tr× ë tr¹ng th¸i láng trong mét thêi gian dµi do ®îc bæ sung liªn
tôc macma t¬i tõ díi s©u ®i lªn. Nh÷ng phÇn manti cßn l¹i cha bÞ nãng ch¶y
sÏ cïng c¸c m¶ng ph©n kú ch×m s©u xuèng díi t¹o thµnh phÇn cßn l¹i cña líp
th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng.
C©u hái 4.2 Gi¶ sö nÕu c¸c v¸ch dung nham ®îc h×nh thµnh trong qu¸
tr×nh t¸ch d·n cã bÒ dµy trung b×nh lµ 1m, hái thêi gian h×nh thµnh cña mçi
v¸ch sÏ lµ bao l©u ®èi víi c¸c khu vùc t¸ch d·n nh sèng nói ngÇm gi÷a §¹i
T©y D¬ng (tèc ®é t¸ch d·n cña mét m¶ng lµ 2cm/n¨m) vµ vïng ch©n lôc ®Þa
phÝa ®«ng Th¸i B×nh §¬ng (tèc ®é t¸ch d·n cña mét m¶ng lµ 8cm/n¨m)?
4.1.1. Dung nham d¹ng gèi : Líp vËt chÊt bªn ngoµi cña vá ®¹i
d¬ng
C¸c dung nham d¹ng gèi (lava) thêng xuÊt hiÖn t¹i nh÷ng khu vùc cã
sù phun trµo cña macma bazan díi níc, v× vËy phÇn vá bªn ngoµi cña líp vá
®¹i d¬ng cã cÊu t¹o chñ yÕu bëi c¸c dung nham lava - ®©y lµ mét lo¹i ®¸ nói löa
kh¸ phæ biÕn trªn tr¸i ®Êt.
Theo b¹n c¸c dung nham bazan phun trµo díi níc sÏ nguéi nhanh h¬n
hay chËm h¬n so víi c¸c dung nham phun trµo trªn bê?
C¸c dung nham phun trµo díi níc sÏ nguéi nhanh h¬n v× níc cã ®é dÉn
nhiÖt cao h¬n kh«ng khÝ. Qóa tr×nh nguéi l¹nh nhanh chãng cã thÓ lµ nguyªn do
dÉn ®Õn cÊu tróc d¹ng gèi kh¸c biÖt cña líp dung nham nµy: ngay khi dßng
macma phun trµo tråi lªn ®¸y biÓn, bÒ mÆt bªn ngoµi cña chóng nhanh chãng bÞ
nguéi l¹nh vµ kÕt r¾n nhng kh«ng qóa cøng mµ vÉn ®ñ mÒm ®Ó cã thÓ tiÕp tôc
di chuyÓn theo c¸c dßng dung nham. Khi dßng macma trµo lªn qóa nhanh, ¸p
lùc bªn trong dßng sÏ sinh ra c¸c chåi dung nham trßn hoÆc dµi. C¸c chåi nµy sÏ
næ bung khi ph¸t triÓn tíi mét kÝch thíc nµo ®ã vµ khëi sinh ra c¸c dßng dung
nham míi, t¸ch khái dßng ch¶y cò vµ h×nh thµnh líp gèi kh¸c. Qóa tr×nh thµnh
t¹o c¸c dung nham d¹ng gèi lu«n lµ chñ ®Ò nghiªn cøu chuyªn s©u, c¸c giai ®o¹n
h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn chÝnh cña chóng cã thÓ ®îc minh häa s¬ bé nh trªn
- h×nh 4.4. Sù lÆp l¹i liªn tiÕp cña qu¸ tr×nh nµy cã thÓ t¹o ra mét chång gèi dung
nham dµy ®Õn hµng tr¨m mÐt vµ sinh ra d¹ng ®Þa h×nh næi cuén ®Æc trng trªn
®¸y ®¹i d¬ng. Nh÷ng gèi dung nham cã ®êng kÝnh tõ 10cm ®Õn trªn 1m vµ dµi
tíi vµi mÐt ®îc gäi lµ gèi dung nham lín. Khi ®«ng cøng chóng cã cÊu t¹o líp vá
thñy tinh sÉm mµu bªn ngoµi (do qu¸ tr×nh nguéi l¹nh nhanh cña bÒ mÆt bªn
ngoµi), bªn trong lµ lâi dung nham kÕt tinh h¬n cã cÊu t¹o r¹n nøt d¹ng to¶ tia
do bÞ nguéi l¹nh chËm.
H×nh 4.4: (a) - (c) C¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn chÝnh trong qu¸ tr×nh h×nh
thµnh c¸c chång gèi dung nham. Qóa tr×nh h×nh thµnh cña chóng lµ do
sù ph¸t triÓn cña líp vá bäc míi t¹i vÞ trÝ xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt nãng
ch¶y. (a) §Çu lìi dung nham ch¶y trªn sên dèc liªn kÕt víi dßng dung
nham lín h¬n ë phÝa tr¸i. C¸c khe nøt xuÊt hiÖn do qóa tr×nh nãng ch¶y
cña líp vá bäc máng bªn ngoµi gióp gi¶i tho¸t mét phÇn ¸p lùc sinh ra
bªn trong líp vá bëi sù phun trµo liªn tôc cña c¸c dung dÞch macma. T¹i
c¸c ®iÓm xung yÕu trªn dßng ch¶y cã thÓ xuÊt hiÖn c¸c chåi dung nham
do sù h×nh thµnh cña c¸c vÕt nøt trßn.
(b) Sù ph¸t triÓn cña chång gèi dung nham míi víi c¸c vÕt nh¨n trªn bÒ
mÆt tõ vÞ trÝ c¸c vÕt nøt nãng ch¶y. C¸c lìi dung nham tiÕp tôc ph¸t
triÓn kÐo dµi theo sên dèc, c¸c chåi dung nham bÞ cong xuèng do søc
nÆng cña cét dung nham khi bÞ ®ïn lªn liªn tôc. (c) Qóa tr×nh më réng
cña vÕt nøt t¹i ®Çu lìi bÞ suy yÕu dÇn vµ sinh ra c¸c khóc do sù xuÊt
hiÖn cña c¸c nÕp nh¨n ngang vµ sù h×nh thµnh cña c¸c khÊc ®øt g·y c¾t
qua khe nøt. Bªn trong lâi cña dßng dung nham xuÊt hiÖn mét khe nøt
däc kÐo dµi cã ®é d·n réng chËm. Gi÷a th©n cña c¸c dßng chåi dung
nham cã thÓ ph¸t triÓn c¸c vÕt nøt t¸ch míi khiÕn chóng tiÕp tôc mäc
dµi ra. (d) ¶nh chôp mét thiÕt bÞ lÊy mÉu ngÇm thuéc dù ¸n FAMOUS
(môc 4.1.2) ®ang thu thËp c¸c m¶nh dung nham trªn ®¸y ®¹i d¬ng
- KÕt qu¶ ph©n tÝch c¸c mÉu lâi khoan cho thÊy thµnh phÇn cÊu t¹o cña tÇng
®¸ nói löa kh«ng hoµn toµn lµ c¸c dung nham d¹ng gèi. §«i khi xen gi÷a chóng
lµ c¸c líp dung nham d¹ng tÊm (do sù ch¶y trµn cña c¸c dßng dung nham). H¬n
n÷a, do ®Æc tÝnh dÔ bÞ vì vôn nªn thêng gÆp c¸c tËp hîp côc bé m¶nh vôn ®¸
nói löa vµ m¶nh vôn thñy tinh cã nguån gèc tõ c¸c lava.
Sù thµnh t¹o cña c¸c dung nham d¹ng gèi gãp phÇn lµm cho ®¸y biÓn trë
nªn gå ghÒ vµ cïng víi nhiÒu qóa tr×nh kiÕn t¹o kh¸c, ®Þa h×nh bÒ mÆt ®¸y ®¹i
d¬ng cµng trë nªn th« r¸p.
4.1.2. Sù h×nh thµnh cña tÇng ®¸ nói löa – trêng hîp nghiªn cøu cô
thÓ
Trong phÇn nµy, chóng t«i sÏ tr×nh bµy mét sè kÕt qña nghiªn cøu chi tiÕt
mét phÇn vïng sèng nói gi÷a §TD ®îc thùc hiÖn trong suèt thËp niªn 70 vµ ®·
®îc c«ng nhËn lµ mét c«ng tr×nh khoa häc xuÊt s¾c. Qua nh÷ng nghiªn cøu nµy,
b¹n ®äc cã thÓ hiÓu thªm vÒ c¸c c¬ chÕ ho¹t ®éng cña nói löa, sù h×nh thµnh cña
c¸c khe nøt, ®Þa hµo (®øt g·y) vµ c¸c ®ai x©m nhËp däc theo c¸c trôc sèng nói ®¹i
d¬ng.
C¸c thiÕt bÞ kü thuËt ®Þnh vÞ hµng h¶i vµ kh¶o s¸t ®¸y biÓn ®îc m« t¶ trong
ch¬ng 1 ®· ®îc sö dông trong c¸c ch¬ng tr×nh nghiªn cøu thuéc dù ¸n
FAMOUS (French-American Mid-Ocean Undersea Study) ®Ó lùa chän vïng
nghiªn cøu vµ tiÕn hµnh ®iÒu tra chi tiÕt.
Vïng nghiªn cøu cña dù ¸n FAMOUS.
Dù ¸n nµy b¾t ®Çu n¨m 1971 khi häc thuyÕt t¸ch d·n ®¸y biÓn vµ kiÕn t¹o
m¶ng ®îc c¸c nhµ khoa häc tr¸i ®Êt thõa nhËn vµ còng lµ thêi ®iÓm thuËn lîi
®Ó thùc hiÖn c¸c cuéc ®iÒu tra kh¶o s¸t tû mØ nh÷ng khu vùc sinh ra c¸c m¶ng
th¹ch quyÓn – vïng trôc sèng nói gi÷a ®¹i d¬ng. Vïng nghiªn cøu thuéc dù ¸n
FAMOUS lµ mét d¶i sèng nói ng¾n, kho¶ng chõng 640 km n»m trong hÖ thèng
sèng nói ngÇm gi÷a §¹i T©y D¬ng kÐo dµi vÒ phÝa t©y nam Azores (h×nh 4.5) vµ
lµ ranh giíi gi÷a hai m¶ng Ch©u Phi vµ Ch©u Mü. Cã hai lý do cho sù lùa chän
nµy: thø nhÊt nh÷ng dÞ thêng tõ ë vïng trung t©m sèng nói thÓ hiÖn rÊt râ qua
c¸c nghiªn cøu b»ng m¸y bay. Thø hai, vÞ trÝ cña khu vùc n»m kh«ng qóa xa bÕn
c¶ng Ponta Delgada cña Azores nªn t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc sö dông c¸c
tµu ngÇm nghiªn cøu kh¶o s¸t ®¸y ®¹i d¬ng.
Sau khi lùa chän vïng kh¶o s¸t, mét lo¹t c¸c cuéc ®iÒu tra ®o ®¹c vïng ®¸y
s©u ®· ®îc tiÕn hµnh víi c¸c tØ lÖ kh¸c nhau nh»m thµnh lËp c¸c b¶n ®å ®é s©u
nh trªn h×nh 4.5 vµ 4.6. Trªn s¬ ®å tØ lÖ nhá (h×nh 4.5), b¹n cã thÓ thÊy d¶i sèng
nói gi÷a §¹i T©y D¬ng bÞ chia c¾t vµ x« lÖch bëi mét sè c¸c ®øt gÉy biÕn d¹ng.
Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®íi ®øt g·y A vµ B xÊp xØ 50 km vµ lµ chiÒu dµi giíi h¹n
cña vïng nghiªn cøu FAMOUS. C¸c tuyÕn kh¶o s¸t cña tµu ngÇm ®îc biÓu
diÔn cô thÓ trªn s¬ ®å h×nh 4.6. §é s©u cña ®¸y thung lòng ®Þa hµo kho¶ng 2500
km vµ r¶i r¸c trong khu vùc nµy lµ mét vµi khèi nói thÊp, trong ®ã nh÷ng khèi
nói cã ®Ønh nh« cao ®îc ®Æt tªn riªng nh ®Ønh Venus, ®Ønh Pluto.
- H×nh 4.7 lµ s¬ ®å mÆt c¾t ngang qua vïng thung lòng trung t©m vµ qua
®Ønh Venus (h×nh 4.6).
C©u hái 4.3(a) Nh÷ng ®øt g·y lín nhÊt sÏ n»m t¹i vÞ trÝ nµo cña vïng thung
lòng ®Þa hµo ®îc m« t¶ trªn h×nh 4.7?
(b) Nh÷ng vÞ trÝ nµo trong lßng thung lòng nµy cã thÓ xuÊt hiÖn nói löa
(h×nh 4.7)?
H×nh 4.5: S¬ ®å ®é s©u vïng thung lòng gi÷a nói thuéc vïng nghiªn cøu
FAMOUS. Khu vùc kh¶o s¸t cña tµu ngÇm (h×nh 4.6) t¬ng øng víi vÞ trÝ
n»m trong giíi h¹n h×nh vu«ng trªn b¶n ®å gi÷a hai ®íi ®øt g·y A vµ B.
§¬n vÞ ®o cña c¸c ®êng ®¼ng s©u lµ fathom (1 fathom = 1,829m)
- H×nh 4.6: B¶n ®å m« t¶ chi tiÕt vïng thung lòng ®Þa hµo n»m trong khu
vùc kh¶o s¸t cña tµu Alvin. C¸c ®êng ®Ëm nÐt mµu ®en lµ tuyÕn kh¶o
s¸t cña tµu. §êng th¼ng c¾t ngang qua thung lòng ë phÇn trªn cña b¶n
®å lµ vÞ trÝ mÆt c¾t ngang trªn h×nh 4.7
H×nh 4.7: S¬ ®å mÆt c¾t ngang qua ®Ønh Venus (xem vÞ trÝ trªn h×nh 4.6)
C¸c thiÕt bÞ kü thuËt ®îc sö dông trong qóa tr×nh nghiªn cøu cña dù ¸n
HÇu hÕt c¸c m¸y mãc, thiÕt bÞ nghiªn cøu vÒ ®Þa chÊt, ®Þa vËt lý biÓn cã kh¶
n¨ng sö dông ®Òu ®îc FAMOUS khai th¸c trong ch¬ng tr×nh nghiªn cøu cña
m×nh. Vµo thêi ®iÓm ®ã, rÊt nhiÒu lo¹i m¸y cßn Ýt ®îc dïng vµo môc ®Ých
nghiªn cøu biÓn, nhng chóng ®· ®îc thay ®æi vµ c¶i tiÕn ®Ó phôc vô cho ho¹t
®éng nghiªn cøu cña dù ¸n.
1. HÖ thèng ®Þnh hµng hµng h¶i. Nh ®· nãi ë ch¬ng 1, c¸c ho¹t ®éng quan
tr¾c trªn biÓn sÏ gÆp khã kh¨n nÕu thiÕu c¸c thiÕt bÞ ®Þnh vÞ hµng h¶i. §èi víi
c¸c ho¹t ®éng kh¶o s¸t cña FAMOUS, viÖc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c vÞ trÝ c¸c tr¹m
- quan tr¾c lu«n lµ vÊn ®Ò u tiªn hµng ®Çu bëi nh÷ng yªu cÇu cao cña dù ¸n (®é
sai lÖch cho phÐp chØ kho¶ng 10m). Do vËy, ngêi ta ®· thiÕt kÕ mét hÖ thèng
®Þnh vÞ b»ng ©m thanh cã sö dông c¸c m¸y thu ph¸t ®îc ®Æt trªn ®¸y biÓn kÕt
nèi víi tµu ngÇm hoÆc tµu næi. §©y lµ mét thiÕt bÞ ®a n¨ng cã thÓ sö dông kÕt
hîp víi c¸c nhãm thiÕt bÞ ngÇm kh¸c.
H×nh 4.8: H×nh ¶nh mét phÇn ®¸y biÓn thuéc vïng nghiªn cøu cña dù ¸n
FAMOUS do thiÕt bÞ quÐt sên GLORIA cung cÊp. ¶nh ®îc x©y dùng
nhê viÖc chång ghÐp c¸c m¶nh s¬ ®å quÐt cña m¸y GLORIA theo tuyÕn
®«ng nam. C¸c vïng mµu s¸ng lµ khu vùc ph¶n x¹ sãng m¹nh.
2. Sonar quÐt sên. Sù trî gióp cña ngêi Anh cho dù ¸n nµy lµ hÖ thèng
m¸y dß ®é s©u vµ quÐt sên b»ng ©m thanh cã tªn gäi GLORIA (ch¬ng 1). Nhê
kh¶ n¨ng cña GLORIA, ngêi ta ®· thu ®îc nh÷ng h×nh ¶nh vÒ h×nh th¸i bÒ
mÆt ®¸y biÓn. C¸c bøc tranh vÒ ®é nh¸m ®Þa h×nh ®¸y ®· ®îc x©y dùng tõ c¸c
m¶nh chång ghÐp cña s¬ ®å m¸y quÐt (h×nh 4.8). §ã lµ nh÷ng tµi liÖu v« cïng
qóy gi¸ gióp cho viÖc x¸c ®Þnh c¸c thµnh v¸ch cña nh÷ng ®øt g·y lín vµ ph¹m vÞ
¶nh hëng cña c¸c ®íi ®øt g·y ®îc chÝnh x¸c h¬n.
3. LIBEC. §é réng cña èng kÝnh vµ chÊt lîng ¶nh chôp thêng, ngÇm díi
níc lu«n bÞ giíi h¹n bëi ¶nh hëng cña c¸c tia s¸ng ngîc. §Ó kh¾c phôc hiÖn
tîng nµy mét hÖ thèng camera chuyªn dông cã cêng ®é chiÕu s¸ng m¹nh
(Light Behind Camera system - LIBEC) ®· ®îc sö dông, nã cã kh¶ n¨ng di
chuyÓn ngÇm trªn ®¸y biÓn vµ cã ®é phãng ®¹i lín. B»ng c¸ch chôp liªn tiÕp mét
lîng ¶nh lín víi tèc ®é nhanh, LIBEC cã thÓ cung cÊp nh÷ng h×nh ¶nh thùc cña
®¸y biÓn díi d¹ng ¶nh ghÐp. H×nh 4.9 lµ mét vÝ dô vÒ kiÓu ¶nh nµy, trªn ®ã cã
thÓ quan s¸t thÊy nh÷ng vÕt nøt ®Æc trng cña vïng ®¸y thung lòng ®Þa hµo.
- 4. M¸y ®o s©u håi ©m cã sö dông chïm tia hÑp. C¸c m¸y håi ©m ®îc sö
dông phæ biÕn trªn c¸c tµu nghiªn cøu vµo thêi ®iÓm ®ã cã ®é réng cña chïm tia
kho¶ng 300, do ®ã kh«ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu kh¶o s¸t chi tiÕt cña dù ¸n
FAMOUS. Víi ®é ph©n gi¶i lín h¬n 1km nªn lo¹i m¸y nµy khã cã kh¶ n¨ng ph¸t
hiÖn ®îc nh÷ng d¹ng ®Þa h×nh nh kiÓu ®Ønh Venus. Tuy nhiªn, víi hÖ thèng
m¸y sö dông chïm tia hÑp kho¶ng 20 nh cña H¶i qu©n Mü th× cã thÓ ph¸t hiÖn
®îc c¶ nh÷ng d¹ng ®Þa h×nh nhá h¬n n÷a (h×nh 4.10). Thùc tÕ, diÖn tÝch chiÕu
s¸ng cña mét chïm tia gÇn nh ngang b»ng víi thÞ trêng cña cöa sæ tµu ngÇm,
do vËy khi chÕ t¹o c¸c thiÕt bÞ lÆn cÇn lu ý ®Õn ®iÓm nµy.
Sù trî gióp cña c¸c m¸y mãc c«ng nghÖ cao ®· t¹o thªm nhiÒu ®iÒu kiÖn
thuËn lîi cho c¸c chuyÕn th¸m hiÓm b»ng tµu ngÇm. Nh÷ng con tµu chuyªn
dông ®îc thiÕt kÕ riªng cho môc ®Ých nghiªn cøu nµy (h×nh 1.21) thêng cã cÊu
t¹o vá ngoµi b»ng titan ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng chÞu ¸p lùc cao cña tÇng níc, ngoµi ra
nã cßn ®îc l¾p r¸p thªm c¸c c«ng cô lÊy mÉu kh¸c nhau nh tay nhÆt mÉu tù
®éng, tói thu mÉu trÇm tÝch bë rêi, èng lÊy mÉu lâi trÇm tÝch b»ng nhùa hay c¸c
chai lÊy mÉu níc.
H×nh 4.9: H×nh ¶nh vïng ®¸y thung lòng ®Þa hµo do LIBEC cung cÊp.
Trªn ¶nh thÓ hiÖn râ hai vÖt khe nøt ch¹y song song víi trôc t¸ch d·n.
Lu ý, tØ lÖ phãng ë ®©y lín h¬n nhiÒu so ¶nh do GLORIA cung cÊp trªn
h×nh 4.8
- H×nh 4.10: Gi¸ trÞ sö dông cña c¸c chïm tia hÑp so víi c¸c chïm tia lín
cña thiÕt bÞ håi ©m trong viÖc thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh vïng thung lòng
®Þa hµo chÝnh lµ ®é ph©n gi¶i cña nã ®èi víi c¸c d¹ng ®Þa h×nh nhá hoÆc
cã kÝch thíc gÇn t¬ng tù nh ®Ønh Venus (h×nh 4.6)
- H×nh 4.11: (a)-(d). Mét vµi h×nh ¶nh vïng ®¸y thung lòng ®Þa hµo ®îc
chôp qua cöa sæ tµu Alvin. §é réng cña èng kÝnh chôp cã ®êng kÝnh
b»ng 1m ®èi víi ¶nh (a), 3m ®èi víi ¶nh (b), (d) vµ kho¶ng 6m ®èi víi
¶nh (c). Tham kh¶o thªm c©u hái vµ c©u tr¶ lêi 4.4 ®Ó biÕt thªm chi tiÕt
H×nh 4.12: L¸t c¾t tõ mét gèi dung nham lava n»m trong vïng nghiªn
cøu cña dù ¸n FAMOUS cã ®êng kÝnh 50cm
C©u hái 4.4 H×nh 4.11 cho thÊy mét sè bøc ¶nh vïng ®¸y thung lòng ®Þa
hµo ®îc chôp tõ tµu ngÇm Alvin. H·y quan s¸t vµ cho biÕt c¸c ®Æc ®iÓm sau
®©y ®îc thÓ hiÖn trong bøc ¶nh nµo?(mét hay nhiÒu ®Æc ®iÓm cã thÓ xuÊt hiÖn
trong cïng mét ¶nh)
BiÓu hiÖn râ nÐt cña c¸c dung nham d¹ng gèi.
C¸c m¶nh ®¸ vôn.
Líp phñ trÇm tÝch.
Khe nøt.
H×nh 4.12 lµ mét l¸t c¾t cña gèi dung nham kÐo dµi, cã thÓ ®· ®îc thµnh
t¹o chØ trong mét vµi phót sau khi dßng dung nham bazan nãng ch¶y võa trµo
lªn. PhÇn r×a bªn ngoµi cña nã lµ líp vá thñy tinh ®îc h×nh thµnh do qóa tr×nh
nguéi l¹nh nhanh cña bÒ mÆt dßng dung nham, sau ®ã bÞ biÕn ®æi nhanh chãng
bëi c¸c ph¶n øng t¬ng t¸c víi níc biÓn nh hydrat hãa, thñy tinh hãa. PhÇn
lâi bªn trong v× nguéi l¹nh chËm h¬n (kho¶ng sau mét vµi ngµy) nªn cã cÊu t¹o
r¹n nøt d¹ng táa tia trªn bÒ mÆt c¾t ngang. PhÇn lâi tung t©m lµ mét lç ®en, ®ã
cã thÓ lµ ®êng èng nhá kÐo dµi xuyªn suèt chiÒu dµi gèi. PhÇn dung nham cßn
l¹i trong lßng èng lu«n ®îc duy tr× ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y, khiÕn nã cã thÓ di
chuyÓn vµ tho¸t ra ngoµi sinh ra nh÷ng chåi gèi míi.
Ph©n tÝch c¸c d÷ liÖu
C¬ së ®Ó ph©n tÝch c¸c d÷ liÖu cña FAMOUS ®îc b¾t ®Çu víi gi¶ thiÕt r»ng
ho¹t ®éng phun trµo lµ nguån gèc h×nh thµnh cña ®a sè c¸c d¹ng ®Þa h×nh trªn
- ®¸y thung lòng (h×nh 4.6). Theo ®ã, trªn ®Ønh hoÆc gÇn ®Ønh cña mçi ®Þa h×nh
d¹ng nói ph¶i cã mét hoÆc nhiÒu miÖng nói löa víi c¸c híng dßng ch¶y táa ra
kh¸c nhau cña dung nham. Sau ®ã, ®iÒu nµy ®· ®îc x¸c thùc qua viÖc kh¶o s¸t
trùc tiÕp b»ng tµu ngÇm trªn ®Ønh Pluto (h×nh 4.6). T¹i ®ã, ngêi ta ®· t×m thÊy
nh÷ng häng phun trµo víi c¸c dßng dung nham trên theo sên dèc, ®Ó l¹i c¸c
d¹ng ®Þa h×nh dßng ch¶y trªn sên nói. Trong vïng nghiªn cøu cña FAMOUS ®·
ph¸t hiÖn ®îc 18 ®Þa h×nh d¹ng nói trªn ®¸y thung lòng cã nguån gèc t¬ng tù
nh ®Ønh Pluto. Nh÷ng ®Ønh nói xuÊt hiÖn gÇn vïng trung t©m cña thung lòng,
nh Venus (h×nh 4.13) dêng nh vÉn cßn ho¹t ®éng cho tíi gÇn ®©y. Víi nh÷ng
®Ønh nói n»m xa trôc h¬n, kho¶ng c¸ch ph©n bè cña chóng thêng d·n ra vµ
tuæi th× còng giµ h¬n, ®«i khi chóng cßn bÞ chia c¾t bëi c¸c ®øt g·y song song víi
trôc t¸ch d·n (h×nh 4.14).
H×nh 4.13: S¬ ®å ph©n tÝch ®é s©u khu vùc ®Ønh nói Venus. Vïng mµu
®á lµ ®Ønh Venus, c¸c chÊm ®ªn lµ miÖng nói löa, c¸c mòi tªn lµ híng
dßng ch¶y dung nham. §¬n vÞ ®é s©u ë ®©y ®îc tÝnh b»ng fathom
Sù tiÕn hãa cña vïng ®¸y thung lòng ®Þa hµo
- H×nh 4.14 cho thÊy møc ®é phøc t¹p cña ®Þa h×nh vïng sèng nói gi÷a §¹i
T©y D¬ng. Qua c¸c chuyÕn kh¶o s¸t chi tiÕt vÒ ®Þa h×nh vµ thèng kª c¸c ®ît
phun trµo, nhãm nghiªn cøu FAMOUS ®· hoµn thiÖn s¬ ®å ®Þa h×nh vïng ®¸y
thung lòng (h×nh 4.15 vµ h×nh 4.16). Trªn nh÷ng s¬ ®å nµy ®· thÓ hiÖn ®îc
nh÷ng sù kiÖn ®· diÔn ra trong suèt 200.000 n¨m qua. §ã lµ diÔn biÕn cña c¸c
qóa tr×nh phun trµo vµ t¸ch d·n ®Æc trng cña vïng trôc sèng nói gi÷a §¹i T©y
D¬ng trong hµng chôc triÖu n¨m kÓ tõ khi §¹i T©y D¬ng b¾t ®Çu ®îc h×nh
thµnh. Theo dâi c¸c s¬ ®å, b¹n cã thÓ hiÓu ®îc nh÷ng giai ®o¹n thµnh t¹o chÝnh
cña líp vá ®¹i d¬ng ë hai bªn sên nói trong suèt 200.000 n¨m qua víi ®é réng
tõ 2-3km t¬ng øng víi tèc ®é t¸ch d·n mét phÝa lµ 1-2cm/n¨m (tèc ®é t¸ch d·n
cña mét c¸nh).
- H×nh 4.14: S¬ ®å ph©n bè c¸c ®øt g·y vµ nói löa trong lßng thung lòng
®Þa hµo thuéc vïng nghiªn cøu cña dù ¸n FAMOUS. Vïng mµu ®á ®Ëm
lµ c¸c nói löa trÎ n»m trªn c¸c trôc t¸ch d·n hiÖn t¹i. C¸c ®êng ®øt g·y
®Ëm nÐt lµ nh÷ng ®øt g·y s©u d¹ng ®Þa hµo, c¸c ®êng m¶nh nÐt lµ c¸c
®øt g·y n»m trªn ®¸y thung lòng. C¸c chÊm ®en lµ miÖng nói löa ®ång
thêi còng lµ híng ®êng ph©n thñy trªn ®Ønh nói. S¬ ®å nµy ®îc x©y
dùng tõ c¸c nguån d÷ liÖu vÒ ®é s©u, quan tr¾cb»ng tµu ngÇm, kh¶o s¸t
®Þa h×nh ®¸y b»ng c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc th¶ s©u chuyªn dông
- H×nh 4.15: S¬ ®å tiÕn hãa vïng ®¸y thung lòng ®Þa hµo trong 200.000
n¨m qua, dùa trªn c¸c nghiªn cøu vÒ tuæi t¬ng ®èi cña c¸c dung nham
lava. Tuæi cña c¸c khèi nói ®îc tÝnh b»ng 103 n¨m. §èi víi mçi giai
®o¹n tõ (a) ®Õn (g), ho¹t ®éng cña c¸c trôc nói löa (VA) vµ sù h×nh thµnh
cña c¸c ®Þa hµo (SR) ®Òu ®îc thÓ hiÖn râ. Giai ®o¹n (h) tÊt c¶ c¸c ®Þa
hµo ®îc h×nh thµnh ph¸t triÓn chång lªn nhau. Lu ý r»ng, qóa tr×nh
chia c¾t vµ x« lÖch t¹m thêi ch¾c ch¾n sÏ x¶y ra t¹i mét thêi ®iÓm nµo
®ã vµ lu«n cã sù trïng hîp ngÉu nhiªn gi÷a c¸c hÖ thèng trôc phun trµo
vµ hÖ thèng c¸c ®Þa hµo. Xem gi¶i thÝch trong phÇn bµi viÕt
H×nh 4.16: S¬ ®å mÆt c¾t biÓu diÔn qóa tr×nh ph¸t triÓn cña lßng thung
lòng, dùa trªn nhiÒu mÆt c¾t ngang qua vïng ®¸y thung lòng sau khi ®·
- lo¹i bá ho¹t ®éng cña c¸c ®øt g·y. (g) lµ mÆt c¾t thùc tÕ víi sù cã mÆt
cña hÖ thèng ®øt g·y. Tuæi cña líp vá h×nh thµnh trªn ®¸y thung lòng
®îc thÓ hiÖn cô thÓ b»ng nh÷ng con sè trªn h×nh vÏ víi ®¬n vÞ tÝnh lµ
n¨m. C¸c mÆt c¾t trªn tõ (a)-(g) t¬ng øng víi c¸c giai ®o¹n trªn h×nh
4.15 (bá qua giai ®o¹n (e))
Tuy nhiªn, b¹n kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i hiÓu râ chi tiÕt nh÷ng s¬ ®å trªn v×
chóng t«i sÏ tãm t¾t nh÷ng ®iÓm chÝnh liªn quan ®Õn qóa tr×nh ®ã trong phÇn
tiÕp theo. TÊt c¶ nh÷ng diÔn biÕn x¶y ra t¹i c¸c trôc t¸ch d·n cã vËn tèc kh¸c
nhau cã thÓ ®îc tãm gän nh sau:
1. TÇn suÊt lÆp l¹i cña c¸c ho¹t ®éng phun trµo biÕn ®æi kh¸ m¹nh víi biªn
®é tõ 10.000 n¨m ®Õn 50.000 n¨m. Mçi ngän nói löa ®îc thµnh t¹o tõ qóa tr×nh
nµy ph¶i mÊt tõ vµi th¸ng ®Õn vµi n¨m. Trong qóa tr×nh h×nh thµnh, chóng sÏ
cã líp ch©n ®Õ lµ dung nham d¹ng v¸ch do qóa tr×nh d©ng tråi cña c¸c dßng
macma ®i lªn tõ bªn díi.
2. Sau khi ®îc h×nh thµnh, c¸c khèi nói löa sÏ bÞ sôt ch×m vµ qóa tr×nh
thµnh t¹o thung lòng ®Þa hµo b¾t ®Çu. VÞ trÝ xuÊt hiÖn c¸c ®Þa hµo chñ yÕu lµ
khu vùc ngay c¹nh sên nói do vËy c¸c khèi nói nh×n chung ®îc b¶o tån gÇn
nh nguyªn vÑn. C¸c ®Þa hµo cã thÓ ph¸t triÓn ë c¶ hai phÝa sên ®«ng hoÆc sên
t©y cña nói, nhng c¸ch ®©y 180.000 n¨m nh÷ng nói löa n»m phÝa b¾c thêng
cã ®Þa hµo ph¸t triÓn ë sên t©y, nh÷ng nói löa phÝa nam thêng cã ®Þa hµo ph¸t
triÓn ë sên ®«ng. Mçi pha thµnh t¹o nói löa míi ®Òu b¾t ®Çu tõ c¸c thung lòng
®Þa hµo kÕ cËn. Khi mét nói löa ra ®êi, c¸c nói löa cò sÏ bÞ ®Èy dÞch sang bªn
nhêng chç cho phÇn ch©n ®Õ míi ®ang h×nh thµnh.
3. C¸c nói löa kho¶ng 100.000 n¨m tuæi cã vÞ trÝ n»m kh¸ xa trôc vµ b¾t ®Çu
®îc ®Èy lªn bëi c¸c ®øt g·y cã híng c¾m vÒ phÝa thung lòng. Sau chõng
200000 n¨m, chóng dêng nh ®îc n©ng cao gÇn nh hÕt møc, tho¸t khái ®¸y
thung lòng vµ n»m ngang b»ng víi ®Ønh v¸ch thung lòng.
Râ rµng diÖn tÝch líp vá ®¹i d¬ng ph¬i lé phÝa ngoµi vïng lßng thung lòng
®Þa hµo sÏ t¬ng øng víi c¸c ®¬n vÞ nói löa h×nh thµnh vµ t¸c ®éng cña ®øt g·y
sau ®ã lµ nguyªn nh©n chÝnh g©y ra sù biÕn ®æi cña bÒ mÆt ®Þa h×nh vµ sù th«
r¸p cña c¸c vïng n»m däc theo trôc t¸ch d·n (h×nh 2.12).
KÕt qña kh¶o s¸t ë nh÷ng khu vùc kh¸c còng cho thÊy diÔn biÕn cña qóa
tr×nh trªn theo nh nghiªn cøu cña FAMOUS gÇn nh ®Æc trng cho toµn bé hÖ
thèng sèng nói gi÷a ®¹i d¬ng, nÕu cã sù kh¸c biÖt chØ lµ vÒ quy m« kh«ng gian
vµ thêi gian do sù kh¸c nhau vÒ tèc ®é t¸ch d·n ë tõng vÞ trÝ. Nh÷ng thµnh qña
cã ý nghÜa mµ nhãm nghiªn cøu FAMOUS ®¹t ®îc lµ viÖc ph¸t hiÖn ra ho¹t
®éng phun trµo t¹i vïng trôc sèng nói vµ cã thÓ chÝnh c¸c trêng dung nham
dyke lµ nguån cung cÊp vËt liÖu cho c¸c dung nham lava t¹i mét khu vùc riªng
biÖt nµo ®ã. Ph¸t hiÖn thø hai lµ sù gi¸n ®o¹n côc bé c¸c ho¹t ®éng phun trµo
xen gi÷a kho¶ng c¸ch hai nói löa liÒn kÒ, mét ®· ngõng ho¹t ®éng vµ mét ®ang
h×nh thµnh. Sè lîng c¸c v¸ch dung nham ®îc h×nh thµnh theo kÕt qña tÝnh
to¸n trong c©u hái 4.2 lµ gi¸ trÞ trung b×nh trong 100.000 n¨m, hoÆc l©u h¬n. Nãi
- chung, c¸c qu¸ tr×nh diÔn ra ë sèng nói ®¹i d¬ng phøc t¹p h¬n nhiÒu so mÆt c¾t
m« t¶ trªn h×nh 4.3. Sù phøc t¹p cña chóng cµng thÓ hiÖn râ khi xÐt thªm gãc ®é
thêi gian, môc 4.2 chóng t«i sÏ ®Ò cËp mét c¸ch cô thÓ h¬n vÒ vÊn ®Ò nµy.
4.1.3. Ho¹t ®éng cña c¸c lß macma díi trôc t¸ch d·n
C¸c qu¸ tr×nh phun trµo chØ lµ biÓu hiÖn bªn ngoµi cña qóa tr×nh thµnh t¹o
líp th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng ®ang diÔn ra trong lßng tr¸i ®Êt. §Ó hiÓu râ ®îc diÔn
biÕn cña qóa tr×nh nµy chóng ta cÇn ph¶i t×m hiÓu c¬ chÕ ho¹t ®éng cña chóng ë
díi s©u. Nh ®· biÕt, tÇng ®Þa chÊn 3 cã cÊu t¹o bëi c¸c ®¸ gabro. §©y lµ mét
lo¹i ®¸ bazan ®îc h×nh thµnh tõ díi s©u, n¬i cã nhiÖt ®é cao vµ ¸p suÊt cao
nªn cã thÓ do bÞ nguéi l¹nh chËm, chóng ®· kÕt tinh thµnh c¸c tinh thÓ lín h¬n
so víi c¸c dung nham lava vµ dyke. Theo ý kiÕn chuyªn m«n cña nhiÒu nhµ ®Þa
chÊt, thêi gian kÐo dµi ®Ó c¸c bazan nguéi l¹nh vµ kÕt tinh thµnh tinh thÓ cã
kÝch thíc nh quan s¸t trong c¸c mÉu lâi khoan vµ gÇu ngo¹n, th× buéc nã ph¶i
kÕt tinh trong ph¹m vi ho¹t ®éng cña mét lß macma t¬ng ®èi lín kÐo dµi trôc
sèng nói (h×nh 4.3(b)). Víi c¸c lß macma nµy, nhiÖt lîng cña chóng sÏ ®îc duy
tr× nhê sù x©m nhËp thêng xuyªn cña c¸c dßng macma míi tõ bªn díi, do vËy
qóa tr×nh nguéi l¹nh vµ kÕt tinh sÏ b¾t ®Çu x¶y ra tõ r×a bªn trong lß. NÕu qu¸
tr×nh kÕt tinh theo kÞp víi qóa tr×nh x©m nhËp cña macma t¬i th× kÝch thíc
cña lß macma sÏ ®îc b¶o tån.
Tuy nhiªn, kÝch thíc cña c¸c lß macma vÉn lµ vÊn ®Ò ®ang cßn bµn c·i. RÊt
cã thÓ c¸c lß macma bªn díi trôc t¸ch d·n nhanh cã kÝch thíc lín h¬n so víi
c¸c lß n»m bªn díi trôc t¸ch d·n chËm. ChiÒu réng tèi ®a cña chóng cã thÓ ®¹t
tíi 10km nh trªn h×nh 4.3(b). HiÖn cha ph¸t hiÖn ®îc ho¹t ®éng cña mét lß
macma nµo díi vïng trôc sèng nói gi÷a §TD, nhng c¸c nghiªn cøu ®Þa chÊn
l¹i ph¸t hiÖn thÊy c¸c sãng ph¶n x¹ tõ ®Ønh mét lß macma réng kho¶ng 4-6 km
t¹i khu vùc sèng nói ®«ng TBD.
§Ó cã thÓ t×m hiÓu ®îc c¸c ®îc qóa tr×nh ho¹t ®éng bªn trong lß macma,
tríc hÕt, chóng ta cÇn ph¶i biÕt râ nh÷ng ho¹t ®éng kh¸c nhau ®ang x¶y ra däc
theo trôc t¸ch d·n vµ ®Æc biÖt lµ chiÒu dµi cña c¸c lß macma.
4.2. Sù PH¢N §O¹N cña c¸c TRôC T¸CH d·N §¹I D¦¥NG
Theo c¸c nghiªn cøu cña FAMOUS, ho¹t ®éng phun trµo x¶y ra trong vïng
dù ¸n kh«ng xuÊt hiÖn trªn toµn bé chiÒu dµi trôc sèng nói mµ chØ diÔn ra rêi
r¹c t¹i mét sè vÞ trÝ n»m trªn trôc. ChiÒu dµi ho¹t ®éng cña mçi vÞ trÝ phun trµo
nµy kh«ng vît qóa 2-3 km vµ thêng c¸ch xa nhau mét kho¶ng gÇn 1km (h×nh
4.14). VËy, ph¶i ch¨ng c¸c lß macma n»m bªn díi vïng trôc còng cã sù ph©n bè
t¬ng tù vµ mçi mét ho¹t ®éng nói löa x¶y ra ®Òu liªn quan ®Õn mét lß macma?
C©u tr¶ lêi lµ “kh«ng” bëi c¸c nghiªn cøu vÒ tÝnh chÊt ®Þa hãa cña dung nham
nói löa trong vïng dù ¸n ®· cho thÊy sù t¬ng ®ång cña chóng cho dï cã nguån
gèc phun trµo kh¸c nhau vµ nh÷ng nghiªn cøu vÒ cÊu tróc cña tÇng ®Þa chÊn 3
còng kh¼ng ®Þnh thªm sù sai lÇm cña gi¶ thiÕt nµy. Cã lÏ nguån vËt liÖu phun
nguon tai.lieu . vn
