Cấu trúc và các qúa trình hình thành đại dương ( Nhà xuất bản đại học quốc gia hà nội ) - Chương 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

91
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hình thái đáy đại dương Với các sinh viên trong một số ngành khoa học trái đất hiện đại chưa được làm quen với khái niệm về kiến tạo mảng và sự tách dãn đáy biển, thì việc tìm hiểu các sơ đồ trên hình 2.1 và 2.2 sẽ rất khó khăn đối với họ. Hình 2.1: Sơ đồ phân bố của các mảng thạch quyển, sống núi đại dương, máng sâu đại dương và vị trí các chấn tâm động đất trên toàn cầu. Ranh giới tương đối giữa các mảng được xác định dựa trên các kết qủa nghiên...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cấu trúc và các qúa trình hình thành đại dương ( Nhà xuất bản đại học quốc gia hà nội ) - Chương 2

Ch¬ng 2 H×nh th¸i ®¸y ®¹i d¬ng Víi c¸c sinh viªn trong mét sè ngµnh khoa häc tr¸i ®Êt hiÖn ®¹i cha ®îc lµm quen víi kh¸i niÖm vÒ kiÕn t¹o m¶ng vµ sù t¸ch d·n ®¸y biÓn, th× viÖc t×m hiÓu c¸c s¬ ®å trªn h×nh 2.1 vµ 2.2 sÏ rÊt khã kh¨n ®èi víi hä. H×nh 2.1: S¬ ®å ph©n bè cña c¸c m¶ng th¹ch quyÓn, sèng nói ®¹i d¬ng, m¸ng s©u ®¹i d¬ng vµ vÞ trÝ c¸c chÊn t©m ®éng ®Êt trªn toµn cÇu. Ranh giíi t¬ng ®èi gi÷a c¸c m¶ng ®îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¸c kÕt qña nghiªn cøu th¨m dß trong mét thêi gian dµi vµ thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ b»ng c¸c ®êng ®øt nÐt. HiÖn cã tÊt c¶ 7 m¶ng lín (ký hiÖu b»ng ch÷ c¸i lín), 6 m¶ng nhá (ký hiÖu b»ng ch÷ c¸i nhá) vµ mét sè m¶ng rÊt nhá kh¸c kh«ng ®îc minh häa ë ®©y. ChiÒu dµi vµ híng cña c¸c mòi tªn trªn
h×nh vÏ biÓu diÔn vËn tèc chuyÓn ®éng t¬ng ®èi vµ híng di chuyÓn gi÷a c¸c m¶ng víi ®¬n vÞ tÝnh lµ mét vµi triÖu n¨m. M¶ng Ch©u Phi ®îc gi¶ thiÕt lµ kh«ng chuyÓn ®éng. §é dµi mòi tªn trong phÇn chó thÝch t¬ng ®¬ng víi vËn tèc 5cm/n¨m. H×nh 2.2: S¬ ®å m« pháng mét sè kh¸i niÖm vÒ kiÕn t¹o m¶ng. C¸c m¶ng th¹ch quyÓn hay cßn gäi lµ quyÓn r¾n (bao gåm vá ®¹i d¬ng, vá lôc ®Þa vµ manti trªn) phÇn lín cã bÒ dµy dao ®éng tõ 100 – 250km. Díi líp quyÓn r¾n lµ quyÓn mÒm cã ®é dÎo lín h¬n. PhÝa bªn r×a m¶ng thµnh t¹o (trôc sèng nói vµ c¸c trôc t¸ch d·n) c¸c vËt chÊt manti tõ díi s©u ®îc phun trµo lªn, phÝa bªn r×a m¶ng ph¸ hñy (c¸c r·nh s©u ®¹i d¬ng) c¸c m¶ng ®îc h×nh thµnh bÞ cuèn ch×m xuèng díi manti. C¸c m¶ng thêng cã xu híng trît chêm lªn nhau t¹i vÞ trÝ r×a thµnh t¹o. §Ó gióp c¸c b¹n nhí l¹i nh÷ng phÇn lý thuyÕt ®· häc, ®ång thêi bæ sung thªm mét sè kiÕn thøc c¬ b¶n liªn quan tíi chñ ®Ò nµy, trong phÇn tiÕp theo chóng t«i sÏ tr×nh bµy ng¾n gän mét sè ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt chÝnh liªn quan ®Õn nh÷ng qóa tr×nh ®îc m« pháng ë c¸c h×nh vÏ trªn. 1. BÒ dµy líp vá cøng bao phñ bªn ngoµi tr¸i ®Êt hay cßn gäi lµ th¹ch quyÓn cã thÓ ®¹t tíi 250km trªn lôc ®Þa vµ gÇn 100km díi ®¹i d¬ng. Thµnh phÇn chÝnh cña líp vá nµy chñ yÕu lµ Peridotite, ®ã lµ mét lo¹i ®¸ r¾n ch¾c ®îc h×nh thµnh ë Manti trªn. PhÇn trªn cïng cña th¹ch quyÓn lµ vá tr¸i ®Êt, phÝa bªn díi th¹ch quyÓn lµ mét líp yÕu h¬n, líp nµy kÕt hîp víi Manti díi t¹o thµnh quyÓn mÒm, chÝnh nhê líp quyÓn nµy, c¸c m¶ng th¹ch quyÓn míi cã thÓ di chuyÓn ®îc. 2. Trªn lôc ®Þa, bÒ dµy trung b×nh cña vá tr¸i ®Êt lµ 35 km, t¹i khu vùc nói cao bÒ dµy nµy cã thÓ ®¹t tíi 90km. Thµnh phÇn chñ yÕu cña líp vá nµy lµ granit. 3. So víi vá lôc ®Þa, vá ®¹i d¬ng cã bÒ dµy máng (7 - 8km ) vµ mËt ®é lín h¬n. Thµnh phÇn chÝnh cña nã lµ bazan (vá ®¹i d¬ng ®îc ®Ò cËp trong ch¬ng nµy thuéc kiÓu vá phun trµo - chóng ®îc h×nh thµnh tõ ho¹t ®éng macma t¹i trôc t¸ch d·n vµ kh«ng bao gåm líp trÇm tÝch n»m trªn).
4. PhÇn lín c¸c vá ®¹i d¬ng ®Òu n»m díi mùc níc biÓn trong khi vá lôc ®Þa n»m ë c¸c bËc ®é cao lín h¬n nhiÒu. Theo kÕt qña nghiªn cøu tõ trêng, líp vá ngoµi cïng cña tr¸i ®Êt cã xu híng c©n b»ng träng lùc do sù ®iÒu chØnh ®é cao gi÷a c¸c khu vùc cã ®é næi kh¸c nhau. §Æc ®iÓm h×nh th¸i nµo trªn h×nh 1.11 t¬ng ®¬ng víi r×a m¶ng thµnh t¹o vµ r×a m¶ng ph¸ hñy ®îc m« t¶ trªn h×nh 2.1 vµ h×nh 2.2? 5. HÖ thèng c¸c r×a thµnh t¹o hay nãi c¸ch kh¸c, hÖ thèng c¸c trôc t¸ch d·n ®¸y biÓn lµ tiÒn th©n cña c¸c gê sèng nói ®¹i d¬ng. §ã lµ c¸c d¶i sèng nói tr¶i dµi liªn tôc qua tÊt c¶ c¸c ®¹i d¬ng lín trªn thÕ giíi vµ lµ n¬i líp th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng sinh ra. 6. §a sè c¸c m¸ng s©u ®¹i d¬ng vµ vßng cung ®¶o (phÇn lín tËp trung ë Th¸i B×nh D¬ng) lµ n¬i m¶ng ®¹i d¬ng bÞ hót ch×m vµ chui xuèng manti. Sù h×nh thµnh cña d·y nói cao Ampine - Himalayan cã thÓ coi lµ b»ng chøng vÒ sù xung ®ét gi÷a c¸c m¶ng lôc ®Þa vµ c¸c pha hót ch×m míi x¶y ra gÇn ®©y tÝnh theo thang tuæi ®Þa chÊt (trong vßng kho¶ng 150 triÖu n¨m). 7. Cø sau vµi tr¨m ngh×n n¨m ®Õn vµi triÖu n¨m, c¸c cùc tõ trêng cña tr¸i ®Êt l¹i bÞ ®¶o vµ qóa tr×nh nµy liªn tiÕp x¶y ra trong suèt qu·ng thêi gian kÐo dµi Ýt nhÊt lµ gÇn 100 triÖu n¨m (tríc ®ã, chu kú thêi gian x¶y ra ®¶o tõ biÕn ®æi Ýt cã quy luËt h¬n). Sù biÕn ®æi lu©n phiªn liªn tôc gi÷a qóa tr×nh “thuËn tõ” vµ “nghÞch tõ” lµ nguyªn nh©n h×nh thµnh c¸c d¶i “säc tõ” song song víi híng ph¸t triÓn cña c¸c r×a thµnh t¹o trªn ®¸y ®¹i d¬ng. Dùa vµo nh÷ng biÕn ®æi ®¶o tõ, ngêi ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc tuæi t¬ng ®èi cña vá ®¹i d¬ng vµ so s¸nh thêi gian h×nh thµnh cña trôc t¸ch d·n ®¸y biÓn trong c¸c ®¹i d¬ng kh¸c nhau. 8. RÊt Ýt khi cã thÓ t×m thÊy vá ®¹i d¬ng cã tuæi giµ h¬n 160 triÖu n¨m trong phÇn lín c¸c ®¹i d¬ng. §iÒu ®ã chøng tá c¸c ®¹i d¬ng ngµy nay cã tuæi trÎ h¬n rÊt nhiÒu so víi tuæi cña tr¸i ®Êt (4.600 triÖu n¨m) vµ chóng kh«ng ngõng bÞ biÕn ®æi bëi nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau: (a) Nh÷ng thay ®æi vÒ h×nh d¹ng vµ kÝch thíc ®¹i d¬ng do qóa tr×nh di chuyÓn cña c¸c m¶ng. Ngµy nay, Ên §é D¬ng (A§D) vµ §¹i T©y D¬ng (§TD) vÉn liªn tôc ®îc më réng bëi ho¹t ®éng cña c¸c trôc t¸ch d·n nhng kh«ng cã qóa tr×nh hót ch×m. Riªng ®èi víi Th¸i B×nh D¬ng (TBD) th× ngîc l¹i, cµng ngµy TBD cµng bÞ thu hÑp do tèc ®é c¸c qóa tr×nh hót ch×m x¶y ra nhanh h¬n qóa tr×nh t¸ch d·n. NÕu tÝnh theo thang tuæi ®Þa chÊt th× c¸c qóa tr×nh di chuyÓn nµy x¶y ra víi tèc ®é kh¸ lín, trung b×nh cã thÓ ®¹t tíi vµi cm/n¨m nh trªn vÝ dô h×nh 2.1. (b) Nh÷ng biÕn ®æi vÒ ®é s©u cña ®¸y ®¹i d¬ng do c¸c c¸c ho¹t ®éng nh (i) sù co l¹i cña ®Êt ®¸ khi bÞ nguéi l¹nh (xem môc 2.3.2) hoÆc (ii) sù tÝch tô vµ trÇm ®äng cña trÇm tÝch lôc nguyªn, hoÆc (iii) sù xãi mßn vµ h×nh thµnh c¸c canhon ngÇm do t¸c ®éng cña dßng bïn hoÆc (iv) sù c©n b»ng ®¼ng tÜnh.
H×nh 2.3 (a) Qóa tr×nh phun trµo cña c¸c vËt chÊt manti tõ quyÓn mÒn t¹i trôc sèng nói ®¹i d¬ng lµ nguån gèc sinh thµnh ra líp th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng míi. Do c¸c chuyÓn dÞch ngang x¶y ra trong qu¸ tr×nh nµy, nhiÖt ®é nãng ch¶y cña dung nham phun trµo sÏ bÞ gi¶m dÇn khi vît qua ®iÓm bøc x¹ cña c¸c kho¸ng vËt ®iÖn tõ cã trong ®Êt ®¸ vµ “®«ng” l¹i theo híng c¸c ®êng tõ lùc Tr¸i ®Êt 2.1. §Æc ®iÓm chÝnh cña ®¸y §¹i d¬ng H×nh 2.4: Sù ph©n bè c¸c bËc ®é cao - s©u cña bÒ mÆt tr¸i ®Êt. (a) BiÓu ®å thÓ hiÖn c¸c bËc ®é cao - s©u hiÖn t¹i. (b) Cao ®å ®êng cong: x©y dùng trªn c¬ së ®êng cong luü tÝch. §©y kh«ng ph¶i h×nh vÏ mÆt c¾t qua bÒ mÆt tr¸i ®Êt, mµ lµ ®êng cong biÓu diÔn ®é chªnh lÖch phÇn tr¨m gi÷a c¸c mùc ®é cao - s©u kh¸c nhau trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt H×nh 2.4 cho thÊy gÇn mét nöa ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt n»m ë c¸c bËc ®é cao lµ 0-1km vµ ®é s©u lµ 4-5km, phÇn cßn l¹i chñ yÕu n»m ë c¸c bËc ®é s©u kho¶ng vµi tr¨m m díi mùc níc biÓn
C©u hái 2.1 (a) PhÇn ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt n»m díi mùc níc biÓn chiÕm bao nhiªu phÇn tr¨m? (b) Dùa vµo ®é chªnh lÖch phÇn tr¨m gi÷a c¸c bËc ®é cao - s©u cña ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt trong s¬ ®å trªn. H·y cho biÕt nh÷ng hËu qña cã thÓ x¶y ra khi níc biÓn d©ng cao 100m? (c) Gi¶ sö b¸n kÝnh trung b×nh cña tr¸i ®Êt lµ 6370km (R) th× tæng c¸c bËc ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt n»m trªn trôc tung sÏ b»ng bao nhiªu % R? Cã thÓ nãi, hai ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh næi bËt nhÊt trªn ®¸y ®¹i d¬ng lµ hÖ thèng c¸c trôc sèng nói víi thung lòng ®Þa hµo kÐo dµi gÇn nh liªn tôc qua tÊt c¶ c¸c ®¹i d¬ng lín trªn thÕ giíi vµ hÖ thèng c¸c m¸ng s©u (®Æc biÖt lµ ë TBD). Däc theo trôc sèng nói (cßn gäi lµ trôc t¸ch d·n), th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng míi liªn tôc ®îc h×nh thµnh vµ bÞ ®Èy ra xa trôc. Sau ®ã, chóng sÏ lÇn luît bÞ cuèn xuèng díi quyÓn mÒm khi tiÕn tíi gÇn vÞ trÝ c¸c m¸ng s©u do søc c¨ng bÒ mÆt tr¸i ®Êt bÞ nÝu nghiªng thµnh ®íi hót ch×m. N»m xen gi÷a trôc sèng nói vµ m¸ng s©u lµ c¸c bån trÇm tÝch b»ng ph¼ng víi sù nh« lªn cña nh÷ng d·y nói ngÇm ®¬n lÎ vµ nhiÒu d¹ng h×nh ®åi nói vµ khèi n©ng kh¸c, mét sè trong ®ã cã ®Ønh ngoi lªn mÆt níc t¹o thµnh ®¶o. Bao quanh c¸c lôc ®Þa lµ thÒm lôc ®Þa, ®îc h×nh thµnh do qóa tr×nh tÝch tô dµy cña trÇm tÝch. §é s©u phæ biÕn cña thÒm lôc ®Þa lµ 200m, ®«i khi thÊp h¬n, nhng chiÒu réng cña chóng th× kh«ng gièng nhau, cã n¬i th× kh¸ réng, cã n¬i th× rÊt hÑp. Mét ®Æc ®iÓm t¬ng ®èi quan träng kh¸c cÇn chó ý chÝnh lµ ®é s©u cña c¸c ®¹i d¬ng vµ gi¸ trÞ ®é s©u trung b×nh cña tÊt c¶ ®¹i d¬ng lín thÕ giíi ®îc ®Ò cËp trong b¶ng 2.1. H×nh 2.5 lµ s¬ ®å mÆt c¾t ®Þa chÊn kÐo dµi tõ phÝa nam §TD tíi Nam Mü (tham kh¶o thªm h×nh 1.11), trªn ®ã thÓ hiÖn ®Çy ®ñ c¸c d¹ng ®Þa h×nh chiÕm diÖn tÝch lín (xem b¶ng 2.1). Trong c¸c môc tiÕp theo, chóng t«i sÏ cã sù m« t¶ kü h¬n tõng yÕu tè ®Þa h×nh trªn ®¸y ®¹i d¬ng, b¾t ®Çu tõ r×a lôc ®Þa. B¶ng 2.1: C¸c th«ng sè ®Æc trng cña ®¸y ®¹i d¬ng §¹i d¬ng Th¸i B×nh D¬ng §¹i T©y D¬ng Ên §é D¬ng §¹i d¬ng thÕ giíi DiÖn tÝch ®¹i d¬ng 180 107 74 361 (106km2) DiÖn tÝch vïng kh«ng bÞ 19 69 13 101 ngËp níc (106km2) TØ lÖ diÖn tÝch phÇn ®¹i d¬ng bÞ ngËp níc/phÇn 9.5 1.6 5.7 3.6 diÖn tÝch kh«ng bÞ ngËp níc §é s©u trung b×nh (m) 3940 3310 3840 3730 PhÇn tr¨m diÖn tÝch (%) cña thÒm vµ sên lôc ®Þa 13.1 19.4 9.1 15.3 (so víi tæng diÖn tÝch)
PhÇn tr¨m diÖn tÝch (%) 2.7 8.5 5.7 5.3 cña ch©n lôc ®Þa (so víi tæng diÖn tÝch) PhÇn tr¨n diÖn tÝch (%) 42.9 38.1 49.3 41.9 vïng ®¸y s©u (so víi tæng diÖn tÝch) PhÇn tr¨n diÖn tÝch (%) cña c¸c ngän nói löa vµ c¸c 2.5 2.1 5.4 3.1 chuçi nói ngÇm (so víi tæng diÖn tÝch) PhÇn tr¨n diÖn tÝch (%) c¸c sèng nói ®¹i d¬ng (so víi 35.9 31.2 30.3 32.7 tæng diÖn tÝch) PhÇn tr¨m diÖn tÝch (%) c¸c m¸ng s©u ®¹i d¬ng 2.9 0.7 0.3 1.7 (so víi tæng diÖn tÝch) H×nh 2.5: MÆt c¾t bÒ mÆt tr¸i ®Êt khu vùc n»m gi÷a Nam Mü vµ Ch©u Phi. H×nh phãng ®¹i 100 lÇn theo chiÒu ®øng 2.2. R×a lôc ®Þa Cã hai kiÓu r×a lôc ®Þa ®· ®îc x¸c ®Þnh tríc khi thuyÕt kiÕn t¹o m¶ng ra ®êi. §ã lµ kiÓu r×a §¹i T©y D¬ng vµ r×a Th¸i B×nh D¬ng. C¸c r×a lôc ®Þa kiÓu §TD nh×n chung ®Òu cã phÇn thÒm lôc ®Þa t¬ng ®èi réng vµ phÇn ch©n lôc ®Þa tr¶i dµi (h×nh 2.5 vµ b¶ng 2.1). C¸c ho¹t ®éng kiÕn t¹o ë ®©y x¶y ra Ýt, do vËy chóng ®îc gäi lµ r×a æn ®Þnh hoÆc r×a thô ®éng. KiÓu r×a nµy thêng xuÊt hiÖn khi x¶y ra qóa tr×nh ph©n t¸ch lôc ®Þa vµ h×nh thµnh ®¹i d¬ng míi. Lôc ®Þa bÞ chia t¸ch vµ ®¸y ®¹i d¬ng liÒn kÒ ®Òu n»m trong cïng mét m¶ng kiÕn t¹o. Nh÷ng phÇn vá lôc ®Þa nÕu bÞ t¸ch rêi ®éc lËp sÏ h×nh thµnh c¸c tiÓu lôc ®Þa. Mét sè tiÓu lôc ®Þa cã thÓ n»m hoµn toµn díi mùc níc biÓn (khi líp vá lôc ®Þa bÞ máng h¬n b×nh thêng nh c¸c khu vùc Rockall Bank vµ Seychelles Plateau), hoÆc h×nh thµnh c¸c khèi ®¶o lín nh ®¶o Madagascar. §Æc trng cña r×a lôa ®Þa kiÓu TBD lµ sù thÕ chç cña c¸c m¸ng s©u díi ch©n sên lôc ®Þa (h×nh 2.5). KÕt qña thèng kª trong b¶ng 2.1 cho thÊy, diÖn tÝch phÇn ch©n lôc ®Þa quanh TBD rÊt nhá trong khi diÖn tÝch c¸c m¸ng s©u l¹i rÊt
lín vµ lín h¬n nhiÒu so víi c¸c ®¹i d¬ng kh¸c. Ngµy nay, kiÓu r×a nµy ®· ®îc x¸c nhËn vµ ®îc gäi lµ r×a ®Þa chÊn hay r×a tÝch cùc do sù xuÊt hiÖn thêng xuyªn cña c¸c ho¹t ®éng ®Þa chÊn (vÝ dô nh ®éng ®Êt). §©y lµ kiÓu r×a ®îc h×nh thµnh bëi sù va ch¹m gi÷a m¶ng ®¹i d¬ng víi m¶ng lôc ®Þa t¹i ®íi hót ch×m, trong trêng hîp nµy, lôc ®Þa vµ ®¸y ®¹i d¬ng liÒn kÒ thuéc hai m¶ng kh¸c nhau. C¸c r×a ®Þa chÊn xuÊt hiÖn vßng cung ®¶o ®îc h×nh thµnh t¹i ranh giíi gi÷a hai m¶ng ®¹i d¬ng – vÝ dô ®iÓn h×nh sÏ ®îc chóng t«i ®Ò cËp ë phÇn tiÕp theo. R×a lôc bao quanh A§D chñ yÕu thuéc kiÓu r×a §TD, ngo¹i trõ khu vùc m¸ng s©u Java n»m ë phÝa ®«ng b¾c (h×nh 1.11 vµ 2.1). 2.2.1 R×a lôc ®Þa æn ®Þnh KiÓu r×a nµy ph¸t triÓn do sù d·n c¨ng cña vá tr¸i ®Êt dÉn ®Õn qóa tr×nh ph©n t¸ch lôc ®Þa vµ tÝch tô trÇm tÝch sau ®ã. MÆt c¾t qua mét vïng r×a æn ®Þnh gÇn t¬ng tù nh trong h×nh 2.6. Theo ®ã, kiÓu r×a nµy cã h×nh th¸i mét thung lòng nguyªn sinh, trªn mÆt c¾t ngang h×nh d¹ng cña chóng ®îc x¸c ®Þnh nhê tËp hîp c¸c ®øt gÉy t¹o ra sù sôt lón cña líp vá vµ sù che phñ cña trÇm tÝch h×nh thµnh nªn ®íi thÒm, sên vµ ch©n lôc ®Þa. TÊt c¶ nh÷ng dÊu hiÖu nhËn biÕt trªn mÆc dï ®îc xem lµ ®Æc ®iÓm chung cña kiÓu r×a æn ®Þnh, nhng vÉn cã thÓ gÆp nh÷ng biÕn thÓ kh¸c nhau ë tõng khu vùc khiÕn c¸c lo¹i r×a thuéc kiÓu nµy kh«ng bao giê gièng nhau hoµn toµn nÕu xÐt chi tiÕt. H×nh 2.6: MÆt c¾t ngang qua mét vïng r×a lôc ®Þa æn ®Þnh ®îc phãng ®¹i theo chiÒu ®øng. C¸c chi tiÕt cña mÆt c¾t bÒ mÆt sÏ ®îc m« t¶ ë h×nh 2.7 vµ phÇn bµi viÕt liªn quan C©u hái 2.2 (a) T¹i c¸c vïng r×a æn ®Þnh vá lôc ®Þa máng h¬n b×nh thêng. VËy t¹i sao líp vá nµy l¹i cã thÓ bÞ lón xuèng? (b) Dùa vµo h×nh 2.7, h·y x¸c ®Þnh ranh giíi t¬ng ®èi gi÷a vá lôc ®Þa vµ vá ®¹i d¬ng ? H×nh 2.6 cho thÊy phÇn lín c¸c trÇm tÝch cÊu thµnh thÒm lôc ®Þa ®Òu n»m l¹i trªn líp vá lôc ®Þa bÞ d·n máng (tham kh¶o c©u hái 2.2 (b)). ChiÒu réng cña thÒm lôc ®Þa cã thÓ ®¹t tíi 1500km, ®Þa h×nh bÒ mÆt cña chóng nh×n chung kh¸ b»ng ph¼ng víi gra®ien gãc nghiªng trung b×nh lµ 0,10 (h×nh 2.7). Trªn bÒ mÆt thÒm ë mét vµi n¬i, cã thÓ quan s¸t thÊy nh÷ng sãng c¸t nhÊp nh«, ®«i khi cao tíi mét vµi m do ¶nh hëng cña dßng ch¶y, nhng ®ã chØ lµ nh÷ng d¹ng ®Þa h×nh t¹m thêi.
§é s©u cña thÒm lôc ®Þa – t¹i vÞ trÝ thÒm ®æ – nh trªn h×nh 2.7 – lµ tõ 20 – 500m, trung b×nh lµ kho¶ng 130m. ChiÒu réng cña chóng dao ®éng tõ 20 – 100km, ®é s©u phÇn ch©n sên n»m trong kho¶ng 1,5 – 3,5km. So víi thÒm lôc ®Þa, sên lôc ®Þa cã gra®ien ®é dèc lín h¬n nhiÒu, trung b×nh kho¶ng 40 vµ lµ d¹ng ®Þa h×nh ngÇm dèc nhÊt trªn ®¸y ®¹i d¬ng - n¬i mµ cã ®é nghiªng nhá h¬n nhiÒu so víi bÒ mÆt ®Êt. §èi víi c¸c r×a lôc ®Þa trÎ míi h×nh thµnh, sên lôc ®Þa gÇn nh dùng ®øng bëi gãc dèc ban ®Çu bao giê còng kh¸ lín. VÝ dô nh sên lôc ®Þa trong vÞnh California cã ®é dèc lín h¬n 200, ®©y lµ mét vÞnh trÎ míi ®îc h×nh thµnh c¸ch ®©y kho¶ng 4 triÖu n¨m nªn nã cha bÞ t¸c ®éng bëi c¸c qóa tr×nh xãi mßn vµ trÇm tÝch x¶y ra ven r×a §TD suèt h¬n 100 triÖu n¨m qua. ë nhiÒu khu vùc, ch¼ng h¹n nh vïng Western Approaches (n»m ë phÝa nam vµ t©y cña b¸n ®¶o níc Anh), bÒ mÆt sên lôc ®Þa bÞ chia c¾t bëi c¸c canhon ngÇm. C¸c canhon nµy ®ãng vai trß gièng nh c¸c kªnh dÉn trÇm tÝch xuèng vïng ®¸y s©u cña ®¹i d¬ng. PhÇn lín c¸c canhon cã ®Ønh n»m trªn thÒm lôc ®Þa vµ ®a sè trong chóng lµ cöa cña c¸c con s«ng lín trªn lôc ®Þa. Nh×n chung c¸c canhon ®Òu cã tr¾c diÖn ngang h×nh ch÷ V, tr«ng gÇn gièng nh c¸c thung lòng s«ng trªn ®Êt liÒn, song chóng ®îc h×nh thµnh do ho¹t ®éng xãi mßn cña c¸c dßng trÇm tÝch bïn. §ã lµ lo¹i dßng ch¶y chøa níc vµ trÇm tÝch x¸o trén víi nhau, do vËy chóng cã tØ träng nÆng h¬n níc biÓn nªn cã thÓ trît trªn bÒ mÆt c¸c sên tho¶i víi mét vËn tèc ®ñ lín ®Ó cã thÓ cµo mßn thµnh c¸c canhon. Khi c¸c dßng bïn ch¹m tíi ch©n cña sên lôc ®Þa, vËn tèc cña chóng bÞ suy gi¶m vµ b¾t ®Çu chuyÓn sang qóa tr×nh tÝch tô t¹o thµnh c¸c nªm trÇm tÝch - h×nh thµnh ch©n lôc ®Þa. §é dèc cña d¹ng ®Þa h×nh nµy nhá h¬n nhiÒu so víi sên lôc ®Þa, trung b×nh lµ 10. ChiÒu réng cña chóng phô thuéc vµo chiÒu dµi, cêng ®é ho¹t ®éng cña c¸c dßng bïn vµ n¨ng lîng xãi mßn cña c¸c dßng ch¶y trong hoµn lu ®¹i d¬ng, cùc ®¹i cã thÓ ®¹t tíi 600km. §«i khi trªn bÒ mÆt ch©n lôc ®Þa vÉn quan s¸t thÊy nh÷ng r·nh nhá cßn sãt l¹i do c¸c dßng bïn tiÕp tôc kÐo lª tíi vïng níc s©u ®¹i d¬ng (h×nh 2.7). 2.2.2. R×a lôc ®Þa ®Þa chÊn vµ c¸c cung ®¶o Qóa tr×nh h×nh thµnh cña c¸c r×a ®Þa chÊn bao giê còng liªn quan ®Õn ho¹t ®éng cña c¸c m¸ng s©u ®¹i d¬ng, n¬i vá ®¹i d¬ng bÞ hót ch×m xuèng quyÓn mÒm. V× vËy c¸c r×a nµy ®îc gäi lµ r×a ph¸ hñy. Nh÷ng vÞ trÝ thêng ph¸t triÓn c¸c m¸ng s©u lµ: 1 T¹i c¸c r×a lôc ®Þa cã c¸c d·y nói löa n»m ven bê, n¬i th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng chui xuèng bªn díi lôc ®Þa 2 T¹i c¸c vßng cung ®¶o, n¬i mét m¶ng th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng chui xuèng bªn díi m¶ng ®¹i d¬ng kh¸c Dùa trªn nh÷ng kiÕn thøc võa ®îc cung cÊp, theo b¹n ®iÒu g× cã thÓ x¶y ra khi dßng bïn mang trÇm tÝch tíi c¸c r×a ®Þa chÊn vµ sên lôc ®Þa t¹i c¸c r×a ®Þa chÊn kh¸c g× so víi sên lôc ®Þa t¹i c¸c r×a æn ®Þnh?
T¹i r×a ®Þa chÊn, trÇm tÝch mµ c¸c dßng bïn vËn chuyÓn ra vïng ®¸y s©u ®¹i d¬ng sÏ bÞ gi÷ l¹i trong c¸c m¸ng s©u n»m ë ch©n sên lôc ®Þa. Do vËy sên lôc ®Þa ë ®©y thêng cã ®Þa h×nh dèc h¬n so víi sên lôc ®Þa cña r×a æn ®Þnh (®iÒu nµy gi¶i thÝch v× sao diÖn tÝch phÇn ch©n lôc ®Þa cña TBD rÊt hÑp – xem b¶ng 2.1). §iÓm kh¸c nhau nµy cã thÓ quan s¸t rÊt râ trªn hÖ thèng m¸ng s©u Peru - Chile, mét ®íi hót ch×m ®îc h×nh thµnh do qóa tr×nh hót chói cña m¶ng ®¹i d¬ng Nazca vµ mét phÇn m¶ng Nam Cùc xuèng bªn díi bê biÓn phÝa t©y cña Nam Mü (h×nh 2.1) kÌm theo sù d©ng tråi cña d·y Andes n»m ven bê. Nh÷ng biÓu hiÖn ®Æc trng cho qóa tr×nh nµy lµ sù gia t¨ng cña c¸c ho¹t ®éng ®Þa chÊn, nói löa vµ nh÷ng biÕn ®æi bÊt thêng cña ®Þa h×nh theo träng lùc (vÝ dô ®Þa h×nh ©m lµ c¸c m¸ng s©u, ®Þa h×nh d¬ng lµ c¸c vßng cung nói löa) t¹o nªn ®Æc ®iÓm riªng cña kiÓu r×a m¶ng ph¸ hñy. H×nh 2.8 cho thÊy m¸ng s©u Peru- Chi lª lµ mét hÖ thèng kÐo dµi kh«ng liªn tôc, theo mét sè nhµ nghiªn cøu, sù gi¸n ®o¹n nµy lµ kh«ng b×nh thêng, cã thÓ nguyªn nh©n chÝnh lµ do sù sôt lón s©u cña mét sè ®Ønh nói ngÇm hoÆc c¸c d·y nói ®Þa chÊn nhá n»m gÇn ®ã (môc 2.5.2, 2.5.4). C©u hái 2.3 XÐt h×nh 2.8 vµ 2.9 (a) ChiÒu réng thÒm lôc ®Þa vµ h×nh th¸i sên lôc ®Þa t¹i khu vùc r×a ®Þa chÊn cã ®Æc ®iÓm nh thÕ nµo? (b) Theo b¹n sên lôc ®Þa cã ph¶i lµ d¹ng ®Þa h×nh dèc nhÊt so víi c¸c yÕu tè ®Þa h×nh kh¸c trªn r×a æn ®Þnh hay kh«ng? ë mét vµi trêng hîp (vÝ dô nh mÆt c¾t 1 vµ 2 trªn h×nh 2.9) sù kh¸c nhau vÒ ®é s©u vµ ®é réng cña lßng m¸ng cã thÓ liªn quan ®Õn tèc ®é hót ch×m, ch¼ng h¹n tèc ®é hót ch×m cµng lín th× lßng m¸ng cµng s©u vµ cµng hÑp. Ngoµi ra, sù kh¸c nhau cña ba mÆt c¾t còng cã thÓ do nh÷ng nguyªn nh©n kh¸c. VËy theo suy luËn riªng cña b¹n, nguyªn nh©n nµo cã thÓ g©y ra sù kh¸c nhau gi÷a mÆt c¾t 2 vµ 3 trªn h×nh 2.9? NhiÒu kh¶ n¨ng cêng ®é båi lÊp cña c¸c qóa tr×nh trÇm tÝch lµ nguyªn nh©n chÝnh dÉn ®Õn lßng m¸ng ph¼ng vµ réng trªn mÆt c¾t 3. Nhng mét c©u hái ®îc ®Æt ra lµ t¹i sao nh÷ng mÆt c¾t kh¸c kh«ng cã c¸c ®Æc ®iÓm t¬ng tù trong khi tÊt c¶ c¸c mÆt c¾t ®Òu n»m ë nh÷ng vÞ trÝ kh¸ thuËn lîi cho viÖc thu nhËn trÇm tÝch tõ ®Þa h×nh d¬ng n»m trªn nh d·y Andes ch¼ng h¹n? Cha cã c©u tr¶ lêi chÝnh x¸c cho c©u hái trªn, nhng rÊt cã thÓ vÊn ®Ò nµy liªn quan ®Õn ®iÒu kiÖn khÝ hËu hiÖn t¹i: Vïng sa m¹c Atacama thuéc phÇn phÝa b¾c cña Chile lµ n¬i cã lîng ma trung b×nh hµng n¨m nhá h¬n 0.01m, v× vËy khèi lîng trÇm tÝch mang ra ®¹i d¬ng hÇu nh kh«ng ®¸ng kÓ, ®é s©u cña vïng lßng m¸ng trªn mÆt c¾t 2 chØ xÊp xØ kho¶ng 8 km. NÕu cµng tiÕn vÒ phÝa nam lîng ma trung b×nh hµng n¨m sÏ cµng t¨ng vµ t¨ng tíi 4m nªn lîng trÇm tÝch ®îc mang tíi vµ ®æ dån
xuèng lßng m¸ng kh¸ lín vµ gÇn nh lÊp ®Çy t¹i nh÷ng vïng lßng m¸ng n»m trong kho¶ng vÜ ®é 500nam. Nãi chung, cÊu t¹o trÇm tÝch trong c¸c lßng m¸ng ®Òu thÓ hiÖn nh÷ng dÊu hiÖu biÕn d¹ng bëi ¶nh hëng cña c¸c chuyÓn ®éng kiÕn t¹o tÝch cùc. Cô thÓ lµ sù xuÊt hiÖn cña hÖ thèng c¸c ®øt g·y kÐo dµi trªn bÒ mÆt thµnh m¸ng ngoµi gi¸p ®¹i d¬ng do sù uèn cong cña m¶ng ®¹i d¬ng khi bÞ chói xuèng ®íi hót ch×m. Thµnh m¸ng trong do cã sù lu b¸m cña c¸c líp trÇm tÝch ngo»n ngoÌn ®îc cµo ra tõ m¶ng ®¹i d¬ng nªn cã xu híng nghiªng ra phÝa ®¹i d¬ng. Nh÷ng ®Æc ®iÓm nµy cã thÓ quan s¸t thÊy trªn mÆt c¾t ®Þa chÊn h×nh 2.10. Tuy nhiªn, khèi lîng trÇm tÝch thuéc m¶ng ®¹i d¬ng ®îc lu l¹i trªn thµnh m¸ng bªn trong chØ lµ mét lîng nhá kh«ng ®¸ng kÓ, nh÷ng phÇn cßn l¹i ®Òu bÞ ®Èy xuèng Manti theo m¶ng hót ch×m. TØ lÖ t¬ng ®èi gi÷a hai phÇn trÇm tÝch nµy nãi chung kh«ng gièng nhau ë tÊt c¶ mäi n¬i. ChÝnh qóa tr×nh hót ch×m vµ nãng ch¶y cña c¸c vËt chÊt cÊu thµnh m¶ng ®¹i d¬ng cïng líp trÇm tÝch n»m trªn ®· dÉn ®Õn sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn cña c¸c d·y nói löa trªn bê lôc ®Þa (vÝ dô d·y Andes). C©u hái 2.4 Quan s¸t h×nh 2.10 b¹n sÏ thÊy trÇn tÝch ®¸y ®¹i d¬ng bÞ bµo ra thµnh tõng l¸t kÕ tiÕp nhau. VËy theo b¹n c¸c l¸t trÇm tÝch ®îc n¹o ra tríc sÏ n»m ë phÇn trªn hay phÇn díi thµnh m¸ng bªn trong? H×nh 2.10: MÆt c¾t ®Þa chÊn qua vïng m¸ng s©u Trung Mü (n»m ë phÇn phÝa b¾c m¸ng Peru-Chile) víi nh÷ng ®êng c¾t thÓ hiÖn râ ®· cho thÊy híng kÐo dµi cña c¸c ®øt g·y däc theo chiÒu nghiªng cña thµnh m¸ng ngoµi vµ híng x« dÞch cña c¸c ®øt g·y ngang trªn thµnh m¸ng trong. H×nh phãng ®¹i 1,5 lÇn theo trôc ®øng Vßng cung ®¶o lµ d¹ng ®Þa h×nh gÇn gièng nh c¸c d·y nói kiÓu Andes, nhng lµ s¶n phÈm cña qóa tr×nh hót chói cña mét m¶ng ®¹i d¬ng xuèng díi mét m¶ng d¹i d¬ng kh¸c. KÕt qña cuèi cïng lµ sù ra ®êi cña c¸c cung ®¶o nói löa phÝa trªn ®íi hót ch×m vµ m¸ng s©u. §iÒu quan träng lµ sù xuÊt hiÖn cña c¸c cung ®¶o bao giê còng kÌm theo qóa tr×nh h×nh thµnh mét ®¸y ®¹i d¬ng míi n»m xen gi÷a cung ®¶o víi lôc ®Þa vµ ®îc gäi lµ biÓn r×a hay biÓn sau cung ®¶o. §©y lµ mét qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn do t¸c ®éng cña m«i trêng nÐn Ðp sinh ra bëi sù héi tô cña hai m¶ng. Qóa tr×nh nµy ®ång thêi cho thÊy chuyÓn ®éng c¸c m¶ng lu«n cã mèi quan hÖ víi sù t¬ng t¸c phøc t¹p gi÷a c¸c lùc vµ c¸c ho¹t ®éng Macma, nhng cô thÓ diÔn ra nh thÕ nµo th× vÉn cßn lµ vÊn ®Ò cÇn nghiªn
cøu thªm. ë nhiÒu khu vùc phÝa t©y cña TBD, ngêi ta t×m thÊy mét vµi hÖ thèng c¸c cung ®¶o vµ biÓn r×a lµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh ph©n t¸ch liªn tôc cña c¸c cung ®¶o cã tuæi giµ h¬n. Trong phÇn tiÕp theo, chóng t«i sÏ m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i vïng ®¸y s©u ®¹i d¬ng ®Ó gióp b¹n ®äc h×nh dung ®îc diÔn biÕn cña qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn vµ sù h×nh thµnh cña líp vá ®¹i d¬ng míi. 2.3. Sèng nói ®¹i d¬ng C¸c sèng nói ®¹i d¬ng ®îc xem lµ mét ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh quan träng nhÊt trªn ®¸y ®¹i d¬ng v× ®ã lµ n¬i h×nh thµnh líp vá ®¹i d¬ng míi - r×a x©y dùng. Dùa vµo giíi h¹n ngoµi t¬ng ®èi cña chóng, ngêi ta x¸c ®Þnh ®îc tØ lÖ diÖn tÝch cña hÖ thèng sèng nói ®¹i d¬ng hiÖn t¹i cã thÓ chiÕm tíi 33% tæng diÖn tÝch cña ®¸y ®¹i d¬ng (b¶ng 2.1) vµ chóng chiÕm mét thÓ tÝch lín trong ®¸y ®¹i d¬ng (h×nh 2.5). Däc theo ®íi trung t©m cña c¸c trôc sèng nói cã thÓ quan s¸t thÊy sù x©m nhËp vµ phun trµo cña vËt liÖu macma bazan do t¸c ®éng cña qóa tr×nh ph©n t¸ch c¸c m¶ng ë hai bªn sên. Tèc ®é cña qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn cã thÓ ®èi xøng hoÆc kh«ng ®èi xøng qua trôc sèng nói, nhng tèc ®é dÞch chuyÓn trung b×nh cña c¸c m¶ng th× gièng nhau vµ híng t¸ch d·n cña chóng th× gÇn nh vu«ng gãc víi c¸c trôc sèng nói. 2.3.1. H×nh th¸i cña c¸c sèng nói ®¹i d¬ng Nãi chung c¸c ®Æc trng h×nh th¸i cña sèng nói ®¹i d¬ng ®Òu cã liªn quan tíi tèc ®é t¸ch d·n. H×nh 2.11 lµ mÆt c¾t h×nh th¸i cña sèng nói cã tèc ®é t¸ch d·n chËm (kho¶ng 1-2cm/n¨m nh trôc sèng nói ngÇm gi÷a §TD) vµ tèc ®é t¸ch d·n nhanh (kho¶ng 6-8cm/n¨m nh trôc sèng nói phÝa ®«ng TBD). H×nh 2.11: MÆt c¾t h×nh th¸i (theo híng ®«ng – t©y) vïng sèng nói n»m gi÷a §TD vµ ®«ng TBD (xem c©u hái 2.5). H×nh phãng ®¹i 50 lÇn C©u hái 2.5 C¸c ®Æc ®iÓm chÝnh cña hai sèng nói nãi trªn sÏ ®îc tãm t¾t ë phÇn díi. Sau khi ®äc xong phÇn tãm t¾t vµ tham kh¶o thªm mÆt c¾t trªn h×nh 2.11, h·y tr¶ lêi c©u hái a vµ d. HÖ thèng sèng nói gi÷a §TD cã phÇn thung lòng trung t©m réng kho¶ng 25- 30km vµ s©u kho¶ng 1-2km, nhng ®èi víi hÖ thèng sèng nói ®«ng TBD th× ®Æc ®iÓm nµy kh«ng lÆp l¹i. §é dèc sên nói tÝnh tõ ®Ønh nói gi¶m dÇn theo tØ lÖ 10
trªn 100m ®èi víi sèng nói gi÷a §TD vµ 10 trªn 500m ®èi víi sèng nói ®«ng TBD. (a) MÆt c¾t nµo m« t¶ sèng nói §TD vµ sèng nói ®«ng TBD? (b) HÖ thèng sèng nói nµo cã bÒ mÆt ®Þa h×nh ghå ghÒ h¬n? (c) §é dèc trung b×nh cña sên sèng nói so víi r×a lôc ®Þa nh thÕ nµo? (d) Sèng nói Carlsberg ë phÝa b¾c A§D cã tèc ®é t¸ch d·n trung b×nh lµ 1- 2cm/n¨m. VËy mÆt c¾t nµo trªn h×nh 2.11 sÏ t¬ng tù víi mÆt c¾t qua hÖ thèng sèng nói nµy? H×nh 2.12: MÆt c¾t m« t¶ chi tiÕt h×nh th¸i phÇn thung lòng trung t©m cña sèng nói gi÷a §TD ë 470 vµ 220 b¾c (mÆt c¾t 1,2), sèng nói Gorda ë ®«ng b¾c TBD (3) vµ sèng Carlsberg ë t©y b¾c A§D (4). H×nh phãng ®¹i gÊp 5 lÇn theo trôc ®øng XÐt mÆt c¾t qua ba sèng nói trªn (h×nh 2.12) cho thÊy thµnh bªn trong cña vïng thung lòng trung t©m ®îc h×nh thµnh bëi c¸c ®øt g·y cã bÒ mÆt nghiªng vÒ phÝa trôc. Thµnh bªn ngoµi hay cßn gäi lµ sên nói cã bÒ mÆt c¸c ®øt g·y c¾m ra phÝa ngoµi trôc (vÝ dô phÇn cuèi bªn ph¶i cña mÆt c¾t 2, 3). Ho¹t ®éng cña c¸c ®øt g·y ®o¹n tÇng lµ nguyªn nh©n lµm cho bÒ mÆt h×nh th¸i cña líp vá sèng nói trë nªn th« r¸p vµ ghå ghÒ. 2.3.2. Mèi t¬ng quan tuæi vµ ®é s©u cña c¸c sèng nói ®¹i d¬ng Mét trong nh÷ng ®Æc ®iÓm quan träng nhÊt cña hÖ thèng sèng nói ®¹i d¬ng lµ ®é s©u cña ch©n nói t¨ng theo tuæi líp th¹ch quyÓn n»m díi (h×nh 2.13) vµ kho¶ng c¸ch cña nã so víi trôc sèng nói. Mèi t¬ng quan nµy cã ®îc lµ do tÝnh chÊt biÕn ®æi cña líp th¹ch quyÓn khi bÞ ®Èy ra khái trôc sèng nói, n¬i nã sinh
ra. Nãi chung, c¸c th¹ch quyÓn n»m gÇn trôc bao giê còng cã nhiÖt lîng lín h¬n so víi nh÷ng th¹ch quyÓn n»m xa trôc, v× vËy chóng thêng rÊt nhÑ vµ xèp nªn cã ®é næi cao h¬n so víi th¹ch quyÓn ®· bÞ mÊt nhiÖt vµ xÑp xuèng sau hµng triÖu n¨m h×nh thµnh. Ngêi ta cã thÓ dùa vµo s¬ ®å ®êng cong biÓu diÔn mèi quan hÖ tuæi - ®é s©u ®Ó x¸c ®Þnh tuæi t¬ng ®èi cña líp vá ®¹i d¬ng n»m ë mét ®é s©u nhÊt ®Þnh, tõ ®ã lµm c¬ së thµnh lËp c¸c b¶n ®å cæ ®é s©u phôc vô cho qóa tr×nh nghiªn cøu ®¸y ®¹i d¬ng. Tuy nhiªn xung quanh mèi t¬ng quan nµy vÉn cßn mét vµi bÊp cËp: 1. Mèi t¬ng quan tuæi - ®é s©u kh«ng thÓ cho biÕt tuæi cña líp th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng giµ h¬n 100 triÖu n¨m v× c¸c líp nµy ®· bÞ mÊt ®i gÇn hÕt lîng nhiÖt ®îc h×nh thµnh vµ ®¹t tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng nhiÖt, biÓu hiÖn ë sù kÐo ngang cña ®êng cong. 2. B¶n th©n c¸c sèng nói cã ®é s©u biÕn ®æi theo tèc ®é t¸ch d·n (c¸c sèng t¸ch d·n nhanh thêng s©u h¬n c¸c sèng t¸ch d·n chËm). §é s©u trung b×nh cña trôc sèng nói phÝa ®«ng TBD kho¶ng 2,7km, vµ trôc sèng nói gi÷a §TD lµ 2,5km. H×nh 2.13: §êng cong biÓu diÔn mèi t¬ng quan gi÷a tuæi vµ ®é s©u cña líp vá ®¹i d¬ng theo lý thuyÕt vµ theo thùc tÕ. §êng liÒn nÐt thÓ hiÖn c¸c kÕt qña nghiªn cøu qua c¸c ®iÓm kh¶o s¸t. §êng ®øt nÐt lµ ®êng cong lý thuyÕt ®îc tÝnh to¸n dùa trªn gi¶ thiÕt vÒ sù t¨ng gi¶m nhiÖt cña líp th¹ch quyÓn khi c¸c m¶ng th¹ch quyÓn bÞ nguéi dÇn khi
rêi xa trôc sèng nói. Mét sè dÞ thêng tõ thÓ hiÖn qua c¸c d·y säc tõ trªn ®¸y ®¹i d¬ng ®îc x¾p xÕp ®èi xøng qua trôc sèng nói. 2.4. §øt g·y biÕn d¹ng vµ ®íi nøt vì C¸c trôc sèng nói cã thÓ bÞ x« lÖch so le theo híng ph¸t triÓn cña c¸c ®øt g·y biÕn d¹ng (h×nh 1.11) h×nh thµnh do qóa tr×nh trît ngang cña hai m¶ng ®¹i d¬ng víi nhau. Do vËy, híng kÐo dµi cña mçi ®øt g·y cã d¹ng cung vßng trßn nhá cã t©m lµ ®Ønh trôc xoay t¬ng ®èi gi÷a hai m¶ng vµ cã híng song song víi híng dÞch chuyÓn cña c¸c m¶ng (h×nh 2.14). Nh÷ng ®øt g·y nµy ®îc gäi lµ biÕn d¹ng v× chóng lµ ®o¹n nèi gi÷a hai ®iÓm ®Çu vµ cuèi cña c¸c ®o¹n sèng nói liªn tiÕp, n¬i mµ c¸c chuyÓn ®éng t¸ch d·n b¾t ®Çu chuyÓn sang c¸c chuyÓn ®éng trît ngang. Do chuyÓn ®éng cña c¸c m¶ng lµ sù cä s¸t gi÷a hai bªn thµnh nªn c¸c ®øt g·y xuÊt hiÖn ë ®©y ®îc xÕp vµo lo¹i ho¹t ®éng ®Þa chÊn tÝch cùc. Mét vÊn ®Ò cÇn chó ý lµ, c¸c ®øt g·y nµy chØ xuÊt hiÖn t¹i ranh giíi gi÷a c¸c m¶ng vµ kÕt thóc t¹i hai ®Çu kÕt nèi víi c¸c ®o¹n trôc sèng nói so le. Nh÷ng khu vùc kÕ cËn chÞu ¶nh hëng ph¸t triÓn kÐo dµi cña ®øt g·y biÕn d¹ng n»m trong giíi h¹n mét m¶ng ®¬n, kh«ng cã c¸c chuyÓn ®éng ngang vµ kh«ng cã cêng ®é ho¹t ®éng ®Þa chÊn m¹nh ®îc gäi lµ ®íi nøt vì (h×nh 2.14). H×nh 2.14: C¸c ®øt g·y biÕn d¹ng vµ ®íi nøt vì ®Òu lµ nh÷ng cung trßn nhá cã t©m n»m trªn ®Ønh trôc xoay t¬ng ®èi gi÷a c¸c m¶ng. Tèc ®é t¸ch d·n liªn quan ®Õn vËn tèc gãc quay vµ kho¶ng c¸ch so víi ®Ønh trôc xoay. Tèc ®é t¸ch d·n tØ lÖ víi kho¶ng c¸ch so víi ®Ønh trôc xoay vµ ®é dµi cña mòi tªn trong h×nh vÏ. NÕu phÇn thòng lòng nguyªn sinh ®îc h×nh thµnh gi÷a hai lôc ®Þa cã híng ph¸t triÓn lÖch gãc víi híng chuyÓn ®éng cña hai m¶ng th× c¸c trôc t¸ch d·n sÏ cã xu híng ph©n chia thµnh c¸c ®o¹n trôc song song vµ so le víi nhau nh trªn h×nh minh häa 2.15. Sù xuÊt hiÖn cña nh÷ng ®íi nøt vì yÕu xuÊt hiÖn trªn c¸c m¶ng t¸ch d·n cã thÓ t¸c ®éng tíi sù ph¸t triÓn cña nh÷ng ®øt g·y lín
t¹i vÞ trÝ ®ã, ch¼ng h¹n nh sù t¸ch rêi cña m¶ng lôc ®Þa Nam Mü ra khái m¶ng Ch©u Phi ®· chi phèi sù h×nh thµnh cña §¹i T©y D¬ng qua xÝch ®¹o. H×nh 2.15: Qóa tr×nh ph©n t¸ch cña mét lôc ®Þa víi nh÷ng vÕt nøt m¶nh ban ®Çu t¹o ®iÒu kiÖn cho nh÷ng ®øt g·y lín ph¸t triÓn. C¸c ®øt g·y nµy n»m ngang gi÷a c¸c ®o¹n sèng nói vµ t¹o nªn ®íi nøt vì bao quanh phÝa ngoµi ®íi t¸ch d·n. Nãi chung c¸c trôc sèng nói ®Òu cã xu híng n»m vu«ng gãc víi híng t¸ch d·n mÆc dï kh«ng ph¶i lóc nµo còng vËy. H×nh 2.16: §é cao cña ®¸y biÓn ë hai c¸nh cña ®øt g·y vµ ®íi nøt vì cã sù chªnh lÖch nhau vµ ®iÒu nµy ®· dÉn ®Õn sù h×nh thµnh cña c¸c bÒ mÆt v¸ch dèc ®øng. Sù cã mÆt cña ®øt g·y biÕn d¹ng vµ ®íi nøt vì trªn ®¸y ®¹i d¬ng ®îc coi lµ nh÷ng d¹ng ®Þa h×nh ®éc lËp vµ ®îc m« t¶ lµ c¸c v¸ch vµ bÒ mÆt dèc ®øng ngÇm. Dùa vµo mèi quan hÖ tuæi-®é s©u ë môc 2.3.2, ngêi ta cã thÓ lý gi¶i ®îc
nguån gèc ña chóng (h×nh 2.16). §ã lµ do sù chªnh lÖch vÒ tuæi cña c¸c th¹ch quyÓn n»m ë hai phÝa cña mét ®øt g·y hoÆc ®íi nøt vì ®· dÉn ®Õn sù kh¸c nhau vÒ ®é s©u cña bÒ mÆt ®¸y ®¹i d¬ng. §íi nøt vì hoµn toµn kh«ng ph¶i lµ ®íi ho¹t ®éng ®Þa chÊn v× ch¼ng qua ®ã lµ kÕt qña cña qóa tr×nh h¹ thÊp kh«ng ®Òu nÒn ®¸y ®¹i d¬ng ë hai bªn ®íi nøt vì do tèc ®é nguéi l¹nh vµ sôt lón kh¸c nhau cña c¸c m¶ng th¹ch quyÓn sau khi ®îc h×nh thµnh. Nãi chung, ®íi ho¹t ®éng nµy chØ sinh ra nh÷ng ®éng ®Êt cã cêng ®é rÊt nhá. C¸c ho¹t ®éng sôt lë kÌm theo rung chuyÓn nhá cã thÓ x¶y ra däc theo ®íi nøt vì n»m gÇn r×a lôc ®Þa bëi sù chªnh lÖch vÒ khèi lîng trÇm tÝch ë hai c¸nh ®íi nøt vì do khèi lîng t¶i kh¸c nhau cña c¸c con s«ng. VÒ c¬ b¶n, ®øt g·y biÕn d¹ng trªn ®¸y ®¹i d¬ng kh¸c h¼n víi kiÓu ®øt g·y xª dÞch ngang trªn lôc ®Þa: nh÷ng chuyÓn ®éng chÝnh x¶y ra däc theo ®øt g·y biÕn d¹ng lu«n cã sù ®èi ngîc biÓu hiÖn qua sù s¾p ®Æt ®èi xøng so le cña c¸c ®o¹n sèng nói (h×nh 2.14 vµ 2.16). Nh÷ng ®øt g·y biÕn d¹ng lín l¹i chÝnh lµ r×a m¶ng æn ®Þnh (vÝ dô ®øt g·y San Andreas n»m ë phÝa ®«ng b¾c cña níc Mü hay ®øt g·y Alpine ë New Zealand, h×nh 2.1) bëi v× t¹i ®ã kh«ng cã c¸c ®íi hót ch×m hay qóa tr×nh t¸ch d·n bªn lÒ. Ngoµi trõ mét sè khu vùc ®Æc biÖt ®· ®îc biÕt ®Õn nh phÇn ranh thuéc §TD cña hai m¶ng Ch©u ©u vµ Ch©u Phi vÉn ®îc xem lµ mét ®øt g·y biÕn d¹ng lín (h×nh2.1) mÆc dï kh«ng thuéc kiÓu r×a æn ®Þnh. T¹i ®u«i cña ®øt g·y nµy ë híng t©y, gi¸p hÖ thèng sèng nói gi÷a §TD, xuÊt hiÖn mét bé phËn t¸ch d·n nhá víi kiÓu xª dÞch ngang, nhng kÌm theo sù t¸ch më khe nøt lµm xuÊt lé phÇn macma ë manti trªn dÉn ®Õn qóa tr×nh phun trµo dung nham lava däc theo ®øt g·y. Do ®ã, ngêi ta ®· ®Æt tªn cho nã lµ “biÕn d¹ng khe hë”. Cµng tiÕn vÒ phÝa ®«ng (gÇn Gibraltar), ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®øt g·y cµng gièng kiÓu r×a m¶ng æn ®Þnh víi c¸c chuyÓn dÞch ngang ®¬n thuÇn chiÕm u thÕ. T¹i nh÷ng khu vùc thuéc §Þa Trung H¶i mµ ®øt g·y nµy c¾t qua lu«n t×m thÊy dÊu vÕt cña ®íi hót ch×m trªn hÖ thèng c¸c chuyÓn ®éng ngang. Víi nh÷ng ®øt g·y quy m« nhá h¬n còng cã thÓ xuÊt hiÖn nh÷ng ®Æc ®iÓm riªng ®¸ng chó ý, song ®iÓn h×nh nhÊt vÉn lµ sù ph¸t triÓn cña bé phËn t¸ch d·n nhá. KiÓu ®øt g·y biÕn d¹ng khe hë nãi chung kh«ng phæ biÕn ë trôc sèng nói ®¹i d¬ng (h×nh 2.17).
H×nh 2.17: Mét ®øt g·y biÕn d¹ng nÕu ph¸t triÓn vu«ng gãc víi c¸c ®o¹n sèng nói mµ nã kÕt nèi th× nã sÏ n»m song song víi híng t¸ch d·n vµ qóa tr×nh t¸ch d·n nµy sÏ kh«ng t¹o ra ®¸y biÓn míi (T1 ®Õn T2). Tuy nhiªn nÕu híng ph¸t triÓn cña nã t¹o thµnh mét gãc nghiªng so víi híng t¸ch d·n th× sÏ xuÊt hiÖn “khe hë” t¹i vÞ trÝ t¸ch rêi gi÷a hai m¶ng Nãi chung, biÓu hiÖn cña c¸c ®øt g·y biÕn d¹ng vµ ®íi nøt vì kh«ng cã g× ®Æc biÖt, nhng nÕu ph©n tÝch chi tiÕt th× l¹i kh«ng ®¬n gi¶n. C¸c nhµ nghiªn cøu lu«n gÆp kh¨n trong qóa tr×nh kh¶o s¸t vµ ®o vÏ chóng b»ng thiÕt bÞ m¸y quÐt sonar (vÝ dô, GLORIA, Sea MARC, môc 1.2) vµ tµu ngÇm nghiªn cøu biÓn v× c¸c qóa tr×nh truît lë x¶y ra däc theo hai c¸nh cña ®øt g·y chÝnh hoÆc c¸c nh¸nh ®øt g·y nhá. ë mét vµi khu vùc, nhÊt lµ t¹i c¸c trôc cã tèc ®é t¸ch d·n nhanh nh sèng nói phÝa ®«ng TBD, ngêi ta quan s¸t thÊy kho¶ng ph©n t¸ch gi÷a hai ®Çu ®o¹n trôc t¸ch d·n lu«n dao ®éng trong giíi h¹n 10km hoÆc nhá h¬n nhng kh«ng ph¶i do ho¹t ®éng cña ®øt g·y biÕn d¹ng mµ lµ do sù ph¸t triÓn tÞnh tiÕn song song vµ so le cña c¸c ®o¹n trôc ®Ó h×nh thµnh t©m t¸ch d·n héi tô. V× vËy, ®Çu cña mét ®o¹n trôc thËm chÝ cã thÓ uèn cong theo t©m t¸ch d·n vµ lÊn tíi c¾t rêi trôc kia ra khái hÖ thèng ban ®Çu cña nã. Qóa tr×nh nµy sÏ ®îc nãi râ h¬n trong ch¬ng 4. 2.5. §¸y s©u ®¹i d¬ng
N»m xen gi÷a r×a lôc ®Þa vµ hÖ thèng sèng nói ®¹i d¬ng lµ phÇn ®¸y ®¹i d¬ng s©u víi tæng diÖn tÝch b»ng 42% diÖn tÝch toµn bé ®¸y d¹i d¬ng thÕ giíi (b¶ng 2.1). §©y lµ khu vùc cã sù ®a d¹ng vÒ h×nh th¸i (®é s©u) vµ ®Þa h×nh (h×nh 1.11), trong ®ã bao gåm c¸c yÕu tè ®Þa h×nh sau : ®ång b»ng biÓn th¼m, sèng nói, nói ngÇm c¸c cao nguyªn hoÆc gß ®åi ngÇm (cã thÓ lµ c¸c tiÓu lôc ®Þa hoÆc s¶n phÈm phun trµo cña c¸c nói löa ngÇm) vµ c¸c thµnh v¸ch hÑp kÐo dµi (dÊu hiÖu bÒ ngoµi cña c¸c ®íi nøt vì). 2.5.1. §ång b»ng biÓn th¼m §©y lµ mét yÕu tè ®Þa h×nh cã ®é dèc nhá h¬n 0.05o , ®é cao gi¶m dÇn tõ ch©n lôc ®Þa ra tíi t©m ®¹i d¬ng, trung b×nh 1m trªn 1 km chiÒu dµi. BÒ mÆt ®Þa h×nh kh¸ b»ng ph¼ng so víi nhiÒu ®Æc ®iÓm kh¸c cña ®¹i d¬ng vµ b»ng ph¼ng h¬n nhiÒu khu vùc kh¸c n»m trªn lôc ®Þa. Tuy nhiªn, ®«i chç bÒ mÆt b»ng ph¼ng bÞ th« r¸p bëi sù nh« lªn ®ét ngét cña c¸c ®åi nói ngÇm cã ch©n bÞ ch«n s©u trong c¸c tÇng trÇm tÝch. §é cao cña nh÷ng ®åi ngÇm thêng kh«ng vît qu¸ vµi tr¨m m, nhng ®é cao cña nh÷ng tr¸i nói cã thÓ ®¹t tíi 1 km (xem phÇn 2.5.2). C¶ hai d¹ng ®Þa h×nh nµy cã thÓ ®Òu cã nguån gèc tõ nói löa. §Æc ®iÓm ®Æc trng cña khu vùc nµy lµ sù gi¶m dÇn ®é dèc cña ®Þa h×nh khi di chuyÓn tõ ch©n cña ch©n lôc ®Þa ra vïng ®ång b»ng biÓn th¼m vµ thêng kÕt thóc t¹i ch©n c¸c vïng ®åi ngÇm. §ã lµ khu vùc sèng nói bÞ chia c¾t bëi c¸c ®øt g·y vµ chØ bÞ ch«n s©u mét phÇn díi c¸c tÇng trÇm tÝch. C©u hái 2.6 Xem h×nh 2.18 vµ dùa vµo phÇn m« t¶ tãm t¾t ë trªn, b¹n h·y x¸c ®Þnh xem ®©y lµ mÆt c¾t qua ®¸y ®¹i d¬ng nµo? H×nh 2.18: MÆt c¾t ®Þa h×nh qua vïng ®ång b»ng biÓn th¼m, ch©n lôc ®Þa vµ sên lôc ®Þa
H×nh 2.19: MÆt c¾t ®Þa chÊn qua mét phÇn cña vïng ®ång b»ng biÓn th¼m Madeira (®«ng b¾c §TD). H×nh phãng ®¹i gÊp 20 lÇn Trong qu¸ tr×nh di chuyÓn, c¸c dßng bïn ®· ®Ó l¹i mét lîng lín trÇm tÝch mµ chóng mang theo ë ch©n lôc ®Þa vµ t¹o nªn c¸c bån tròng trÇm tÝch ë ®©y, phÇn nhá cßn l¹i vÉn tiÕp tôc ®îc mang ra ngoµi kh¬i xa vµ cïng víi c¸c trÇm tÝch biÓn kh¬i (lµ c¸c l¾ng ®äng trÇm tÝch tõ c¸c vËt chÊt l¬ löng trong ®¹i d¬ng) dÇn dÇn t¹o thµnh tÊm nÒn phñ lªn bÒ mÆt ®Þa h×nh xï x× cña líp vá ®¹i d¬ng, ®îc sinh ra tõ c¸c trôc sèng nói. H×nh 2.19 cho thÊy bÒ mÆt ghå ghÒ ®· bÞ ch«n vïi trong tÇng trÇm tÝch vïng ®ång b»ng biÓn th¼m, chØ duy nhÊt mét vµi ®Ønh ®åi cßn sãt l¹i vµ nh« lªn trªn bÒ mÆt. Theo b¹n vïng ®ång b»ng biÓn th¼m ë TBD cã ph¸t triÓn réng nh ë §TD kh«ng? Nh chóng ta ®· biÕt bao quanh TBD thêng lµ c¸c m¸ng s©u hoÆc c¸c biÓn r×a n»m sau cung ®¶o, v× thÕ hÇu nh toµn bé trÇm tÝch do c¸c dßng bïn mang tõ lôc ®Þa ra biÓn ®Òu bÞ kÑt l¹i trong c¸c khu vùc nµy. MÆc dï vËy ë ®©y vÉn cã thÓ t×m thÊy mét vµi vïng ®ång b»ng biÓn th¼m ®îc h×nh thµnh chñ yÕu tõ nh÷ng trÇm tÝch ®îc l¾ng ®äng ngay trong lßng ®¹i d¬ng. 2.5.2. C¸c nói ngÇm §a sè c¸c nói ngÇm trªn ®¸y ®¹i d¬ng lµ c¸c nói löa vµ phÇn lín trong sè chóng ®Òu n»m díi mùc níc biÓn. C¸c nói ngÇm cßn ®îc gäi lµ c¸c hßn ®¶o ®¹i d¬ng, nhng trong chuyªn m«n tõ “nói ngÇm” vÉn dïng ®Ó m« t¶ chung cho c¸c ®¶o vµ c¸c nói löa ngÇm díi biÓn. §©y lµ d¹ng ®Þa h×nh n»m r¶i r¸c trªn kh¾p c¸c ®¹i d¬ng, ®Æc biÖt lµ TBD do chóng Ýt bÞ ch«n vïi trong c¸c líp trÇm tÝch cña ®ång b»ng biÓn th¼m. H×nh 2.20 lµ mÆt c¾t h×nh th¸i cña mét sè nói ngÇm díi ®¸y ®¹i d¬ng, gãc nghiªng lín nhÊt cña sên nói cã thÓ ®¹t tíi 250, v× vËy c¸c nói ngÇm ®îc xÕp vµo trong sè nh÷ng d¹ng ®Þa h×nh dèc nhÊt trªn ®¸y ®¹i d¬ng. C¸c nói ngÇm thêng x¾p xÕp thµnh nh÷ng d·y nói cã h×nh vßng cung xï x×, trong ®ã cã nh÷ng d·y nói kh¸ lín, ch¼ng h¹n nh d·y nói Mauna Loa (d·y nói h×nh thµnh nªn
phÇn lín quÇn ®¶o Hawaiian) cã phÇn ch©n kÐo dµi tíi gÇn 100km vµ ®Ønh cao tíi 9km. Møc ®é hïng vÜ cña d·y nói nµy cã thÓ so s¸nh ®îc víi ®Ønh Everest trªn ®Êt liÒn. H×nh 2.20: MÆt c¾t h×nh th¸i cña mét vµi ngän nói löa trªn ®Êt liÒn vµ nói ngÇm díi ®¹i d¬ng (trong ®ã bao gåm c¶ c¸c gayot) RÊt nhiÒu c¸c d·y nói ngÇm cã tuæi b»ng nÒn ®¸y ®¹i d¬ng bao quanh, ®iÒu ®ã chøng tá chóng ®· ®îc h×nh thµnh gÇn c¸c trôc sèng nói t¸ch d·n. Mét vµi ngän nói ®· tõng cã thêi n»m nh« lªn trªn mÆt biÓn, sau ®ã l¹i bÞ h¹ thÊp xuèng díi. Nguyªn nh©n cña qóa tr×nh nµy lµ do sù h¹ lón chung cña toµn bé nÒn ®¸y th¹ch quyÓn ®¹i d¬ng khi chóng bÞ dÞch chuyÓn ra xa c¸c trôc t¸ch d·n, mét nguyªn nh©n n÷a lµ do sù sôt lón côc bé cña b¶n th©n c¸c d·y nói bëi träng lîng ®Ó ®¹t sù c©n b»ng ®¼ng tÜnh. Nh÷ng khèi nói cã h×nh nãn côt hay cßn gäi lµ gayot (h×nh 2.20) hiÖn vÉn ®îc ®îc gi¶ thiÕt lµ s¶n phÈm cña c¸c qóa tr×nh bµo mßn do sãng khi c¸c ®Ønh nói cßn n»m gÇn mùc níc biÓn (xem thªm ch¬ng 4). Tuy nhiªn rÊt nhiÒu c¸c gayot n»m s©u díi mùc níc biÓn vµ ngoµi giíi h¹n ¶nh hëng cña c¸c con sãng vµ dßng ch¶y trªn bÒ mÆt. VËy liÖu cã mèi quan hÖ nµo gi÷a tuæi cña ®¸y biÓn víi ®é s©u cña ®Ønh c¸c gayot kh«ng. Nãi chung, chóng ta ®Òu thÊy r»ng, c¸c gayot cã tuæi giµ h¬n ®Òu n»m ë mùc ®é s©u lín vµ c¸ch xa c¸c trôc sèng nói h¬n. KÓ tõ khi h×nh thµnh chóng ®· vµ ®ang h¹ thÊp nhiÒu lÇn (h×nh 2.13). ë c¸c vïng gÇn xÝch ®¹o, rÊt nhiÒu c¸c nói ngÇm vµ gayot bÞ bao phñ bëi san h« vµ t¶o san h«. NhiÒu ®Ønh nói vµ gayot trë thµnh c¸c r¹n san h« ngÇm vµ ®¶o atoll, do vËy mµ ®Ønh cña chóng lu«n ®îc duy tr× ë gÇn mùc níc biÓn T¹i nh÷ng khu vùc, tËp trung c¸c nói ngÇm cã nguån gèc nói löa th× dï n»m c¸ch xa trôc t¸ch d·n, nÒn ®¸y ®¹i d¬ng nguéi l¹nh còng sÏ bÞ t¸i nung nãng vµ