Cấu trúc và các qúa trình hình thành đại dương ( Nhà xuất bản đại học quốc gia hà nội ) - Chương 4

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

129
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CấU TạO Và Sự hình THàNH lớp THạCH QUYểN ĐạI DươNG Các thông tin về cấu trúc lớp vỏ đại dương và manti trên chủ yếu dựa vào bốn nguồn kết qủa nghiên cứu sau: (1) Các nghiên cứu địa vật lí, trong đó bao gồm các nghiên cứu về địa chấn phản xạ, khúc xạ, từ trường, trọng lực và địa nhiệt; (2) Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về đặc tính vật lý của các mẫu đất đá trên đáy đại dương và trong lõi khoan sâu; (3) Các nghiên cứu thực địa, điều tra khảo sát,...

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 4

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