Lịch sử hàng tỷ năm mới về bên trong Trái đất cho thấy sự hợp nhất và phá vỡ của những 'khối màu' khổng lồ giống như các lục địa

Sâu trong Trái đất bên dưới chúng ta có hai đốm màu có kích thước bằng các lục địa. Một bên dưới châu Phi, một bên dưới Thái Bình Dương.

Các đốm màu có nguồn gốc từ 2,900 km dưới bề mặt, gần như nửa chừng trung tâm của Trái đất. Chúng được cho là nơi sản sinh ra những cột đá nóng mọc lên được gọi là “chùm lông sâu”Đến bề mặt Trái đất.

Khi những chùm tia này lần đầu tiên tiếp cận bề mặt, những vụ phun trào núi lửa khổng lồ xảy ra - loại đã góp phần vào sự tuyệt chủng của loài khủng long cách đây 65.5 triệu năm. Các đốm màu cũng có thể kiểm soát sự phun trào của một loại đá gọi là kimberlite, mang kim cương từ độ sâu 120-150 km (và trong một số trường hợp lên đến khoảng 800 km) lên bề mặt Trái đất.

Các nhà khoa học đã biết các đốm màu tồn tại từ rất lâu, nhưng chúng hoạt động như thế nào trong lịch sử Trái đất vẫn còn là một câu hỏi bỏ ngỏ. Trong nghiên cứu mới, chúng tôi đã lập mô hình hàng tỷ năm lịch sử địa chất và phát hiện ra các đốm màu tụ lại với nhau và vỡ ra giống như lục địa và siêu lục địa.

Mô hình cho sự tiến hóa của Earth Blob

Các đốm màu nằm trong lớp phủ, lớp đá nóng dày giữa vỏ Trái đất và lõi của nó. Lớp phủ là rắn nhưng chảy chậm trong khoảng thời gian dài. Chúng ta biết các đốm màu ở đó vì chúng làm chậm sóng do động đất gây ra, điều này cho thấy các đốm màu nóng hơn môi trường xung quanh.

Các nhà khoa học thường đồng ý rằng các đốm màu có liên quan đến sự chuyển động của các mảng kiến ​​tạo trên bề mặt Trái đất. Tuy nhiên, các đốm màu đã thay đổi như thế nào trong quá trình lịch sử của Trái đất đã khiến họ bối rối.

Một trường phái suy nghĩ cho rằng các đốm màu hiện tại đã hoạt động như những cái neo, được giữ cố định trong hàng trăm triệu năm trong khi các tảng đá khác di chuyển xung quanh chúng. Tuy nhiên, chúng ta biết các mảng kiến ​​tạo và lớp phủ di chuyển theo thời gian, và nghiên cứu cho thấy hình dạng của các đốm màu đang thay đổi.

Nghiên cứu mới của chúng tôi cho thấy các đốm màu trên Trái đất đã thay đổi hình dạng và vị trí hơn nhiều so với những gì trước đây chúng ta nghĩ. Trên thực tế, trong quá trình lịch sử, chúng đã tập hợp và chia nhỏ ra giống như cách mà các lục địa và siêu lục địa có trên bề mặt Trái đất.

Chúng tôi đã sử dụng Cơ sở hạ tầng tính toán quốc gia để chạy các mô phỏng máy tính tiên tiến về cách lớp phủ của Trái đất đã chảy qua một tỷ năm.

Các mô hình này dựa trên tái tạo lại chuyển động của các mảng kiến ​​tạo. Khi các mảng đẩy vào nhau, đáy đại dương bị đẩy xuống giữa chúng trong một quá trình được gọi là quá trình hút chìm. Đá lạnh từ đáy đại dương ngày càng chìm sâu vào lớp phủ, và khi đạt đến độ sâu khoảng 2,000 km, nó sẽ đẩy các đốm màu nóng sang một bên.

Chúng tôi nhận thấy rằng cũng giống như các lục địa, các đốm màu có thể tập hợp lại — tạo thành các “siêu khối” như trong cấu hình hiện tại — và vỡ ra theo thời gian.

Một khía cạnh quan trọng trong mô hình của chúng tôi là mặc dù các đốm màu thay đổi vị trí và hình dạng theo thời gian, chúng vẫn phù hợp với mô hình phun trào núi lửa và kimberlite được ghi lại trên bề mặt Trái đất. Mẫu này trước đây là một đối số quan trọng cho các đốm màu là "neo" bất di bất dịch.

Đáng chú ý, các mô hình của chúng tôi cho thấy khối châu Phi được lắp ráp gần đây nhất là 60 triệu năm trước — trái ngược hoàn toàn với các đề xuất trước đó, khối đốm có thể đã tồn tại ở dạng gần như hiện tại lâu hơn gần mười lần.

Những câu hỏi còn lại về Blobs

Làm thế nào các đốm màu bắt nguồn? Chính xác thì chúng được làm bằng gì? Chúng tôi vẫn chưa biết.

Các đốm màu có thể dày đặc hơn so với lớp phủ xung quanh, và như vậy chúng có thể bao gồm vật chất tách ra khỏi phần còn lại của lớp phủ sơ khai trong lịch sử Trái đất. Điều này có thể giải thích tại sao thành phần khoáng chất của Trái đất khác với thành phần dự kiến ​​từ các mô hình dựa trên thành phần của thiên thạch.

Ngoài ra, mật độ của các đốm màu có thể được giải thích là do sự tích tụ của vật chất đại dương dày đặc từ các phiến đá bị đẩy xuống bởi chuyển động của mảng kiến ​​tạo.

Bất chấp điều đó, công trình nghiên cứu của chúng tôi cho thấy các phiến đá chìm có nhiều khả năng vận chuyển các mảnh lục địa đến khối châu Phi hơn là khối Thái Bình Dương. Điều thú vị là kết quả này phù hợp với nghiên cứu gần đây cho thấy nguồn gốc của chùm lông tơ mọc lên từ khối châu Phi có chứa vật chất lục địa, trong khi chùm lông mọc từ khối Thái Bình Dương thì không.

Theo dõi các khối để tìm khoáng chất và kim cương

Trong khi công việc của chúng tôi giải quyết những câu hỏi cơ bản về sự tiến hóa của hành tinh chúng ta, nó cũng có những ứng dụng thực tế.

Các mô hình của chúng tôi cung cấp một khuôn khổ để nhắm mục tiêu chính xác hơn vị trí của các khoáng chất liên quan đến lớp phủ. Điều này bao gồm kim cương được đưa lên bề mặt bởi kimberlite mà dường như được liên kết với các đốm màu.

Các mỏ magma sunfua, là nguồn dự trữ niken chính trên thế giới, cũng có liên quan đến các chùm lớp phủ. Bằng cách giúp các khoáng chất mục tiêu như niken (một thành phần thiết yếu của pin lithium-ion và các công nghệ năng lượng tái tạo khác), các mô hình của chúng tôi có thể góp phần chuyển đổi sang nền kinh tế phát thải thấp.

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Tín dụng hình ảnh: Bên trong Trái đất cách đây 80 triệu năm với các cấu trúc nóng có màu vàng đến đỏ (sẫm hơn thì nông hơn) và cấu trúc lạnh có màu xanh lam (tối hơn thì sâu hơn). Ömer Bodur / Thiên nhiên

• Coinsmart. Sàn giao dịch Bitcoin và tiền điện tử tốt nhất Châu Âu.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. TRUY CẬP MIỄN PHÍ.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Dùng thử miễn phí.
• Nguồn: https://singularityhub.com/2022/04/21/volcanoes-diamonds-and-blobs-a-billion-year-history-of-earths-interior-shows-its-more-mobile-than-we- nghĩ/