6 phút đọc
Trái Đất tưởng chừng là một khối cầu đá rắn chắc và bất biến, nhưng các nghiên cứu khoa học mới nhất đang chứng minh điều ngược lại. Bằng cách kết hợp các công nghệ đo đạc địa chất hiện đại, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hành tinh của chúng ta đang thay đổi hình dạng với tốc độ nhanh hơn đáng kể so với trước đây. Sự biến đổi này không chỉ chịu ảnh hưởng từ lực vũ trụ mà còn bị tác động trực tiếp bởi các hiện tượng môi trường trên bề mặt.
Sự mâu thuẫn giữa hai phương pháp đo đạc địa chất
Đầu tháng 9 vừa qua, tạp chí khoa học uy tín Journal of Geophysical Research: Solid Earth đã công bố nghiên cứu mới của nhà địa chất Christopher Kotsakis đến từ Đại học Aristotle ở Thessaloniki, Hy Lạp. Nghiên cứu này tập trung vào việc tìm hiểu liệu lớp vỏ đá rắn chắc ngoài cùng của Trái Đất (bề mặt thạch quyển) có thay đổi đồng bộ với hình dáng trọng lực của hành tinh (được gọi là geoid) hay không.
Để dễ hình dung, geoid là bề mặt giả định mà các đại dương trên Trái Đất sẽ tạo thành nếu chúng hoàn toàn yên ả, không chịu tác động của sóng, gió, dòng hải lưu hay thủy triều. Về mặt lý thuyết, chuyển động tự quay quanh trục và quỹ đạo quanh Mặt Trời vốn đã khiến Trái Đất phồng lên ở xích đạo và dẹt lại ở hai cực với tốc độ ngày càng nhanh.
Tuy nhiên, các phép đo thực tế của Kotsakis đã chỉ ra một nghịch lý thú vị. Trong khi tốc độ nâng lên của các vùng cực đã tăng khoảng gấp đôi trong vòng chưa đầy 20 năm qua, và tốc độ sụt lún ở khu vực xích đạo cũng tăng nhanh không kém, thì hình dáng trọng lực (geoid) lại biến đổi theo hướng hoàn toàn ngược lại. Theo tính toán được trang tin khoa học IFL Science trích dẫn, geoid của Trái Đất thực chất đang ngày càng dẹt ra hơn ở khu vực xích đạo. Sự khác biệt giữa hai kết quả đo đạc này đã mở ra những góc nhìn mới về cách thức hành tinh của chúng ta phản ứng trước sự thay đổi khối lượng.
Bản đồ trọng lực của Trái Đất. Ảnh: NASA
Cơ chế đàn hồi của vỏ Trái Đất và tác động từ băng tan
Giải thích cho sự trái ngược giữa hai phép đo kể trên, các nhà khoa học chỉ ra một nguyên lý vật lý khá đơn giản liên quan đến tính đàn hồi của vỏ Trái Đất. Dù bề mặt hành tinh có vẻ vô cùng vững chãi dưới chân chúng ta, nhưng trên quy mô thời gian địa chất kéo dài hàng triệu năm, lớp vỏ này lại có tính đàn hồi và linh hoạt đáng kinh ngạc.
Khi có một khối lượng lớn đè nặng lên bề mặt vỏ Trái Đất – ví dụ như các sông băng khổng lồ hoặc các khối núi đồ sộ – lớp vỏ bên dưới sẽ lún xuống dưới áp lực cực lớn. Ngược lại, khi khối lượng đó biến mất (do băng tan chảy hoặc núi bị bào mòn theo thời gian), vỏ Trái Đất và lớp manti bên dưới sẽ từ từ nảy ngược trở lại vị trí cũ.
Hiện nay, hiện tượng biến đổi khí hậu đang khiến các vùng băng giá ở Greenland và Nam Cực tan chảy với tốc độ nhanh chóng. Sự biến mất của lượng băng khổng lồ này đã giải phóng một áp lực đè nén cực lớn lên lớp vỏ Trái Đất ở các vùng cực, cho phép lớp vỏ và lớp manti tại đây nâng cao lên với tốc độ nhanh hơn.
Đồng thời, lượng nước tan ra từ các dòng sông băng không hề biến mất mà được phân bố lại hướng về phía các vĩ độ thấp hơn (khu vực xích đạo). Sự di chuyển này vô tình chuyển dịch một khối lượng trọng lượng khổng lồ từ hai cực về phía xích đạo. Việc dịch chuyển khối lượng ra xa các cực và tập trung về các vĩ độ thấp hơn chính là nguyên nhân trực tiếp khiến cho hình dáng trọng lực (geoid) của Trái Đất trở nên dẹt hơn ở khu vực xích đạo.
Tầm quan trọng của việc tích hợp đa nguồn dữ liệu trong khoa học Trái Đất
Phát hiện của nhà địa chất Christopher Kotsakis cùng các đồng nghiệp đã nhấn mạnh một bài học quan trọng cho các nhà nghiên cứu công nghệ địa chất và trắc địa toàn cầu. Đó là tầm quan trọng của việc kết hợp đồng thời nhiều phương pháp và phép đo khác nhau thay vì chỉ phụ thuộc vào một mô hình duy nhất.
- Các phép đo thạch quyển giúp xác định biến động vật lý thực tế của lớp vỏ đá cứng.
- Các phép đo bản đồ trọng lực (geoid) giúp theo dõi sự dịch chuyển của dòng chảy vật chất và nước trên quy mô toàn cầu.
Chỉ khi kết hợp hài hòa các dữ liệu này, khoa học mới có thể phản ánh một cách chính xác nhất những tương tác vô cùng phức tạp của các lực vật lý đang không ngừng định hình và làm thay đổi diện mạo của Trái Đất.
Những câu hỏi lớn còn bỏ ngỏ
Mặc dù nghiên cứu mới đã giải thích được cơ chế đằng sau sự biến dạng trái ngược giữa vỏ Trái Đất và trường trọng lực, các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định chắc chắn xu hướng này sẽ tiếp diễn cụ thể ra sao trong các giai đoạn tiếp theo. Liệu tốc độ biến đổi này có chịu thêm những tác động bất ngờ nào khác từ sự thay đổi cấu trúc bên trong lòng đất hay không? Đây vẫn là những điều chưa biết rõ và đòi hỏi sự theo dõi liên tục từ các thế hệ công nghệ đo đạc tiếp theo trong tương lai.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
