Siêu lục địa cổ đại Rodinia quay ra ngoài khi Trái đất nuốt chửng đại dương của chính nó khoảng 700 triệu năm trước, nghiên cứu mới cho thấy.
Rodinia là một siêu lục địa có trước Pangea nổi tiếng hơn, tồn tại từ 320 triệu đến 170 triệu năm trước. Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học do Zheng-Xiang Li thuộc Đại học Curtin ở Perth, Australia dẫn đầu, cho rằng siêu lục địa và siêu nhân của chúng hình thành và phá vỡ theo chu kỳ xen kẽ đôi khi bảo tồn lớp vỏ đại dương và đôi khi tái chế nó trở lại bên trong Trái đất.
"Chúng tôi đề nghị rằng cấu trúc lớp phủ của Trái đất chỉ được tổ chức lại hoàn toàn mỗi siêu lục địa thứ hai thông qua việc tái tạo một siêu tàu mới và một vòng lửa mới", Li viết trong email gửi tới Live Science. "Vành đai lửa" là một chuỗi các khu vực hút chìm quanh Thái Bình Dương, nơi lớp vỏ của đại dương nghiền nát bên dưới các lục địa. Núi lửa và động đất thường xuyên xảy ra xung quanh Vành đai lửa, với tên gọi là TẠO
Lịch sử sâu sắc
Lịch sử của siêu lục địa có chút âm u, nhưng các nhà địa chất học ngày càng tin rằng các lục địa hợp nhất thành một vùng đất khổng lồ cứ sau 600 triệu năm, trung bình. Đầu tiên là Nuna, tồn tại từ 1,6 tỷ đến 1,4 tỷ năm trước. Sau đó, Nuna tan vỡ, chỉ hợp nhất với Rodinia khoảng 900 triệu năm trước. Rodinia đã chia tay 700 triệu năm trước. Sau đó, khoảng 320 triệu năm trước, Pangea hình thành.
Có những mô hình trong sự lưu thông của lớp phủ (lớp bên dưới lớp vỏ Trái đất) dường như rất phù hợp với chu kỳ 600 triệu năm này, Li nói. Nhưng một số mỏ khoáng sản và vàng và chữ ký địa hóa trong đá cổ lại xuất hiện trong một chu kỳ dài hơn - một khoảng thời gian gần một tỷ năm. Trong một bài báo mới trong số tháng 4 của tạp chí Precambrian Research và vừa được công bố trực tuyến, Li và các đồng nghiệp của ông cho rằng Trái đất thực sự có hai chu kỳ chạy đồng thời: chu kỳ siêu lục địa dài 600 triệu năm và siêu lục địa kéo dài hàng tỷ năm đi xe đạp. Mỗi siêu lục địa phá vỡ và cải cách bằng hai phương pháp xen kẽ, các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết.
Một mô hình xen kẽ?
Hai phương pháp được gọi là "hướng nội" và "hướng ngoại". Để hiểu được hướng nội, hãy tưởng tượng một siêu lục địa được bao quanh bởi một siêu nhân duy nhất. Lục địa bắt đầu tách thành từng mảnh ngăn cách bởi một đại dương mới, bên trong. Sau đó, vì bất kỳ lý do gì, các quá trình hút chìm bắt đầu trong đại dương nội bộ mới này. Tại những điểm bốc lửa này, lớp vỏ đại dương lặn trở lại lớp vỏ nóng của Trái đất. Đại dương bên trong được nhai trở lại vào bên trong hành tinh. Các lục địa trở lại với nhau một lần nữa. Voilà - một siêu lục địa mới, được bao quanh bởi cùng một siêu nhân cũ đã có trước đó.
Extroversion, mặt khác, tạo ra cả một lục địa mới và một siêu cường quốc mới. Trong trường hợp này, một siêu súng trường tách ra, tạo ra đại dương bên trong đó. Nhưng lần này, sự hút chìm xảy ra không phải ở đại dương bên trong, mà là ở siêu lục địa xung quanh siêu lục địa rạn nứt. Trái đất nuốt chửng siêu nhân, kéo theo lớp vỏ lục địa đang rạn nứt trên toàn cầu. Siêu lục địa về cơ bản quay ra ngoài: Các bờ biển trước đây của nó đập vào nhau để tạo thành phần giữa mới của nó, và phần giữa bị xé rách của nó bây giờ là bờ biển. Trong khi đó, đại dương nội địa một thời giờ là một siêu cường hoàn toàn mới xung quanh siêu lục địa mới.
Li và các đồng nghiệp đã sử dụng mô hình để lập luận rằng trong 2 tỷ năm qua, hướng nội và hướng ngoại đã xen kẽ. Trong kịch bản này, Nuna siêu lục địa đã phá vỡ và sau đó hình thành Rodinia thông qua hướng nội. Do đó, siêu nhân của Nuna đã sống sót để trở thành siêu nhân của Rodinia, mà các nhà khoa học đã đặt tên là Mirovoi. Nuna và Rodinia có cấu hình tương tự nhau, Li nói, điều này củng cố quan niệm rằng Nuna chỉ đơn giản là tan vỡ và sau đó trở lại với nhau một lần nữa.
Nhưng sau đó, lớp vỏ đại dương của Mirovoi bắt đầu chìm xuống. Rodinia tách ra khi siêu nhân của nó biến mất. Nó đâm sầm lại với nhau ở phía bên kia hành tinh là Pangea. Đại dương mới hình thành khi Rodinia rạn nứt, và sau đó nó trở thành siêu cường của Pangea, được gọi là Panthalassa.
Tương lai của trái đất
Pangea, tất nhiên, rạn nứt để trở thành lục địa mà chúng ta biết ngày nay. Tàn dư của Panthalassa tồn tại dưới dạng lớp vỏ đại dương Thái Bình Dương.
Mark Behn, nhà địa vật lý tại Đại học Boston và Viện Hải dương học Woods Hole, người nghiên cứu lịch sử sâu sắc của Trái đất, nhưng không tham gia vào nghiên cứu mới, cho biết. Tuy nhiên, thật khó để biết liệu các chu trình nghiên cứu có đại diện cho một mô hình cơ bản thực sự hay không.
"Bạn chỉ có ba lần lặp, vì vậy bạn đang cố gắng ngoại suy các xu hướng ra khỏi không nhiều chu kỳ", Behn nói.
Nếu mô hình xen kẽ giữ, Li nói, siêu lục địa tiếp theo sẽ hình thành bởi sự hướng nội. Các đại dương bên trong được tạo ra bởi sự rạn nứt của Pangea - Đại Tây Dương, Ấn Độ và Nam Đại Dương - sẽ đóng cửa. Thái Bình Dương sẽ mở rộng để trở thành siêu lục địa duy nhất của lục địa mới. Các nhà khoa học gọi đây là lý thuyết siêu lục địa Amasia tương lai. (Tại thời điểm này, Thái Bình Dương thực sự bị thu hẹp một chút thông qua hút chìm, nhưng mô hình đó có thể hoặc không thể tiếp tục trong hàng trăm triệu năm.)
Tương lai siêu lục địa của trái đất vẫn chưa rõ ràng. Các mô hình cố gắng kết hợp các chuyển động của các lục địa Trái đất với động lực bên trong của lớp phủ có thể giúp xác định xem các phương pháp lắp ráp hướng nội / hướng ngoại có thực tế hay không, Li nói. Các phương pháp được Li và các đồng nghiệp sử dụng, liên quan đến việc nghiên cứu các mô hình biến đổi phân tử trong đá cổ, có lẽ đang đi đúng hướng để giải quyết những câu hỏi cơ bản về kiến tạo mảng, Behn nói.
Cuối cùng, Behn nói, câu hỏi đặt ra cho những gì thúc đẩy kiến tạo mảng. Không ai biết điều gì gây ra sự bắt đầu của việc hút chìm tại một địa điểm và thời gian cụ thể, ông nói. Thậm chí còn có cuộc tranh luận về thời điểm các mảng của Trái đất bắt đầu xáo trộn xung quanh. Một số nhà khoa học nghĩ rằng kiến tạo mảng bắt đầu ngay sau khi Trái đất hình thành. Những người khác nghĩ rằng nó đã bắt đầu 3 tỷ, 2 tỷ hoặc một tỷ năm trước.
"Dữ liệu cho những thứ này sắp đến tuổi", Behn nói, "và giờ chúng ta chỉ có thể bắt đầu kéo các mảnh lại với nhau."
