Thế nào là kiến tạo mảng?

Cuối thập kỷ 40 của thế kỷ XX, khi khói lửa Chiến tranh Thế giới thứ hai vừa lắng xuống, người ta bắt đầu sử dụng những kỹ thuật thăm dò hải dương phát triển trong chiến tranh để nghiên cứu đại dương. Lúc đó, các nhà khoa học mới phát hiện dưới đáy biển có một dãy sống núi kéo dài và cao sừng sững. Điều kỳ lạ là giữa sống núi đại dương lại có một đường nứt chạy dọc theo sống núi, nơi thường phát sinh hoạt động núi lửa. Những mạch núi dưới đáy biển này được gọi là sống núi đại dương; chúng tồn tại ở cả bốn đại dương và còn nối liền với nhau. Điều khiến người ta kinh ngạc hơn nữa là hai bên sống núi dưới đại dương phân bố đối xứng những núi lửa dạng kéo dài, được hình thành ở các niên đại khác nhau. Lấy sống núi Thái Bình Dương làm ví dụ, phía đông sống núi có một dải núi lửa từ số 1 đến số 32 ra đời ở những thời đại khác nhau; phía tây sống núi cũng có một dải núi lửa từ số 1 đến số 32 được hình thành vào cùng những thời gian tương tự. Sự phân bố đối xứng này nói lên điều gì? Khi ấy, người ta vẫn chưa thể đưa ra lời giải thích.

Cùng lúc đó, người ta còn phát hiện nơi sâu nhất của biển không nằm ở trung tâm mà lại ở vùng rìa. Những nơi ấy tạo thành các rãnh dài, thường gần một số hải đảo, được gọi là “rãnh biển”. Ngoài ra, đáy biển được cấu tạo bởi tầng nham thạch có tuổi đời rất trẻ, thông thường chỉ mới vài triệu năm; càng gần sống núi đáy biển thì tuổi của nham thạch càng trẻ.

Trước những phát hiện mới mẻ này, người ta phải tìm tòi rất nhiều để đưa ra một cách giải thích hợp lý.

Đầu thập kỷ 60 của thế kỷ XX, nhà địa chất học người Mỹ Harry H. Hess đưa ra lý luận gọi là “tách giãn đáy biển”. Lý luận này cho rằng sống núi ở đáy đại dương là vùng vỏ Trái Đất mới ra đời, nên ở đó có núi lửa hoạt động. Lớp vỏ Trái Đất mới hình thành này lại đẩy lớp vỏ cũ ra xa sống núi, tạo nên những dải nham thạch đối xứng ở hai bên sống núi. Vì hai bên sống núi đáy biển không ngừng mở rộng ra ngoài, nên khi gặp bờ lục địa, lớp vỏ ấy chìm xuống bên dưới bờ lục địa, từ đó hình thành các rãnh biển rất sâu.

Học thuyết “tách giãn đáy biển” tuy giải thích khá đầy đủ những phát hiện mới về đáy biển, nhưng vẫn chưa liên hệ được với quá trình vận động chung của toàn bộ Trái Đất. Năm 1968, nhà địa chất người Pháp Xavier Le Pichon sau khi tiếp thu tinh túy của học thuyết “tách giãn đáy biển” và lý luận lục địa trôi dạt của Alfred Wegener, đồng thời kết hợp nhiều hiện tượng địa chất mới được phát hiện khi đó, đã đưa ra học thuyết “kiến tạo mảng” rất mới mẻ. Ông chia vỏ Trái Đất toàn cầu thành sáu mảng. Diện tích các mảng này lớn nhỏ khác nhau, nhưng mảng nhỏ nhất cũng rộng đến mấy triệu km2. So với diện tích, độ dày của chúng nhỏ hơn rất nhiều; độ dày lớn nhất nói chung không vượt quá 100 km, giống như những tấm mảng mỏng, nên học thuyết ấy được gọi là lý thuyết mảng.

Học thuyết kiến tạo mảng do Xavier Le Pichon sáng lập về sau được nhiều nhà khoa học tiếp tục hoàn thiện. Lý luận mới hơn cho rằng lớp vỏ cứng nhất bao bọc Trái Đất là tầng nham thạch; nó không phải một tầng hoàn chỉnh và cứng nhắc, mà bị các đới kiến tạo hoạt động như sống núi đại dương, rãnh biển và các tầng gãy nếp chia thành nhiều mảng. Có mảng hoàn toàn nằm dưới đáy biển, có mảng vừa có biển vừa có lục địa. Giữa các mảng tồn tại sự chuyển động tương đối. Có mảng đi ngược chiều nhau, biểu hiện thành sự tách giãn của đáy biển. Có mảng va vào nhau; nếu hai mảng lục địa va chạm, vùng tiếp xúc sẽ dâng lên thành những dãy núi cao như dãy Hymalaya. Nếu mảng lục địa và mảng hải dương va chạm, mảng đại dương sẽ chui xuống dưới mảng lục địa, hình thành máng biển hoặc đảo. Cũng có những mảng giống như chiếc tàu hỏa đứng trên đường ray, dần dần đi xa mảng khác. Lý luận mới này còn cho rằng hiện trạng của các mảng không cố định vĩnh viễn; theo sự diễn biến của vỏ Trái Đất, hai mảng cũ có thể hợp lại, hoặc một mảng có thể phân tách thành hai mảng mới trở lên.