Hình thái đáy đại dương

Ch­¬ng 2 H×nh th¸i ®¸y ®¹i d­¬ng Víi c¸c sinh viªn trong mét sè ngµnh khoa häc tr¸i ®Êt hiÖn ®¹i ch­a ®­îc lµm quen víi kh¸i niÖm vÒ kiÕn t¹o m¶ng vµ sù t¸ch d·n ®¸y biÓn, th× viÖc t×m hiÓu c¸c s¬ ®å trªn h×nh 2.1 vµ 2.2 sÏ rÊt khã kh¨n ®èi víi hä. H×nh 2.1: S¬ ®å ph©n bè cña c¸c m¶ng th¹ch quyÓn, sèng nói ®¹i d­¬ng, m¸ng s©u ®¹i d­¬ng vµ vÞ trÝ c¸c chÊn t©m ®éng ®Êt trªn toµn cÇu. Ranh giíi t­¬ng ®èi gi÷a c¸c m¶ng ®­îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¸c kÕt qña nghiªn cøu th¨m dß trong mét thêi gian dµi vµ thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ b»ng c¸c ®­êng ®øt nÐt. HiÖn cã tÊt c¶ 7 m¶ng lín (ký hiÖu b»ng ch÷ c¸i lín), 6 m¶ng nhá (ký hiÖu b»ng ch÷ c¸i nhá) vµ mét sè m¶ng rÊt nhá kh¸c kh«ng ®­îc minh häa ë ®©y. ChiÒu dµi vµ h­íng cña c¸c mòi tªn trªn h×nh vÏ biÓu diÔn vËn tèc chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi vµ h­íng di chuyÓn gi÷a c¸c m¶ng víi ®¬n vÞ tÝnh lµ mét vµi triÖu n¨m. M¶ng Ch©u Phi ®­îc gi¶ thiÕt lµ kh«ng chuyÓn ®éng. §é dµi mòi tªn trong phÇn chó thÝch t­¬ng ®­¬ng víi vËn tèc 5cm/n¨m. H×nh 2.2: S¬ ®å m« pháng mét sè kh¸i niÖm vÒ kiÕn t¹o m¶ng. C¸c m¶ng th¹ch quyÓn hay cßn gäi lµ quyÓn r¾n (bao gåm vá ®¹i d­¬ng, vá lôc ®Þa vµ manti trªn) phÇn lín cã bÒ dµy dao ®éng tõ 100 – 250km. D­íi líp quyÓn r¾n lµ quyÓn mÒm cã ®é dÎo lín h¬n. PhÝa bªn r×a m¶ng thµnh t¹o (trôc sèng nói vµ c¸c trôc t¸ch d·n) c¸c vËt chÊt manti tõ d­íi s©u ®­îc phun trµo lªn, phÝa bªn r×a m¶ng ph¸ hñy (c¸c r·nh s©u ®¹i d­¬ng) c¸c m¶ng ®­îc h×nh thµnh bÞ cuèn ch×m xuèng d­íi manti. C¸c m¶ng th­êng cã xu h­íng tr­ît chêm lªn nhau t¹i vÞ trÝ r×a thµnh t¹o. §Ó gióp c¸c b¹n nhí l¹i nh÷ng phÇn lý thuyÕt ®· häc, ®ång thêi bæ sung thªm mét sè kiÕn thøc c¬ b¶n liªn quan tíi chñ ®Ò nµy, trong phÇn tiÕp theo chóng t«i sÏ tr×nh bµy ng¾n gän mét sè ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt chÝnh liªn quan ®Õn nh÷ng qóa tr×nh ®­îc m« pháng ë c¸c h×nh vÏ trªn. 1. BÒ dµy líp vá cøng bao phñ bªn ngoµi tr¸i ®Êt hay cßn gäi lµ th¹ch quyÓn cã thÓ ®¹t tíi 250km trªn lôc ®Þa vµ gÇn 100km d­íi ®¹i d­¬ng. Thµnh phÇn chÝnh cña líp vá nµy chñ yÕu lµ Peridotite, ®ã lµ mét lo¹i ®¸ r¾n ch¾c ®­îc h×nh thµnh ë Manti trªn. PhÇn trªn cïng cña th¹ch quyÓn lµ vá tr¸i ®Êt, phÝa bªn d­íi th¹ch quyÓn lµ mét líp yÕu h¬n, líp nµy kÕt hîp víi Manti d­íi t¹o thµnh quyÓn mÒm, chÝnh nhê líp quyÓn nµy, c¸c m¶ng th¹ch quyÓn míi cã thÓ di chuyÓn ®­îc. 2. Trªn lôc ®Þa, bÒ dµy trung b×nh cña vá tr¸i ®Êt lµ 35 km, t¹i khu vùc nói cao bÒ dµy nµy cã thÓ ®¹t tíi 90km. Thµnh phÇn chñ yÕu cña líp vá nµy lµ granit. 3. So víi vá lôc ®Þa, vá ®¹i d­¬ng cã bÒ dµy máng (7 - 8km ) vµ mËt ®é lín h¬n. Thµnh phÇn chÝnh cña nã lµ bazan (vá ®¹i d­¬ng ®­îc ®Ò cËp trong ch­¬ng nµy thuéc kiÓu vá phun trµo - chóng ®­îc h×nh thµnh tõ ho¹t ®éng macma t¹i trôc t¸ch d·n vµ kh«ng bao gåm líp trÇm tÝch n»m trªn). 4. PhÇn lín c¸c vá ®¹i d­¬ng ®Òu n»m d­íi mùc n­íc biÓn trong khi vá lôc ®Þa n»m ë c¸c bËc ®é cao lín h¬n nhiÒu. Theo kÕt qña nghiªn cøu tõ tr­êng, líp vá ngoµi cïng cña tr¸i ®Êt cã xu h­íng c©n b»ng träng lùc do sù ®iÒu chØnh ®é cao gi÷a c¸c khu vùc cã ®é næi kh¸c nhau. §Æc ®iÓm h×nh th¸i nµo trªn h×nh 1.11 t­¬ng ®­¬ng víi r×a m¶ng thµnh t¹o vµ r×a m¶ng ph¸ hñy ®­îc m« t¶ trªn h×nh 2.1 vµ h×nh 2.2? 5. HÖ thèng c¸c r×a thµnh t¹o hay nãi c¸ch kh¸c, hÖ thèng c¸c trôc t¸ch d·n ®¸y biÓn lµ tiÒn th©n cña c¸c gê sèng nói ®¹i d­¬ng. §ã lµ c¸c d¶i sèng nói tr¶i dµi liªn tôc qua tÊt c¶ c¸c ®¹i d­¬ng lín trªn thÕ giíi vµ lµ n¬i líp th¹ch quyÓn ®¹i d­¬ng sinh ra. 6. §a sè c¸c m¸ng s©u ®¹i d­¬ng vµ vßng cung ®¶o (phÇn lín tËp trung ë Th¸i B×nh D­¬ng) lµ n¬i m¶ng ®¹i d­¬ng bÞ hót ch×m vµ chui xuèng manti. Sù h×nh thµnh cña d·y nói cao Ampine - Himalayan cã thÓ coi lµ b»ng chøng vÒ sù xung ®ét gi÷a c¸c m¶ng lôc ®Þa vµ c¸c pha hót ch×m míi x¶y ra gÇn ®©y tÝnh theo thang tuæi ®Þa chÊt (trong vßng kho¶ng 150 triÖu n¨m). 7. Cø sau vµi tr¨m ngh×n n¨m ®Õn vµi triÖu n¨m, c¸c cùc tõ tr­êng cña tr¸i ®Êt l¹i bÞ ®¶o vµ qóa tr×nh nµy liªn tiÕp x¶y ra trong suèt qu·ng thêi gian kÐo dµi Ýt nhÊt lµ gÇn 100 triÖu n¨m (tr­íc ®ã, chu kú thêi gian x¶y ra ®¶o tõ biÕn ®æi Ýt cã quy luËt h¬n). Sù biÕn ®æi lu©n phiªn liªn tôc gi÷a qóa tr×nh “thuËn tõ” vµ “nghÞch tõ” lµ nguyªn nh©n h×nh thµnh c¸c d¶i “säc tõ” song song víi h­íng ph¸t triÓn cña c¸c r×a thµnh t¹o trªn ®¸y ®¹i d­¬ng. Dùa vµo nh÷ng biÕn ®æi ®¶o tõ, ng­êi ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc tuæi t­¬ng ®èi cña vá ®¹i d­¬ng vµ so s¸nh thêi gian h×nh thµnh cña trôc t¸ch d·n ®¸y biÓn trong c¸c ®¹i d­¬ng kh¸c nhau. 8. RÊt Ýt khi cã thÓ t×m thÊy vá ®¹i d­¬ng cã tuæi giµ h¬n 160 triÖu n¨m trong phÇn lín c¸c ®¹i d­¬ng. §iÒu ®ã chøng tá c¸c ®¹i d­¬ng ngµy nay cã tuæi trÎ h¬n rÊt nhiÒu so víi tuæi cña tr¸i ®Êt (4.600 triÖu n¨m) vµ chóng kh«ng ngõng bÞ biÕn ®æi bëi nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau: (a) Nh÷ng thay ®æi vÒ h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc ®¹i d­¬ng do qóa tr×nh di chuyÓn cña c¸c m¶ng. Ngµy nay, Ên §é D­¬ng (A§D) vµ §¹i T©y D­¬ng (§TD) vÉn liªn tôc ®­îc më réng bëi ho¹t ®éng cña c¸c trôc t¸ch d·n nh­ng kh«ng cã qóa tr×nh hót ch×m. Riªng ®èi víi Th¸i B×nh D­¬ng (TBD) th× ng­îc l¹i, cµng ngµy TBD cµng bÞ thu hÑp do tèc ®é c¸c qóa tr×nh hót ch×m x¶y ra nhanh h¬n qóa tr×nh t¸ch d·n. NÕu tÝnh theo thang tuæi ®Þa chÊt th× c¸c qóa tr×nh di chuyÓn nµy x¶y ra víi tèc ®é kh¸ lín, trung b×nh cã thÓ ®¹t tíi vµi cm/n¨m nh­ trªn vÝ dô h×nh 2.1. (b) Nh÷ng biÕn ®æi vÒ ®é s©u cña ®¸y ®¹i d­¬ng do c¸c c¸c ho¹t ®éng nh­ (i) sù co l¹i cña ®Êt ®¸ khi bÞ nguéi l¹nh (xem môc 2.3.2) hoÆc (ii) sù tÝch tô vµ trÇm ®äng cña trÇm tÝch lôc nguyªn, hoÆc (iii) sù xãi mßn vµ h×nh thµnh c¸c canhon ngÇm do t¸c ®éng cña dßng bïn hoÆc (iv) sù c©n b»ng ®¼ng tÜnh. H×nh 2.3 (a) Qóa tr×nh phun trµo cña c¸c vËt chÊt manti tõ quyÓn mÒn t¹i trôc sèng nói ®¹i d­¬ng lµ nguån gèc sinh thµnh ra líp th¹ch quyÓn ®¹i d­¬ng míi. Do c¸c chuyÓn dÞch ngang x¶y ra trong qu¸ tr×nh nµy, nhiÖt ®é nãng ch¶y cña dung nham phun trµo sÏ bÞ gi¶m dÇn khi v­ît qua ®iÓm bøc x¹ cña c¸c kho¸ng vËt ®iÖn tõ cã trong ®Êt ®¸ vµ “®«ng” l¹i theo h­íng c¸c ®­êng tõ lùc Tr¸i ®Êt 2.1. §Æc ®iÓm chÝnh cña ®¸y §¹i d­¬ng H×nh 2.4: Sù ph©n bè c¸c bËc ®é cao - s©u cña bÒ mÆt tr¸i ®Êt. (a) BiÓu ®å thÓ hiÖn c¸c bËc ®é cao - s©u hiÖn t¹i. (b) Cao ®å ®­êng cong: x©y dùng trªn c¬ së ®­êng cong luü tÝch. §©y kh«ng ph¶i h×nh vÏ mÆt c¾t qua bÒ mÆt tr¸i ®Êt, mµ lµ ®­êng cong biÓu diÔn ®é chªnh lÖch phÇn tr¨m gi÷a c¸c mùc ®é cao - s©u kh¸c nhau trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt H×nh 2.4 cho thÊy gÇn mét nöa ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt n»m ë c¸c bËc ®é cao lµ 0-1km vµ ®é s©u lµ 4-5km, phÇn cßn l¹i chñ yÕu n»m ë c¸c bËc ®é s©u kho¶ng vµi tr¨m m d­íi mùc n­íc biÓn C©u hái 2.1 (a) PhÇn ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt n»m d­íi mùc n­íc biÓn chiÕm bao nhiªu phÇn tr¨m? (b) Dùa vµo ®é chªnh lÖch phÇn tr¨m gi÷a c¸c bËc ®é cao - s©u cña ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt trong s¬ ®å trªn. H·y cho biÕt nh÷ng hËu qña cã thÓ x¶y ra khi n­íc biÓn d©ng cao 100m? (c) Gi¶ sö b¸n kÝnh trung b×nh cña tr¸i ®Êt lµ 6370km (R) th× tæng c¸c bËc ®Þa h×nh bÒ mÆt tr¸i ®Êt n»m trªn trôc tung sÏ b»ng bao nhiªu % R? Cã thÓ nãi, hai ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh næi bËt nhÊt trªn ®¸y ®¹i d­¬ng lµ hÖ thèng c¸c trôc sèng nói víi thung lòng ®Þa hµo kÐo dµi gÇn nh­ liªn tôc qua tÊt c¶ c¸c ®¹i d­¬ng lín trªn thÕ giíi vµ hÖ thèng c¸c m¸ng s©u (®Æc biÖt lµ ë TBD). Däc theo trôc sèng nói (cßn gäi lµ trôc t¸ch d·n), th¹ch quyÓn ®¹i d­¬ng míi liªn tôc ®­îc h×nh thµnh vµ bÞ ®Èy ra xa trôc. Sau ®ã, chóng sÏ lÇn luît bÞ cuèn xuèng d­íi quyÓn mÒm khi tiÕn tíi gÇn vÞ trÝ c¸c m¸ng s©u do søc c¨ng bÒ mÆt tr¸i ®Êt bÞ nÝu nghiªng thµnh ®íi hót ch×m. N»m xen gi÷a trôc sèng nói vµ m¸ng s©u lµ c¸c bån trÇm tÝch b»ng ph¼ng víi sù nh« lªn cña nh÷ng d·y nói ngÇm ®¬n lÎ vµ nhiÒu d¹ng h×nh ®åi nói vµ khèi n©ng kh¸c, mét sè trong ®ã cã ®Ønh ngoi lªn mÆt n­íc t¹o thµnh ®¶o. Bao quanh c¸c lôc ®Þa lµ thÒm lôc ®Þa, ®­îc h×nh thµnh do qóa tr×nh tÝch tô dµy cña trÇm tÝch. §é s©u phæ biÕn cña thÒm lôc ®Þa lµ 200m, ®«i khi thÊp h¬n, nh­ng chiÒu réng cña chóng th× kh«ng gièng nhau, cã n¬i th× kh¸ réng, cã n¬i th× rÊt hÑp. Mét ®Æc ®iÓm t­¬ng ®èi quan träng kh¸c cÇn chó ý chÝnh lµ ®é s©u cña c¸c ®¹i d­¬ng vµ gi¸ trÞ ®é s©u trung b×nh cña tÊt c¶ ®¹i d­¬ng lín thÕ giíi ®­îc ®Ò cËp trong b¶ng 2.1. H×nh 2.5 lµ s¬ ®å mÆt c¾t ®Þa chÊn kÐo dµi tõ phÝa nam §TD tíi Nam Mü (tham kh¶o thªm h×nh 1.11), trªn ®ã thÓ hiÖn ®Çy ®ñ c¸c d¹ng ®Þa h×nh chiÕm diÖn tÝch lín (xem b¶ng 2.1). Trong c¸c môc tiÕp theo, chóng t«i sÏ cã sù m« t¶ kü h¬n tõng yÕu tè ®Þa h×nh trªn ®¸y ®¹i d­¬ng, b¾t ®Çu tõ r×a lôc ®Þa. B¶ng 2.1: C¸c th«ng sè ®Æc tr­ng cña ®¸y ®¹i d­¬ng §¹i d­¬ng Th¸i B×nh D­¬ng §¹i T©y D­¬ng Ên §é D­¬ng §¹i d­¬ng thÕ giíi DiÖn tÝch ®¹i d­¬ng (106km2) 180 107 74 361 DiÖn tÝch vïng kh«ng bÞ ngËp n­íc (106km2) 19 69 13 101 TØ lÖ diÖn tÝch phÇn ®¹i d­¬ng bÞ ngËp n­íc/phÇn diÖn tÝch kh«ng bÞ ngËp n­íc 9.5 1.6 5.7 3.6 §é s©u trung b×nh (m) 3940 3310 3840 3730 PhÇn tr¨m diÖn tÝch (%) cña thÒm vµ s­ên lôc ®Þa (so víi tæng diÖn tÝch) 13.1 19.4 9.1 15.3 PhÇn tr¨m diÖn tÝch (%) cña ch©n lôc ®Þa (so víi tæng diÖn tÝch) 2.7 8.5 5.7 5.3 PhÇn tr¨n diÖn tÝch (%) vïng ®¸y s©u (so víi tæng diÖn tÝch) 42.9 38.1 49.3 41.9 PhÇn tr¨n diÖn tÝch (%) cña c¸c ngän nói löa vµ c¸c chuçi nói ngÇm (so víi tæng diÖn tÝch) 2.5 2.1 5.4 3.1 PhÇn tr¨n diÖn tÝch (%) c¸c sèng nói ®¹i d­¬ng (so víi tæng diÖn tÝch) 35.9 31.2 30.3 32.7 PhÇn tr¨m diÖn tÝch (%) c¸c m¸ng s©u ®¹i d­¬ng (so víi tæng diÖn tÝch) 2.9 0.7 0.3 1.7 H×nh 2.5: MÆt c¾t bÒ mÆt tr¸i ®Êt khu vùc n»m gi÷a Nam Mü vµ Ch©u Phi. H×nh phãng ®¹i 100 lÇn theo chiÒu ®øng 2.2. R×a lôc ®Þa Cã hai kiÓu r×a lôc ®Þa ®· ®­îc x¸c ®Þnh tr­íc khi thuyÕt kiÕn t¹o m¶ng ra ®êi. §ã lµ kiÓu r×a §¹i T©y D­¬ng vµ r×a Th¸i B×nh D­¬ng. C¸c r×a lôc ®Þa kiÓu §TD nh×n chung ®Òu cã phÇn thÒm lôc ®Þa t­¬ng ®èi réng vµ phÇn ch©n lôc ®Þa tr¶i dµi (h×nh 2.5 vµ b¶ng 2.1). C¸c ho¹t ®éng kiÕn t¹o ë ®©y x¶y ra Ýt, do vËy chóng ®­îc gäi lµ r×a æn ®Þnh hoÆc r×a thô ®éng. KiÓu r×a nµy th­êng xuÊt hiÖn khi x¶y ra qóa tr×nh ph©n t¸ch lôc ®Þa vµ h×nh thµnh ®¹i d­¬ng míi. Lôc ®Þa bÞ chia t¸ch vµ ®¸y ®¹i d­¬ng liÒn kÒ ®Òu n»m trong cïng mét m¶ng kiÕn t¹o. Nh÷ng phÇn vá lôc ®Þa nÕu bÞ t¸ch rêi ®éc lËp sÏ h×nh thµnh c¸c tiÓu lôc ®Þa. Mét sè tiÓu lôc ®Þa cã thÓ n»m hoµn toµn d­íi mùc n­íc biÓn (khi líp vá lôc ®Þa bÞ máng h¬n b×nh th­êng nh­ c¸c khu vùc Rockall Bank vµ Seychelles Plateau), hoÆc h×nh thµnh c¸c khèi ®¶o lín nh­ ®¶o Madagascar. §Æc tr­ng cña r×a lôa ®Þa kiÓu TBD lµ sù thÕ chç cña c¸c m¸ng s©u d­íi ch©n s­ên lôc ®Þa (h×nh 2.5). KÕt qña thèng kª trong b¶ng 2.1 cho thÊy, diÖn tÝch phÇn ch©n lôc ®Þa quanh TBD rÊt nhá trong khi diÖn tÝch c¸c m¸ng s©u l¹i rÊt lín vµ lín h¬n nhiÒu so víi c¸c ®¹i d­¬ng kh¸c. Ngµy nay, kiÓu r×a nµy ®· ®­îc x¸c nhËn vµ ®­îc gäi lµ r×a ®Þa chÊn hay r×a tÝch cùc do sù xuÊt hiÖn th­êng xuyªn cña c¸c ho¹t ®éng ®Þa chÊn (vÝ dô nh­ ®éng ®Êt). §©y lµ kiÓu r×a ®­îc h×nh thµnh bëi sù va ch¹m gi÷a m¶ng ®¹i d­¬ng víi m¶ng lôc ®Þa t¹i ®íi hót ch×m, trong tr­êng hîp nµy, lôc ®Þa vµ ®¸y ®¹i d­¬ng liÒn kÒ thuéc hai m¶ng kh¸c nhau. C¸c r×a ®Þa chÊn xuÊt hiÖn vßng cung ®¶o ®­îc h×nh thµnh t¹i ranh giíi gi÷a hai m¶ng ®¹i d­¬ng – vÝ dô ®iÓn h×nh sÏ ®­îc chóng t«i ®Ò cËp ë phÇn tiÕp theo. R×a lôc bao quanh A§D chñ yÕu thuéc kiÓu r×a §TD, ngo¹i trõ khu vùc m¸ng s©u Java n»m ë phÝa ®«ng b¾c (h×nh 1.11 vµ 2.1). 2.2.1 R×a lôc ®Þa æn ®Þnh KiÓu r×a nµy ph¸t triÓn do sù d·n c¨ng cña vá tr¸i ®Êt dÉn ®Õn qóa tr×nh ph©n t¸ch lôc ®Þa vµ tÝch tô trÇm tÝch sau ®ã. MÆt c¾t qua mét vïng r×a æn ®Þnh gÇn t­¬ng tù nh­ trong h×nh 2.6. Theo ®ã, kiÓu r×a nµy cã h×nh th¸i mét thung lòng nguyªn sinh, trªn mÆt c¾t ngang h×nh d¹ng cña chóng ®­îc x¸c ®Þnh nhê tËp hîp c¸c ®øt gÉy t¹o ra sù sôt lón cña líp vá vµ sù che phñ cña trÇm tÝch h×nh thµnh nªn ®íi thÒm, s­ên vµ ch©n lôc ®Þa. TÊt c¶ nh÷ng dÊu hiÖu nhËn biÕt trªn mÆc dï ®­îc xem lµ ®Æc ®iÓm chung cña kiÓu r×a æn ®Þnh, nh­ng vÉn cã thÓ gÆp nh÷ng biÕn thÓ kh¸c nhau ë tõng khu vùc khiÕn c¸c lo¹i r×a thuéc kiÓu nµy kh«ng bao giê gièng nhau hoµn toµn nÕu xÐt chi tiÕt. H×nh 2.6: MÆt c¾t ngang qua mét vïng r×a lôc ®Þa æn ®Þnh ®­îc phãng ®¹i theo chiÒu ®øng. C¸c chi tiÕt cña mÆt c¾t bÒ mÆt sÏ ®­îc m« t¶ ë h×nh 2.7 vµ phÇn bµi viÕt liªn quan C©u hái 2.2 (a) T¹i c¸c vïng r×a æn ®Þnh vá lôc ®Þa máng h¬n b×nh th­êng. VËy t¹i sao líp vá nµy l¹i cã thÓ bÞ lón xuèng? (b) Dùa vµo h×nh 2.7, h·y x¸c ®Þnh ranh giíi t­¬ng ®èi gi÷a vá lôc ®Þa vµ vá ®¹i d­¬ng ? H×nh 2.6 cho thÊy phÇn lín c¸c trÇm tÝch cÊu thµnh thÒm lôc ®Þa ®Òu n»m l¹i trªn líp vá lôc ®Þa bÞ d·n máng (tham kh¶o c©u hái 2.2 (b)). ChiÒu réng cña thÒm lôc ®Þa cã thÓ ®¹t tíi 1500km, ®Þa h×nh bÒ mÆt cña chóng nh×n chung kh¸ b»ng ph¼ng víi gra®ien gãc nghiªng trung b×nh lµ 0,10 (h×nh 2.7). Trªn bÒ mÆt thÒm ë mét vµi n¬i, cã thÓ quan s¸t thÊy nh÷ng sãng c¸t nhÊp nh«, ®«i khi cao tíi mét vµi m do ¶nh h­ëng cña dßng ch¶y, nh­ng ®ã chØ lµ nh÷ng d¹ng ®Þa h×nh t¹m thêi. §é s©u cña thÒm lôc ®Þa – t¹i vÞ trÝ thÒm ®æ – nh­ trªn h×nh 2.7 – lµ tõ 20 – 500m, trung b×nh lµ kho¶ng 130m. ChiÒu réng cña chóng dao ®éng tõ 20 – 100km, ®é s©u phÇn ch©n s­ên n»m trong kho¶ng 1,5 – 3,5km. So víi thÒm lôc ®Þa, s­ên lôc ®Þa cã gra®ien ®é dèc lín h¬n nhiÒu, trung b×nh kho¶ng 40 vµ lµ d¹ng ®Þa h×nh ngÇm dèc nhÊt trªn ®¸y ®¹i d­¬ng - n¬i mµ cã ®é nghiªng nhá h¬n nhiÒu so víi bÒ mÆt ®Êt. §èi víi c¸c r×a lôc ®Þa trÎ míi h×nh thµnh, s­ên lôc ®Þa gÇn nh­ dùng ®øng bëi gãc dèc ban ®Çu bao giê còng kh¸ lín. VÝ dô nh­ s­ên lôc ®Þa trong vÞnh California cã ®é dèc lín h¬n 200, ®©y lµ mét vÞnh trÎ míi ®­îc h×nh thµnh c¸ch ®©y kho¶ng 4 triÖu n¨m nªn nã ch­a bÞ t¸c ®éng bëi c¸c qóa tr×nh xãi mßn vµ trÇm tÝch x¶y ra ven r×a §TD suèt h¬n 100 triÖu n¨m qua. ë nhiÒu khu vùc, ch¼ng h¹n nh­ vïng Western Approaches (n»m ë phÝa nam vµ t©y cña b¸n ®¶o n­íc Anh), bÒ mÆt s­ên lôc ®Þa bÞ chia c¾t bëi c¸c canhon ngÇm. C¸c canhon nµy ®ãng vai trß gièng nh­ c¸c kªnh dÉn trÇm tÝch xuèng vïng ®¸y s©u cña ®¹i d­¬ng. PhÇn lín c¸c canhon cã ®Ønh n»m trªn thÒm lôc ®Þa vµ ®a sè trong chóng lµ cöa cña c¸c con s«ng lín trªn lôc ®Þa. Nh×n chung c¸c canhon ®Òu cã tr¾c diÖn ngang h×nh ch÷ V, tr«ng gÇn gièng nh­ c¸c thung lòng s«ng trªn ®Êt liÒn, song chóng ®­îc h×nh thµnh do ho¹t ®éng xãi mßn cña c¸c dßng trÇm tÝch bïn. §ã lµ lo¹i dßng ch¶y chøa n­íc vµ trÇm tÝch x¸o trén víi nhau, do vËy chóng cã tØ träng nÆng h¬n n­íc biÓn nªn cã thÓ tr­ît trªn bÒ mÆt c¸c s­ên tho¶i víi mét vËn tèc ®ñ lín ®Ó cã thÓ cµo mßn thµnh c¸c canhon. Khi c¸c dßng bïn ch¹m tíi ch©n cña s­ên lôc ®Þa, vËn tèc cña chóng bÞ suy gi¶m vµ b¾t ®Çu chuyÓn sang qóa tr×nh tÝch tô t¹o thµnh c¸c nªm trÇm tÝch - h×nh thµnh ch©n lôc ®Þa. §é dèc cña d¹ng ®Þa h×nh nµy nhá h¬n nhiÒu so víi s­ên lôc ®Þa, trung b×nh lµ 10. ChiÒu réng cña chóng phô thuéc vµo chiÒu dµi, c­êng ®é ho¹t ®éng cña c¸c dßng bïn vµ n¨ng l­îng xãi mßn cña c¸c dßng ch¶y trong hoµn l­u ®¹i d­¬ng, cùc ®¹i cã thÓ ®¹t tíi 600km. §«i khi trªn bÒ mÆt ch©n lôc ®Þa vÉn quan s¸t thÊy nh÷ng r·nh nhá cßn sãt l¹i do c¸c dßng bïn tiÕp tôc kÐo lª tíi vïng n­íc s©u ®¹i d­¬ng (h×nh 2.7). 2.2.2. R×a lôc ®Þa ®Þa chÊn vµ c¸c cung ®¶o Qóa tr×nh h×nh thµnh cña c¸c r×a ®Þa chÊn bao giê còng liªn quan ®Õn ho¹t ®éng cña c¸c m¸ng s©u ®¹i d­¬ng, n¬i vá ®¹i d­¬ng bÞ hót ch×m xuèng quyÓn mÒm. V× vËy c¸c r×a nµy ®­îc gäi lµ r×a ph¸ hñy. Nh÷ng vÞ trÝ th­êng ph¸t triÓn c¸c m¸ng s©u lµ: 1 T¹i c¸c r×a lôc ®Þa cã c¸c d·y nói löa n»m ven bê, n¬i th¹ch quyÓn ®¹i d­¬ng chui xuèng bªn d­íi lôc ®Þa 2 T¹i c¸c vßng cung ®¶o, n¬i mét m¶ng th¹ch quyÓn ®¹i d­¬ng chui xuèng bªn d­íi m¶ng ®¹i d­¬ng kh¸c Dùa trªn nh÷ng kiÕn thøc võa ®­îc cung cÊp, theo b¹n ®iÒu g× cã thÓ x¶y ra khi dßng bïn mang trÇm tÝch tíi c¸c r×a ®Þa chÊn vµ s­ên lôc ®Þa t¹i c¸c r×a ®Þa chÊn kh¸c g× so víi s­ên lôc ®Þa t¹i c¸c r×a æn ®Þnh? T¹i r×a ®Þa chÊn, trÇm tÝch mµ c¸c dßng bïn vËn chuyÓn ra vïng ®¸y s©u ®¹i d­¬ng sÏ bÞ gi÷ l¹i trong c¸c m¸ng s©u n»m ë ch©n s­ên lôc ®Þa. Do vËy s­ên lôc ®Þa ë ®©y th­êng cã ®Þa h×nh dèc h¬n so víi s­ên lôc ®Þa cña r×a æn ®Þnh (®iÒu nµy gi¶i thÝch v× sao diÖn tÝch phÇn ch©n lôc ®Þa cña TBD rÊt hÑp – xem b¶ng 2.1). §iÓm kh¸c nhau nµy cã thÓ quan s¸t rÊt râ trªn hÖ thèng m¸ng s©u Peru - Chile, mét ®íi hót ch×m ®­îc h×nh thµnh do qóa tr×nh hót chói cña m¶ng ®¹i d­¬ng Nazca vµ mét phÇn m¶ng Nam Cùc xuèng bªn d­íi bê biÓn phÝa t©y cña Nam Mü (h×nh 2.1) kÌm theo sù d©ng tråi cña d·y Andes n»m ven bê. Nh÷ng biÓu hiÖn ®Æc tr­ng cho qóa tr×nh nµy lµ sù gia t¨ng cña c¸c ho¹t ®éng ®Þa chÊn, nói löa vµ nh÷ng biÕn ®æi bÊt th­êng cña ®Þa h×nh theo träng lùc (vÝ dô ®Þa h×nh ©m lµ c¸c m¸ng s©u, ®Þa h×nh d­¬ng lµ c¸c vßng cung nói löa) t¹o nªn ®Æc ®iÓm riªng cña kiÓu r×a m¶ng ph¸ hñy. H×nh 2.8 cho thÊy m¸ng s©u Peru- Chi lª lµ mét hÖ thèng kÐo dµi kh«ng liªn tôc, theo mét sè nhµ nghiªn cøu, sù gi¸n ®o¹n nµy lµ kh«ng b×nh th­êng, cã thÓ nguyªn nh©n chÝnh lµ do sù sôt lón s©u cña mét sè ®Ønh nói ngÇm hoÆc c¸c d·y nói ®Þa chÊn nhá n»m gÇn ®ã (môc 2.5.2, 2.5.4). C©u hái 2.3 XÐt h×nh 2.8 vµ 2.9 (a) ChiÒu réng thÒm lôc ®Þa vµ h×nh th¸i s­ên lôc ®Þa t¹i khu vùc r×a ®Þa chÊn cã ®Æc ®iÓm nh­ thÕ nµo? (b) Theo b¹n s­ên lôc ®Þa cã ph¶i lµ d¹ng ®Þa h×nh dèc nhÊt so víi c¸c yÕu tè ®Þa h×nh kh¸c trªn r×a æn ®Þnh hay kh«ng? ë mét vµi tr­êng hîp (vÝ dô nh­ mÆt c¾t 1 vµ 2 trªn h×nh 2.9) sù kh¸c nhau vÒ ®é s©u vµ ®é réng cña lßng m¸ng cã thÓ liªn quan ®Õn tèc ®é hót ch×m, ch¼ng h¹n tèc ®é hót ch×m cµng lín th× lßng m¸ng cµng s©u vµ cµng hÑp. Ngoµi ra, sù kh¸c nhau cña ba mÆt c¾t còng cã thÓ do nh÷ng nguyªn nh©n kh¸c. VËy theo suy luËn riªng cña b¹n, nguyªn nh©n nµo cã thÓ g©y ra sù kh¸c nhau gi÷a mÆt c¾t 2 vµ 3 trªn h×nh 2.9? NhiÒu kh¶ n¨ng c­êng ®é båi lÊp cña c¸c qóa tr×nh trÇm tÝch lµ nguyªn nh©n chÝnh dÉn ®Õn lßng m¸ng ph¼ng vµ réng trªn mÆt c¾t 3. Nh­ng mét c©u hái ®­îc ®Æt ra lµ t¹i sao nh÷ng mÆt c¾t kh¸c kh«ng cã c¸c ®Æc ®iÓm t­¬ng tù trong khi tÊt c¶ c¸c mÆt c¾t ®Òu n»m ë nh÷ng vÞ trÝ kh¸ thuËn lîi cho viÖc thu nhËn trÇm tÝch tõ ®Þa h×nh d­¬ng n»m trªn nh­ d·y Andes ch¼ng h¹n? Ch­a cã c©u tr¶ lêi chÝnh x¸c cho c©u hái trªn, nh­ng rÊt cã thÓ vÊn ®Ò nµy liªn quan ®Õn ®iÒu kiÖn khÝ hËu hiÖn t¹i: Vïng sa m¹c Atacama thuéc phÇn phÝa b¾c cña Chile lµ n¬i cã l­îng m­a trung b×nh hµng n¨m nhá h¬n 0.01m, v× vËy khèi l­îng trÇm tÝch mang ra ®¹i d­¬ng hÇu nh­ kh«ng ®¸ng kÓ, ®é s©u cña vïng lßng m¸ng trªn mÆt c¾t 2 chØ xÊp xØ kho¶ng 8 km. NÕu cµng tiÕn vÒ phÝa nam l­îng m­a trung b×nh hµng n¨m sÏ cµng t¨ng vµ t¨ng tíi 4m nªn l­îng trÇm tÝch ®­îc mang tíi vµ ®æ dån xuèng lßng m¸ng kh¸ lín vµ gÇn nh­ lÊp ®Çy t¹i nh÷ng vïng lßng m¸ng n»m trong kho¶ng vÜ ®é 500nam. Nãi chung, cÊu t¹o trÇm tÝch trong c¸c lßng m¸ng ®Òu thÓ hiÖn nh÷ng dÊu hiÖu biÕn d¹ng bëi ¶nh h­ëng cña c¸c chuyÓn ®éng kiÕn t¹o tÝch cùc. Cô thÓ lµ sù xuÊt hiÖn cña hÖ thèng c¸c ®øt g·y kÐo dµi trªn bÒ mÆt thµnh m¸ng ngoµi gi¸p ®¹i d­¬ng do sù uèn cong cña m¶ng ®¹i d­¬ng khi bÞ chói xuèng ®íi hót ch×m. Thµnh m¸ng trong do cã sù l­u b¸m cña c¸c líp trÇm tÝch ngo»n ngoÌn ®­îc cµo ra tõ m¶ng ®¹i d­¬ng nªn cã xu h­íng nghiªng ra phÝa ®¹i d­¬ng. Nh÷ng ®Æc ®iÓm nµy cã thÓ quan s¸t thÊy trªn mÆt c¾t ®Þa chÊn h×nh 2.10. Tuy nhiªn, khèi l­îng trÇm tÝch thuéc m¶ng ®¹i d­¬ng ®­îc l­u l¹i trªn thµnh m¸ng bªn trong chØ lµ mét l­îng nhá kh«ng ®¸ng kÓ, nh÷ng phÇn cßn l¹i ®Òu bÞ ®Èy xuèng Manti theo m¶ng hót ch×m. TØ lÖ t­¬ng ®èi gi÷a hai phÇn trÇm tÝch nµy nãi chung kh«ng gièng nhau ë tÊt c¶ mäi n¬i. ChÝnh qóa tr×nh hót ch×m vµ nãng ch¶y cña c¸c vËt chÊt cÊu thµnh m¶ng ®¹i d­¬ng cïng líp trÇm tÝch n»m trªn ®· dÉn ®Õn sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn cña c¸c d·y nói löa trªn bê lôc ®Þa (vÝ dô d·y Andes). C©u hái 2.4 Quan s¸t h×nh 2.10 b¹n sÏ thÊy trÇn tÝch ®¸y ®¹i d­¬ng bÞ bµo ra thµnh tõng l¸t kÕ tiÕp nhau. VËy theo b¹n c¸c l¸t trÇm tÝch ®­îc n¹o ra tr­íc sÏ n»m ë phÇn trªn hay phÇn d­íi thµnh m¸ng bªn trong? H×nh 2.10: MÆt c¾t ®Þa chÊn qua vïng m¸ng s©u Trung Mü (n»m ë phÇn phÝa b¾c m¸ng Peru-Chile) víi nh÷ng ®­êng c¾t thÓ hiÖn râ ®· cho thÊy h­íng kÐo dµi cña c¸c ®øt g·y däc theo chiÒu nghiªng cña thµnh m¸ng ngoµi vµ h­íng x« dÞch cña c¸c ®øt g·y ngang trªn thµnh m¸ng trong. H×nh phãng ®¹i 1,5 lÇn theo trôc ®øng Vßng cung ®¶o lµ d¹ng ®Þa h×nh gÇn gièng nh­ c¸c d·y nói kiÓu Andes, nh­ng lµ s¶n phÈm cña qóa tr×nh hót chói cña mét m¶ng ®¹i d­¬ng xuèng d­íi mét m¶ng d¹i d­¬ng kh¸c. KÕt qña cuèi cïng lµ sù ra ®êi cña c¸c cung ®¶o nói löa phÝa trªn ®íi hót ch×m vµ m¸ng s©u. §iÒu quan träng lµ sù xuÊt hiÖn cña c¸c cung ®¶o bao giê còng kÌm theo qóa tr×nh h×nh thµnh mét ®¸y ®¹i d­¬ng míi n»m xen gi÷a cung ®¶o víi lôc ®Þa vµ ®­îc gäi lµ biÓn r×a hay biÓn sau cung ®¶o. §©y lµ mét qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn do t¸c ®éng cña m«i tr­êng nÐn Ðp sinh ra bëi sù héi tô cña hai m¶ng. Qóa tr×nh nµy ®ång thêi cho thÊy chuyÓn ®éng c¸c m¶ng lu«n cã mèi quan hÖ víi sù t­¬ng t¸c phøc t¹p gi÷a c¸c lùc vµ c¸c ho¹t ®éng Macma, nh­ng cô thÓ diÔn ra nh­ thÕ nµo th× vÉn cßn lµ vÊn ®Ò cÇn nghiªn cøu thªm. ë nhiÒu khu vùc phÝa t©y cña TBD, ng­êi ta t×m thÊy mét vµi hÖ thèng c¸c cung ®¶o vµ biÓn r×a lµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh ph©n t¸ch liªn tôc cña c¸c cung ®¶o cã tuæi giµ h¬n. Trong phÇn tiÕp theo, chóng t«i sÏ m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i vïng ®¸y s©u ®¹i d­¬ng ®Ó gióp b¹n ®äc h×nh dung ®­îc diÔn biÕn cña qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn vµ sù h×nh thµnh cña líp vá ®¹i d­¬ng míi. 2.3. Sèng nói ®¹i d­¬ng C¸c sèng nói ®¹i d­¬ng ®­îc xem lµ mét ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh quan träng nhÊt trªn ®¸y ®¹i d­¬ng v× ®ã lµ n¬i h×nh thµnh líp vá ®¹i d­¬ng míi - r×a x©y dùng. Dùa vµo giíi h¹n ngoµi t­¬ng ®èi cña chóng, ng­êi ta x¸c ®Þnh ®­îc tØ lÖ diÖn tÝch cña hÖ thèng sèng nói ®¹i d­¬ng hiÖn t¹i cã thÓ chiÕm tíi 33% tæng diÖn tÝch cña ®¸y ®¹i d­¬ng (b¶ng 2.1) vµ chóng chiÕm mét thÓ tÝch lín trong ®¸y ®¹i d­¬ng (h×nh 2.5). Däc theo ®íi trung t©m cña c¸c trôc sèng nói cã thÓ quan s¸t thÊy sù x©m nhËp vµ phun trµo cña vËt liÖu macma bazan do t¸c ®éng cña qóa tr×nh ph©n t¸ch c¸c m¶ng ë hai bªn s­ên. Tèc ®é cña qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn cã thÓ ®èi xøng hoÆc kh«ng ®èi xøng qua trôc sèng nói, nh­ng tèc ®é dÞch chuyÓn trung b×nh cña c¸c m¶ng th× gièng nhau vµ h­íng t¸ch d·n cña chóng th× gÇn nh­ vu«ng gãc víi c¸c trôc sèng nói. 2.3.1. H×nh th¸i cña c¸c sèng nói ®¹i d­¬ng Nãi chung c¸c ®Æc tr­ng h×nh th¸i cña sèng nói ®¹i d­¬ng ®Òu cã liªn quan tíi tèc ®é t¸ch d·n. H×nh 2.11 lµ mÆt c¾t h×nh th¸i cña sèng nói cã tèc ®é t¸ch d·n chËm (kho¶ng 1-2cm/n¨m nh­ trôc sèng nói ngÇm gi÷a §TD) vµ tèc ®é t¸ch d·n nhanh (kho¶ng 6-8cm/n¨m nh­ trôc sèng nói phÝa ®«ng TBD). H×nh 2.11: MÆt c¾t h×nh th¸i (theo h­íng ®«ng – t©y) vïng sèng nói n»m gi÷a §TD vµ ®«ng TBD (xem c©u hái 2.5). H×nh phãng ®¹i 50 lÇn C©u hái 2.5 C¸c ®Æc ®iÓm chÝnh cña hai sèng nói nãi trªn sÏ ®­îc tãm t¾t ë phÇn d­íi. Sau khi ®äc xong phÇn tãm t¾t vµ tham kh¶o thªm mÆt c¾t trªn h×nh 2.11, h·y tr¶ lêi c©u hái a vµ d. HÖ thèng sèng nói gi÷a §TD cã phÇn thung lòng trung t©m réng kho¶ng 25- 30km vµ s©u kho¶ng 1-2km, nh­ng ®èi víi hÖ thèng sèng nói ®«ng TBD th× ®Æc ®iÓm nµy kh«ng lÆp l¹i. §é dèc s­ên nói tÝnh tõ ®Ønh nói gi¶m dÇn theo tØ lÖ 10 trªn 100m ®èi víi sèng nói gi÷a §TD vµ 10 trªn 500m ®èi víi sèng nói ®«ng TBD. (a) MÆt c¾t nµo m« t¶ sèng nói §TD vµ sèng nói ®«ng TBD? (b) HÖ thèng sèng nói nµo cã bÒ mÆt ®Þa h×nh ghå ghÒ h¬n? (c) §é dèc trung b×nh cña s­ên sèng nói so víi r×a lôc ®Þa nh­ thÕ nµo? (d) Sèng nói Carlsberg ë phÝa b¾c A§D cã tèc ®é t¸ch d·n trung b×nh lµ 1- 2cm/n¨m. VËy mÆt c¾t nµo trªn h×nh 2.11 sÏ t­¬ng tù víi mÆt c¾t qua hÖ thèng sèng nói nµy? H×nh 2.12: MÆt c¾t m« t¶ chi tiÕt h×nh th¸i phÇn thung lòng trung t©m cña sèng nói gi÷a §TD ë 470 vµ 220 b¾c (mÆt c¾t 1,2), sèng nói Gorda ë ®«ng b¾c TBD (3) vµ sèng Carlsberg ë t©y b¾c A§D (4). H×nh phãng ®¹i gÊp 5 lÇn theo trôc ®øng XÐt mÆt c¾t qua ba sèng nói trªn (h×nh 2.12) cho thÊy thµnh bªn trong cña vïng thung lòng trung t©m ®­îc h×nh thµnh bëi c¸c ®øt g·y cã bÒ mÆt nghiªng vÒ phÝa trôc. Thµnh bªn ngoµi hay cßn gäi lµ s­ên nói cã bÒ mÆt c¸c ®øt g·y c¾m ra phÝa ngoµi trôc (vÝ dô phÇn cuèi bªn ph¶i cña mÆt c¾t 2, 3). Ho¹t ®éng cña c¸c ®øt g·y ®o¹n tÇng lµ nguyªn nh©n lµm cho bÒ mÆt h×nh th¸i cña líp vá sèng nói trë nªn th« r¸p vµ ghå ghÒ. 2.3.2. Mèi t­¬ng quan tuæi vµ ®é s©u cña c¸c sèng nói ®¹i d­¬ng Mét trong nh÷ng ®Æc ®iÓm quan träng nhÊt cña hÖ thèng sèng nói ®¹i d­¬ng lµ ®é s©u cña ch©n nói t¨ng theo tuæi líp th¹ch quyÓn n»m d­íi (h×nh 2.13) vµ kho¶ng c¸ch cña nã so víi trôc sèng nói. Mèi t­¬ng quan nµy cã ®­îc lµ do tÝnh chÊt biÕn ®æi cña líp th¹ch quyÓn khi bÞ ®Èy ra khái trôc sèng nói, n¬i nã sinh ra. Nãi chung, c¸c th¹ch quyÓn n»m gÇn trôc bao giê còng cã nhiÖt l­îng lín h¬n so víi nh÷ng th¹ch quyÓn n»m xa trôc, v× vËy chóng th­êng rÊt nhÑ vµ xèp nªn c