Sự tiến hóa của đại dương

Ch­¬ng 3 Sù tiÕn hãa cña ®¹i d­¬ng Trong ch­¬ng nµy, b¹n ®äc sÏ th­êng xuyªn ®­îc nghe nh¾c tíi c¸c nghiªn cøu dùa theo thang tuæi ®Þa chÊt. §Ó tiÖn tham kh¶o, chóng t«i cã b¶ng thang tuæi ®Þa chÊt ë phÇn phô lôc. Trong c¸c lo¹i ®Êt ®¸ ®­îc t×m thÊy cã tuæi giµ nhÊt trªn tr¸i ®Êt, tøc lµ kho¶ng 3800 triÖu n¨m cã c¶ c¸c trÇm tÝch n»m d­íi n­íc vµ nh÷ng m¶nh vá ®¹i d­¬ng cæ cßn sãt l¹i. §iÒu ®ã cho thÊy r»ng c¸c ®¹i d­¬ng ®· ®­îc h×nh thµnh kÓ tõ khi con ng­êi ghi nhËn ®­îc dÊu Ên lÞch sö ®Þa chÊt sím nhÊt vµ còng cã thÓ tõ tr­íc ®ã rÊt l©u. Tuy nhiªn nh÷ng ph¸c th¶o vÒ h×nh th¸i ®¹i d­¬ng x­a chØ cã thÓ thùc hiÖn dùa trªn nh÷ng dÊu vÕt cæ cßn sãt l¹i trªn lôc ®Þa v× c¸c ®¹i d­¬ng lµ mét trong nh÷ng khu vùc biÕn ®éng nhÊt trªn hµnh tinh: trong c¸c ®¸y ®¹i d­¬ng ngµy nay, ng­êi ta kh«ng thÓ t×m thÊy líp vá ®¹i d­¬ng cã tuæi giµ h¬n 160 triÖu n¨m. Gi¶ sö vßng ®êi trung b×nh cña mét ®¹i d­¬ng thùc thô lµ 200 triÖu n¨m th× hái trong kho¶ng thêi gian 3800 triÖu n¨m, ®¹i d­¬ng ®ã sÏ ®­îc håi sinh bao nhiªu lÇn? Con sè tÝnh ®óng sÏ lµ 19 lÇn, nh­ng v× thêi gian vßng ®êi cña mét ®¹i d­¬ng theo gi¶ thiÕt lµ 200 triÖu n¨m míi chØ lµ gi¸ trÞ ­íc tÝnh bëi kh«ng thÓ cã sù so s¸nh chÝnh x¸c tèc ®é cña c¸c qóa tr×nh kiÕn t¹o m¶ng x¶y ra trong qóa khø ®Þa chÊt víi c¸c qóa tr×nh x¶y ra trong hiÖn t¹i nªn kÕt qña tÝnh trªn sÏ buéc ph¶i dao ®éng trong kho¶ng tõ 15 ®Õn 20 lÇn. Kho¶ng giíi h¹n nµy cã thÓ coi lµ thÝch hîp v× nh©n tr¸i ®Êt tr­íc kia nãng h¬n rÊt nhiÒu so víi b©y giê vµ sù h×nh thµnh cña líp th¹ch quyÓn ®¹i d­¬ng còng diÔn ra nhanh h¬n. PhÐp tÝnh to¸n ®¬n gi¶n trªn nh»m gióp b¹n thÊy ®­îc chu kú thêi gian tiÕn hãa cña mét ®¹i d­¬ng thùc thô vµ dÜ nhiªn chu kú thêi gian nµy ®­îc tÝnh dùa trªn mét vµi gi¶ thiÕt nhÊt ®Þnh. Trong qóa khø, khi mét ®¹i d­¬ng b¾t ®Çu cã sù t¸ch d·n réng th× buéc mét ®¹i d­¬ng kh¸c ph¶i bÞ thu hÑp vµ ngµy nay, c¸c qóa tr×nh nµy ®ang lÆp l¹i víi hai ®¹i d­¬ng lµ TBD vµ §TD. Cã thÓ nãi, lÞch sö h×nh thµnh cña mçi ®¹i d­¬ng lµ sù ph¸t triÓn chång lÊn lªn nhau. H×nh th¸i vµ vÞ trÝ cña tÊt c¶ ®¹i d­¬ng vµ lôc ®Þa trªn thÕ giíi ®Òu bÞ biÕn ®æi kh«ng ngõng víi tèc ®é kh¸ nhanh trªn quy m« thêi gian ®Þa chÊt, nh­ng so víi quy m« thêi gian thùc nh÷ng biÕn ®æi nµy còng kh«ng hÒ chËm chót nµo. §Ó so s¸nh, c¸c nhµ nghiªn cøu ®· vÝ tèc ®é t¸ch d·n ®¸y biÓn víi sù ph¸t triÓn cña mét chiÕc mãng tay. Trong bé s­u tËp c¸c b¶n vÏ ®Çu tiªn vÒ h×nh th¸i nh÷ng ®¹i d­¬ng lín ®­îc thùc hiÖn c¸ch ®©y chõng 5 thÕ kû, hai bê §TD ®­îc biÓu diÔn n»m c¸ch xa nhau kho¶ng chõng tõ 10-20m. §ã ®óng lµ h×nh th¸i ban ®Çu cña §TD nh­ng kho¶ng c¸ch biÓu diÔn trªn b¶n vÏ míi chØ b»ng 0,0003% ®é réng thùc cña ®¹i d­¬ng khi ®ã. So víi nhiÒu khu vùc kh¸c cña TBD tèc ®é t¸ch d·n ®¸y biÓn cña §TD nhá gÊp nhiÒu lÇn. 3.1. Qóa tr×nh tiÕn hãa cña ®¹i d­¬ng Khëi ®Çu cña chu tr×nh h×nh thµnh mét ®¹i d­¬ng lµ sù xuÊt hiÖn cña mét thòng lòng ®Þa hµo hÑp, sau ®ã lµ qóa tr×nh më réng dÇn tíi kÝch th­íc lín. Khi ®¹t tíi kÝch th­íc cùc ®¹i, ®¹i d­¬ng sÏ chuyÓn sang giai ®o¹n bÞ thu hÑp vµ cuèi cïng lµ ®ãng kÝn hoµn toµn. C¸c giai ®o¹n x¶y ra trong chu tr×nh nµy sÏ ®­îc tãm t¾t ë b¶ng 3.1 vµ gi¶i thÝch ng¾n gän trong phÇn tiÕp theo. B¶ng 3.1: C¸c giai ®o¹n tiÕn hãa cña ®¹i d­¬ng (®¸y ®¹i d­¬ng) TT C¸c giai ®o¹n VÝ dô VËn ®éng kiÕn t¹o ®Æc tr­ng §Æc ®iÓm ®Æc tr­ng 1 Ph«i thai Thung lòng ®Þa hµo §«ng Phi VËn ®éng kÐo c¨ng vµ n©ng tråi Thung lòng ®Þa hµo 2 Nhá BiÓn §á, vÞnh California Sù h¹ lón vµ t¸ch d·n BiÓn hÑp, hai ®­êng bê gÇn song song víi nhau vµ tròng ë phÇn trung t©m 3 Tr­ëng thµnh §¹i T©y D­¬ng T¸ch d·n §¸y ®¹i d­¬ng (lßng ch¶o ®¹i d­¬ng) víi c¸c trôc sèng nói ho¹t ®éng 4 Suy yÕu Th¸i B×nh D­¬ng T¸ch d·n vµ thu hÑp Lßng ch¶o ®¹i d­¬ng víi c¸c chuyÓn ®éng t¸ch d·n, c¸c m¸ng s©u vµ c¸c cung ®¶o bao quanh r×a 5 Giµ BiÓn §Þa Trung H¶i Thu hÑp vµ n©ng tråi C¸c thµnh t¹o Nói trÎ 6 KÕt thóc §íi kh©u Indus trong d·y Himalaya Thu hÑp vµ n©ng tråi C¸c thµnh t¹o Nói trÎ - Giai ®o¹n 1 : §©y lµ giai ®o¹n kÐo c¨ng vµ n©ng tråi cña líp vá tr¸i ®Êt do t¸c ®éng nÐn Ðp sinh ra trong qu¸ tr×nh dÞch chuyÓn cña c¸c m¶ng th¹ch quyÓn. KÕt qu¶ lµ h×nh thµnh c¸c khe nøt ®Çu tiªn kiÓu thung lòng ®Þa hµo. VÝ dô ®iÓn h×nh lµ thung lòng §«ng Phi, ®­îc coi lµ mét ®¸y ®¹i d­¬ng s¬ khai - Giai ®o¹n 2: C¸c thung lòng ®Þa hµo ®­îc h×nh thµnh th­êng n»m däc theo ®­êng ranh giíi gi÷a c¸c lôc ®Þa. V× vËy khi qóa tr×nh t¸ch d·n x¶y ra, c¸c trÇm tÝch tõ hai phÝa lôc ®Þa kÕ cËn sÏ nhanh chãng trµn phÇn ®¸y ®¹i d­¬ng võa h×nh thµnh vµ dÇn dÇn t¹o thµnh ®íi r×a lôc ®Þa víi c¸c thµnh phÇn ®Þa h×nh bao gåm thÒm, s­ên, ch©n lôc ®Þa. Qóa tr×nh nµy sÏ bÞ suy yÕu khi c¸c trôc t¸ch d·n bÞ ®Èy ra xa r×a lôc ®Þa. - Giai ®äan 3: C¸c lôc ®Þa kÕ cËn sÏ dÇn dÇn t¸ch xa nhau c¸ch xa c¸c trôc t¸ch d·n, lóc nµy ®· ®­îc n©ng lªn thµnh c¸c gê sèng nói. C¸c khu vùc n»m bªn ngoµi c¸c sèng nói bÞ h¹ xuèng do nguéi l¹nh cña líp th¹ch quyÓn h×nh thµnh nªn c¸c ®ång b»ng biÓn th¼m vµ ®ång thêi ®íi r×a cña lôc ®Þa còng ®­îc ph¸t triÓn hoµn h¶o. Giai ®o¹n nµy, c¸c r×a lôc ®Þa gÇn song song víi trôc t¸ch d·n cña sèng nói trung t©m. VÝ dô ®iÓn h×nh lµ §¹i T©y D­¬ng. - Giai ®o¹n 4: liªn quan ®Õn sù ph¸t triÓn vµ ph¸ hñy r×a c¸c m¶ng. Sù ph¸ hñy r×a cã thÓ do sù biÕn ®æi hoµn c¶nh cña phÇn kia qu¶ cÇu, ch¼ng h¹n nh­ sù ®ông ®é cña c¸c lôc ®Þa hay sù khëi ®Çu cña qóa tr×nh r¹n nøt lôc ®Þa míi. NÕu víi gi¶ thiÕt tr¸i ®Êt kh«ng co d·n th× tèc ®é cña c¸c qóa tr×nh t¸ch d·n vµ hót ch×m ph¶i lu«n b»ng nhau vµ ®Ó gi÷ ®­îc sù c©n b»ng nµy th× h×nh th¸i cña c¸c m¶ng còng nh­ c¸c qóa tr×nh vËn ®éng sÏ lu«n bÞ biÕn ®æi sao cho phï hîp. (a) 170 triÖu n¨m (b) 100 triÖu n¨m (c) 50 triÖu n¨m H×nh 3.1: B¶n ®å cæ ®Þa lý ®­îc x©y dùng tõ c¸c d÷ liÖu ®o vÏ ®Þa h×nh, cæ khÝ hËu, cæ tõ tr­êng. Theo m« t¶ cña c¸c b¶n ®å nµy, Panthalassa lµ mét ®¹i d­¬ng lín n»m chiÕm gi÷ gÇn mét nöa b¸n cÇu. Nöa b¸n cÇu cßn l¹i lµ toµn bé ®¹i lôc Pangaea, trong ®ã bao gåm c¶ phÇn lôc ®Þa Ch©u ¢u vµ phÇn lôc ®Þa Gondwanaland. (a) Kû Jura, c¸ch ®©y kho¶ng 170 triÖu n¨m; (b) Kû Creta, c¸ch ®©y kho¶ng 100 triÖu n¨m; (c) Kû Eocen, c¸ch ®©y kho¶ng 50 triÖu n¨m. C¸c b¶n ®å trªn cho thÊy ®­êng bê ngµy nay ®· bÞ biÕn ®æi nhiÒu vµ nh÷ng ®­êng bê cæ hoµn toµn kh«ng cßn trïng khíp víi chóng - Giai ®o¹n 5: §©y lµ giai ®o¹n cuèn hót vµ n©ng tråi víi sù xuÊt hiÖn cña c¸c thµnh t¹o nói trÎ. Tiªu biÓu cho giai ®o¹n nµy lµ biÓn §Þa Trung H¶i víi sù cuèn hót cña m¶ng Ch©u Phi xuèng d­íi m¶ng Ch©u ¢u. - Giai ®o¹n 6: Giai ®o¹n nµy kÕt thóc sù tån t¹i cña mét ®¹i ®­¬ng do qóa tr×nh cuèn hót c¸c m¶ng d· dÉn tíi sù s¸t nhËp cña c¸c khèi lôc ®Þa, ®ång thêi h×nh thµnh nh÷ng d·y nói trÎ t¹i ranh giíi ®ông ®é. Tuy nhiªn qóa tr×nh nµy chØ x¶y ra khi cã nh÷ng sù thay ®æi lín cña toµn bé hÖ thèng c¸c m¶ng trªn thÕ giíi. VÝ dô nÕu x¶y ra thay ®æi lín trong hÖ thèng c¸c m¶ng toµn cÇu th× qóa tr×nh dÞch chuyÓn vÒ h­íng B¾c cña m¶ng Ch©u Phi sÏ bÞ ngõng l¹i khi khèi lôc ®Þa Ch©u ¢u va ch¹m víi khèi lôc ®Þa Ch©u Phi vµ cuèi cïng mét d·y nói míi sÏ h×nh thµnh. C©u hái 3.1 Xem h×nh 3.1 (a) Tethys lµ mét ®¸y ®¹i d­¬ng cæ vµ lµ mét nh¸nh cña Panthalassa, ®· cã thêi nã lµ ranh giíi ph©n chia gi÷a hai phÇn lôc ®Þa Ch©u ¢u vµ phÇn lôc ®Þa phÝa nam Gondwanaland. VËy trong suèt h¬n 170 triÖu n¨m qua, h×nh d¸ng vµ kÝch th­íc cña Tethys ®· cã sù biÕn ®æi nh­ thÕ nµo vµ nh÷ng dÊu hiÖu cßn l¹i ®Õn ngµy nay ®Ó nhËn biÕt nã lµ g×? (b) §TD b¾t ®Çu ®­îc t¸ch më ra tõ khi nµo? (c) A§D b¾t ®Çu ®­îc h×nh thµnh khi nµo? (d) Cã ph¶i sù nøt vì cña ®¹i lôc Gondwanaland x¶y ra chñ yÕu vµo hai thêi kú ®Þa chÊt kh¸c nhau, thø nhÊt lµ giai ®o¹n tõ 170 triÖu n¨m ®Õn 100 triÖu n¨m vµ hai lµ giai ®o¹n tõ 100 triÖu n¨m ®Õn 50 triÖu n¨m? (e) Trong qu·ng thêi gian tõ 50 triÖu n¨m cho ®Õn b©y giê ®· cã nh÷ng sù thay ®æi lín nµo? 3.2. Sù ra ®êi cña ®¹i d­¬ng H×nh 3.2 m« t¶ sù h×nh thµnh cña mét ®¸y ®¹i d­¬ng míi. Do qóa tr×nh c¨ng d·n cña vá tr¸i ®Êt, phÇn vËt chÊt dÎo n»m bªn d­íi bÞ kÐo c¨ng ra, phÇn vËt chÊt cøng n»m bªn trªn th× bÞ nøt t¸ch vµ t¹o thµnh thung lòng ®Þa hµo. Hai thµnh cña thung lòng lµ nh÷ng khèi vá tr­ît chång lªn nhau theo nh÷ng bÒ mÆt ®øt g·y, phÝa trªn bÞ bao phñ bëi c¸c trÇm tÝch. Khi qóa tr×nh nøt t¸ch s©u xuÊt hiÖn, c¸c dung nham macma bazan tõ d­íi bªn d­íi sÏ tråi lªn vµ lÊp ®Çy kho¶ng vì gi÷a hai khèi lôc ®Þa. KÕt qña cuèi cïng lµ líp vá ®¹i d­¬ng míi ®­îc h×nh thµnh, líp vá nµy võa máng vµ võa nÆng h¬n so víi vá lôc ®Þa nªn nã bÞ ch×m xuèng bªn d­íi mùc n­íc biÓn. PhÇn th¹ch quyÓn cßn l¹i bªn d­íi vá tr¸i ®Êt sÏ bao gåm c¶ manti trªn. Khi míi h×nh thµnh c¸c ®¸y biÓn trÎ th­êng rÊt n«ng, do ®ã khi n­íc biÓn trµn vµo nã nhanh chãng bÞ bay h¬i hÕt hoÆc bay h¬i mét phÇn t¹o ra c¸c trÇm tÝch muèi trªn ®¸y biÓn míi. Tuy nhiªn trªn ®¸y biÓn vÉn xuÊt hiÖn c¸c lo¹i trÇm tÝch biÓn ®Æc tr­ng nh­ bïn, c¸t, ®¸ v«i tuú theo tõng ®iÒu kiÖn ®Þa ph­¬ng mµ nã h×nh thµnh. Mét trong nh÷ng vÝ dô ®iÓn h×nh nhÊt cho kiÓu ®¹i d­¬ng trÎ lµ BiÓn §á. TrÇm tÝch QuyÓn mÒn Manti Mùc n­íc biÓn Vá ®¹i d­¬ng Mùc n­íc biÓn H×nh 3.2: Sù h×nh thµnh cña ®¹i d­¬ng míi (a) BÒ mÆt tr¸i ®Êt bÞ kÐo c¨ng vµ nøt vì t¹o thµnh d¹ng thung lòng n«ng nªn vÉn n»m trªn mùc n­íc biÓn, ®«i khi ®¸y thung lòng cßn bÞ n©ng lªn do qóa tr×nh d·n në nhiÖt cña khèi macma nãng n»m t¹i bªn d­íi vÞ trÝ cña c¸c trôc t¸ch d·n trong t­¬ng lai. TrÇm tÝch ë hai bªn bê lôc ®Þa bÞ dån xuèng vµ lÊp ®Çy lßng thung lòng. (b) R×a lôc ®Þa s¬ khai míi ®­îc h×nh thµnh th­êng rÊt máng nªn dÔ dµng bÞ nhÊn ch×m xuèng d­íi mùc n­íc biÓn vµ c¸c qóa tr×nh trÇm tÝch biÓn b¾t ®Çu xuÊt hiÖn. Líp trÇm tÝch phñ trªn r×a lôc ®Þa cã xu h­íng v¸t vÒ phÝa trôc t¸ch d·n ®ang h×nh thµnh. (c) Qóa tr×nh nøt t¸ch kÕt thóc víi sù xuÊt hiÖn cña mét trôc t¸ch d·n hoµn thiÖn vµ ®íi thÒm - s­ên - ch©n lôc ®Þa ®­îc h×nh thµnh (xem h×nh 2.6). 3.2.1. BiÓn §á Khu vùc biÓn §á ®­îc chia thµnh hai vïng ®Þa chÊt chÝnh, thø nhÊt lµ vïng ®íi trôc hÑp vµ s©u n»m ë phÇn trung t©m, thø hai lµ vïng ven r×a cã ®é réng lín vµ n«ng n»m ë hai bªn (h×nh 3.3(a)). TrÇm tÝch n»m trong vïng ven r×a chñ yÕu lµ trÇm tÝch muèi Miocen, ®­îc h×nh thµnh trong qu·ng thêi gian c¸ch ®©y kho¶ng 20 triÖu n¨m ®Õn 5 triÖu n¨m víi bÒ dµy cã thÓ ®¹t tíi trªn 4km. Toµn bé líp vá n»m bªn d­íi ®· bÞ líp trÇm tÝch nµy che phñ v× vËy rÊt khã ®Ó ®o¸n biÕt chóng thuéc kiÓu vá ®¹i d­¬ng hay lôc ®Þa (h×nh 3.3(b)). Qóa tr×nh h×nh thµnh cña c¸c trÇm tÝch muèi ®· diÔn ra trong thêi gian khu vùc biÓn §á ®­îc liªn th«ng víi §Þa Trung H¶i qua mét eo biÓn n­íc n«ng nh­ng kh«ng th­êng xuyªn. Do vËy qóa tr×nh trÇm tÝch nµy ®· kÕt thóc khi eo biÓn bÞ ph¸ vì vµo cuèi Miocen, tøc lµ c¸ch ®©y kho¶ng 5 triÖu n¨m vµ mét eo biÓn míi ®­îc h×nh thµnh nèi phÇn phÝa nam cña biÓn §á víi A§D. Sù ra ®êi cña eo biÓn míi nµy ®· t¹o ®iÒu kiÖn cho qóa tr×nh l­u th«ng n­íc biÓn víi ®¹i d­¬ng vµ nhê ®ã c¸c tæ chøc sinh vËt phï du nhanh chãng ph¸t triÓn, ®Æc biÖt lµ ë vïng n­íc phÝa nam cña biÓn §á. Tèc ®é l¾ng ®äng cña c¸c trÇm tÝch sinh häc còng v× thÕ mµ kh¸ cao, dÉn ®Õn viÖc h×nh thµnh líp phñ trÇm tÝch lªn kh¾p c¸c d¹ng ®Þa h×nh ®¸y t¹i c¸c khu vùc nµy trong kho¶ng 160 vÜ b¾c. Cµng tiÕn vÒ phÝa b¾c, sù xuÊt hiÖn cña trÇm tÝch sinh häc cµng gi¶m dÇn vµ thay vµo ®ã lµ d¶i c¸c trÇm tÝch tÝc lôc nguyªn (trÇm tÝch cã nguån gèc tõ lôc ®Þa) bïn, c¸t, sái cã bÒ dµy t­¬ng ®èi máng. §©y lµ tËp hîp c¸c s¶n phÈm cña qóa tr×nh xãi mßn bê biÓn, ®«i khi cã thÓ t×m thÊy chóng n»m xen gi÷a c¸c líp trÇm tÝch muèi Miocen, nhÊt lµ t¹i c¸c khu vùc gÇn r×a lôc ®Þa. ChØ ë vïng ®íi trôc, ng­êi ta míi t×m thÊy nh÷ng b»ng chøng vÒ sù sinh thµnh cña biÓn §á vµo cuèi thêi kú thµnh t¹o cña trÇm tÝch muèi vµ nh÷ng ¶nh h­ëng tøc thêi cña qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn. Dùa vµo c¸c nghiªn cøu kh¶o s¸t vÒ ®Þa chÊn, tõ tr­êng, kh¶o s¸t ngÇm vµ ®o vÏ b¶n ®å qua thiÕt bÞ m¸y quÐt Sonar, vïng ®íi trôc cã thÓ chia ra thµnh nhiÒu khu vùc kh¸c nhau n»m däc theo h­íng kÐo dµi cña nã (h×nh 3.3(a)). H×nh 3.3: (a) S¬ ®å khu vùc biÓn §á víi vïng ®íi trôc (mµu xanh ®en) ®­îc chia thµnh 4 khu vùc nhá kh¸c nhau nh­ ®­îc m« t¶ trong bµi viÕt. (b) MÆt c¾t m« t¶ hai cÊu tróc kh¸c nhau cña líp vá n»m bªn d­íi c¸c tÇng trÇm tÝch trong khu vùc biÓn §á Vïng thung lòng ®Þa hµo N»m ë phÝa nam cña m¸ng trôc cã d¹ng mét thung lòng th¼ng kÐo dµi gÇn chÝnh gi÷a (thung lòng nµy gÇn t­¬ng tù nh­ sèng nói ngÇm gi÷a §TD; h×nh 2.12), nh­ng cø kho¶ng 30-50km thung lòng l¹i bÞ gi¸n ®o¹n bëi mét vÕt c¾t ngang víi ®é réng tõ 3-10km. Nh÷ng kho¶ng gi¸n ®o¹n ®ã cã thÓ lµ c¸c ®øt g·y biÕn d¹ng, nh­ng còng cã thÓ lµ mét d¹ng ®Þa h×nh kh¸c, ch¼ng h¹n nh­ sù ph¸t triÓn liªn tôc cña mét trung t©m t¸ch d·n nµo ®ã (môc 4.2). Nãi chung, c¸c dÞ th­êng tõ tr­êng trong toµn bé khu vùc nµy diÔn ra víi biªn ®é cao mÆc dï t¹i nh÷ng vÞ trÝ bÞ chia c¾t sù xuÊt hiÖn cña chóng yÕu h¬n vµ kÐm ®ång ®Òu. Qóa tr×nh ®o ®¹c c¸c säc tõ dÞ th­êng ®· cho thÊy ho¹t ®éng t¸ch d·n ë ®©y ph¸t triÓn víi tèc ®é kho¶ng 0,8cm/n¨m trong vßng 5 triÖu n¨m qua. Tuy nhiªn ë mét vµi n¬i tèc ®é t¸ch d·n cña hai phÝa kh«ng ®èi xøng, ho¹t ®éng t¸ch d·n phÝa ®«ng th­êng nhanh h¬n phÝa t©y. H×nh 3.4: S¬ ®å biÓu diÔn ®é s©u (tÝnh b»ng m) cña mét vµi hè s©u lín trªn h×nh 3.3(a). Trong c¸c hè s©u nµy cã chøa c¸c khèi n­íc biÓn nãng giµu kim lo¹i vµ ng­êi ta ®· t×m thÊy bïn kim lo¹i ®­îc trÇm ®äng ë ®©y Vïng cã c¸c hè s©u kh¸c nhau N»m vÒ phÝa b¾c t­¬ng øng víi kho¶ng 200 vÜ b¾c. §©y lµ khu vùc c¸c hè s©u mÊt ®i tÝnh ®ßng nhÊt ®­îc thay thÕ bëi hÖ thèng thung lòng kÐo dµi gièng nh­ khu vùc trªn. C¸c hè s©u ph©n bè rêi r¹c cã thÓ lµ do kÕt qña ho¹t ®éng cña c¸c ®øt g·y biÕn d¹ng. C¸c hè s©u lín th­êng tËp trung trong kho¶ng vÜ ®é tõ 200 b¾c ®Õn 220 b¾c, chóng lµ khu vùc ®­îc quan t©m nhiÒu nhÊt ý do nh÷ng lîi Ých kinh tÕ mµ nh÷ng khèi n­íc nãng giµu kim lo¹i vµ bïn kim lo¹i chøa trong hè mang l¹i (h×nh 3.4). B¶n th©n mçi hè s©u còng cã cÊu tróc kiÓu thung lòng ®Þa hµo víi nh÷ng dÞ th­êng tõ m¹nh mÏ, nh­ng t¹i c¸c khu vùc n»m xen kÏ gi÷a hai hè s©u, c¸c dÞ th­êng tõ trë nªn yÕu h¬n nhiÒu vµ bÞ bao phñ bëi trÇm tÝch. Vïng chuyÓn tiÕp vµ vïng phÝa b¾c Tõ vÜ ®é 220 b¾c tiÕn vÒ phÝa b¾c, c¸c hè s©u cµng trë nªn hÑp vµ kÐm ph¸t triÓn h¬n, kÕt qña nghiªn cøu c¸c dÞ th­êng tõ liªn quan cho thÊy líp vá ®¹i d­¬ng n»m d­íi c¸c hè s©u nµy cã tuæi kho¶ng chõng 2 triÖu n¨m hoÆc cã thÓ Ýt h¬n. Vïng phÝa b¾c tÝnh tõ 250 b¾c vÒ phÝa b¾c, chØ lµ nh÷ng hè s©u n»m gÇn nh­ ®éc lËp, c¸c dÞ th­êng tõ víi biªn ®é cao gièng nh­ ë phÇn phÝa nam th× gÇn nh­ biÕn mÊt ë ®©y, tr¸i l¹i nhiÒu khu vùc thuéc vïng nµy bÞ bao phñ hoÆc Ýt hoÆc nhiÒu trÇm tÝch. Tãm l¹i, n»m vÒ phÝa nam cña vïng ®íi trôc lµ phÇn ®¸y ®¹i d­¬ng (réng kho¶ng 80km) cã tuæi kho¶ng chõng 5 triÖu. Cµng tiÕn vÒ phÝa b¾c, vïng ®íi trôc chØ lµ nh÷ng hè s©u víi ®é tuæi ­íc tÝnh kho¶ng 2 triÖu n¨m hoÆc Ýt h¬n. Nh­ vËy, tÊt c¶ nh÷ng nghiªn cøu trªn ®Òu nhÊn m¹nh r»ng vïng ®íi trôc cña biÓn §á lµ vïng ranh giíi t¸ch d·n gi÷a hai m¶ng th¹ch quyÓn kÐo dµi vÒ phÝa b¾c. C¸c vÕt nøt ®Çu tiªn b¾t ®Çu xuÊt hiÖn tõ phÝa nam trong qu·ng thêi gian c¸ch ®©y kho¶ng 5 triÖu n¨m sau ®ã chóng tiÕp tôc ph¸t triÓn vµ kÌo dµi dÇn vÒ phÝa b¾c. §iÒu nµy hoµn toµn phï hîp víi thêi ®iÓm kÕt thóc qóa tr×nh bay h¬i cña n­íc biÓn §á c¸ch ®©y kho¶ng 5 triÖu n¨m khi nã b¾t ®Çu liªn th«ng víi A§D qua vÞnh Aden. Cã thÓ nãi, c¸c vÊn ®Ò liªn quan tíi vïng ®íi trôc ®· ®­îc ph©n tÝch râ rµng, nh­ng cßn c¸c khu vùc n»m xung quanh th× sao? §©y lµ nh÷ng khu vùc cßn Ýt ®­îc ®Çu t­ nghiªn cøu. H×nh 3.5 lµ mét trong nh÷ng mÆt c¾t dÞ th­êng tõ ®Æc tr­ng cho vïng biÓn phÝa b¾c cña BiÓn §á. C¸c tÝnh chÊt dÞ th­êng tõ cã thÓ quan s¸t thÊy rÊt râ ë vïng ®íi trôc, nh­ng khi chuyÓn sang c¸c khu vùc ë hai bªn r×a, th× chóng bÞ lu mê do ¶nh h­ëng cña qóa tr×nh che phñ trÇm tÝch. Do vËy thËt khã ®Ó cã thÓ ®o¸n biÕt ®­îc c¸c dÞ th­êng tõ ë ®©y lµ do sù xuÊt hiÖn cña líp vá ®¹i d­¬ng bazan (h×nh 3.3(b) (i)) hay lµ do sù c¨ng d·n cña líp vá lôc ®Þa bëi sù x©m nhËp cña c¸c nh©n bazan (h×nh3.3(b) (ii)). Tuy nhiªn, chóng ta kh«ng ®­îc phÐp ®­a ra mét sù lùa chän mËp mê gi÷a hai gi¶ thiÕt trªn nÕu chØ dùa vµo nh÷ng kÕt qña nghiªn cøu, kh¶o s¸t ®Þa chÊt, ®Þa vËt vËt lý vÒ lÞch sö h×nh thµnh cña toµn bé vïng BiÓn §á (bao gåm c¶ vÞnh Aden) qua nhiÒu thËp kû. Nh­ng rÊt cã thÓ khëi ®Çu cña qóa tr×nh nµy b¾t ®Çu tõ c¸ch ®©y kho¶ng 40 triÖu n¨m khi mét khe nøt lín xuÊt hiÖn kÐo dµi tõ vïng biÓn ArËp vÒ phÝa t©y qua vÞnh Aden, vÒ phÝa b¾c qua vïng BiÓn §á tíi vÞnh Suez vµ ph¸t triÓn thµnh mét hÖ thèng thòng lòng ®Þa hµo n»m trªn vá lôc ®Þa. §Õn giai ®o¹n tiÕp theo lµ sù ph¸t triÓn cña mét ®øt g·y míi ë phÝa b¾c däc theo ®­êng biªn cña vÞnh Aqaba/BiÓn ChÕt kÐo dµi theo h­íng b¾c-b¾c-®«ng, giai ®o¹n nµy x¶y ra c¸ch ®©y kho¶ng chõng 25 triÖu n¨m. KÕt qña cña c¸c chuyÓn ®éng diÔn ra däc theo khe nøt lµ sù t¸ch d·n t¹i khu vùc vÞnh Aden vµ BiÓn §á do qóa tr×nh ph©n t¸ch cña lôc ®Þa ArËp ra khái lôc ®Þa Ch©u Phi vµ sù h×nh thµnh cña líp vá ®¹i d­¬ng t¹i vïng vÞnh Aden. Thùc tÕ, däc theo vïng thòng lòng ®Þa hµo cña BiÓn §á, líp vá lôc ®Þa liªn tôc bÞ c¨ng d·n, sôt lón vµ ph©n t¸ch t¹o ®iÒu kiÖn cho líp vá ®¹i d­¬ng ®­îc h×nh thµnh. Do vËy, sù t¸i diÔn cña c¸c chuyÓn ®éng biÕn d¹ng x¶y ra däc theo ®­êng biªn cña cña vÞnh Aqaba/BiÓn ChÕt ®· t¹o c¬ héi cho sù ra ®êi cña mét ®¸y ®¹i d­¬ng míi do qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn t¹i vïng vÞnh Aden vµ khu vùc BiÓn §á ®­îc tiÕp tôc. NÕu gi¶ thiÕt ®­îc minh häa ë h×nh 3.3(b)(i) ®­îc chøng minh lµ ®óng th× qóa tr×nh më réng vµ t¸ch d·n cña khu vùc BiÓn §á ph¶i b¾t ®Çu tõ c¸ch ®©y kho¶ng 25 triÖu n¨m, sau ®ã míi bÞ ngõng l¹i. C¸c trÇm tÝch muèi Miocen cã mÆt trong khu vùc cã thÓ ®· ®­îc h×nh thµnh trong suèt thêi gian x¶y ra qóa tr×nh t¸ch d·n hoÆc c¶ sau ®ã. C¸c ho¹t ®éng t¸ch d·n míi t¸i xuÊt hiÖn c¸ch ®©y kho¶ng 5 triÖu n¨m, lóc ®Çu chóng xuÊt hiÖn ë phÝa nam sau ®ã tiÕn triÓn dÇn vÒ phÝa b¾c. Trong tr­êng hîp gi¶ thiÕt minh häa trªn h×nh 3.3(b)(ii) ®óng th× qóa tr×nh sôt lón vµ dµn máng cña líp vá cã thÓ diÔn ra tr­íc hoÆc trong thêi kú Miocen, cïng lóc lµ sù bay h¬i vµ h×nh thµnh cña c¸c trÇm tÝch muèi trªn bÒ mÆt. Ho¹t ®éng ph©n t¸ch cuèi cïng x¶y ra c¸ch ®©y kho¶ng 5 triÖu n¨m còng b¾t ®Çu tõ phÝa nam sau ®ã ph¸t triÓn vÒ phÝa b¾c. Nãi chung c¸c gi¶ thiÕt kh¸c nhau vÒ lÞch sö h×nh thµnh cña vïng biÓn §á sÏ cßn tån t¹i cho ®Õn khi cã ®­îc nh÷ng lâi khoan s©u qua c¸c tÇng trÇm tÝch trong vïng ven r×a. B©y giê chóng ta sÏ chuyÓn qua c¸c vïng ®¸y ®¹i d­¬ng lín h¬n tu¬ng øng víi c¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn 3 vµ 4 trong b¶ng 3.1, nh­ng cÇn l­u ý r»ng, c¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn ban ®Çu sÏ gÇn gièng nh­ sù h×nh thµnh cña vïng biÓn §á. C©u hái 3.2 Dùa vµo h­íng chuyÓn ®éng nµo cña hai m¶ng Ch©u Phi vµ ArËp b¹n cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc ®Ønh trôc quay ? H×nh 3.6: B¶n ®å tuæi cña c¸c ®¸y ®¹i d­¬ng, sù biÕn ®æi gam cña c¸c d¶i säc mµu trªn ®¸y ®¹i d­¬ng thÓ hiÖn c¸c cÊp ®é tuæi kh¸c nhau dùa trªn kÕt qña ®o ®¹c dÞ th­êng tõ. Gam mµu ®á lµ trÎ nhÊt sau ®ã ®Õn vµng, xanh, xanh ®en lµ giµ nhÊt 3.3. C¸c ®¹i d­¬ng lín H×nh 3.6 lµ s¬ ®å ph©n bè theo tuæi cña líp vá ®¹i d­¬ng thÕ giíi, ®­îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¸c kÕt qña nghiªn cøu dÞ th­êng tõ. S¬ ®å ph©n bè nµy cho thÊy tuæi cña líp vá ®¹i d­¬ng thÕ giíi cã sù biÕn ®æi gÇn nh­ ®èi xøng qua c¸c sèng nói vµ ®ång thêi còng cho thÊy qóa tr×nh tiÕn hãa cña §TD Ýt phøc t¹p h¬n so víi ba ®¹i d­¬ng cßn l¹i. Trong ®ã A§D vµ TBD lµ hai ®¹i d­¬ng cã lÞch sö ph¸t triÓn phøc t¹p nhÊt do sù cã mÆt cña c¸c ®íi hót ch×m däc theo r×a ®¹i d­¬ng vµ sù thay ®æi cña h­íng t¸ch d·n. Dùa vµo h×nh 3.6, chóng ta cã thÓ dÔ dµng t¸i hiÖn l¹i c¸c giai ®o¹n h×nh thµnh cña §TD th«ng qua viÖc ch¾p nèi c¸c lôc ®Þa bÞ ph¸ vì. B»ng viÖc x¾p xÕp c¸c lôc ®Þa trë vÒ vÞ trÝ nguyªn thñy cña chóng, tøc lµ däc theo hÖ thèng c¸c ®øt g·y biÕn d¹ng, ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc kho¶ng thêi gian t­¬ng øng víi vÞ trÝ cña c¸c r×a lôc ®Þa nhê sù biÕn ®æi cña c¸c d¶i säc tõ trªn ®¸y ®¹i d­¬ng. Nh­ng ®èi víi TBD vµ A§D, c«ng viÖc nµy phøc t¹p h¬n nhiÒu bëi bao quanh TBD lµ c¸c ®íi hót ch×m, do vËy nh÷ng dÊu vÕt liªn quan ®Õn lÞch sö h×nh thµnh cña nã gÇn nh­ bÞ biÕn mÊt. PhÇn ®u«i phÝa b¾c cña sèng nói phÝa ®«ng TBD bÞ cuèn hót xuèng bªn d­íi m¶ng lôc ®Þa B¾c Mü, do vËy bÒ réng cña c¸c d¶i mµu trªn ®¸y ®¹i d­¬ng däc theo d¶i ch©n lôc ®Þa nµy t¨ng dÇn vÒ phÝa b¾c. §iÒu nµy hoµn toµn phï hîp víi sù gia t¨ng cña tèc ®é t¸ch d·n tõ nam tíi b¾c. VËy lµ ngoµi nh÷ng b»ng chøng vÒ sù thay ®æi h­íng t¸ch d·n ®­îc t×m thÊy trªn vïng biÓn phÝa t©y b¾c cña TBD (h×nh 2.21), chóng ta cßn cã thÓ kh¼ng ®Þnh thªm nhËn ®Þnh nµy th«ng qua m« h×nh nghiªn cøu tuæi cña ®¸y ®¹i d­¬ng (h×nh 3.6). Trªn thùc tÕ, d·y Hawaiian n»m xiªn gãc víi h­íng t¸ch d·n vµ ®iÒu nµy cã thÓ nhËn thÊy rÊt râ trªn c¸c ®¸y ®¹i d­¬ng cã tuæi tõ 0–43 triÖu n¨m qua c¸c d¶i mµu tuæi trªn h×nh 3.6. VËy thùc tÕ nµy cã cho chóng ta biÕt ®iÒu g× vÒ sù chuyÓn ®éng cña sèng nói phÝa ®«ng TBD kh«ng? CÇn l­u ý r»ng vÞ trÝ c¸c ®iÓm nãng theo gi¶ thiÕt ®­îc xem nh­ lµ cè ®Þnh ®èi víi sù chuyÓn ®éng cña tr¸i ®Êt. Ch¾c ch¾n, vïng sèng nói ®«ng TBD ph¶i cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi cÊu tróc ®­îc h×nh thµnh bëi d·y Hawai vµ c¸c d·y nói t­¬ng tù (hay cÊu tróc ho¹t ®éng cña c¸c ®iÓm nãng nh­ gi¶ thiÕt). §iÒu quan träng b¹n cÇn nhí r»ng c¸c dÞ th­êng tõ vµ c¸c säc tuæi trªn ®¸y ®¹i d­¬ng cã thÓ ®­îc ®o vÏ th«ng qua viÖc sö dông c¸c sè liÖu ghi nhËn qóa tr×nh chuyÓn ®éng t¹i c¸c trôc t¸ch d·n mµ t¹i ®ã ®¸y ®¹i d­¬ng ®­îc h×nh thµnh. §iÒu thø hai lµ b¶n th©n c¸c trôc t¸ch d·n hoµn toµn cã thÓ tù ®iÒu chØnh theo chiÒu s©u cña tr¸i ®Êt. Thùc tÕ kh«ng thÓ x¶y ra sù cã mÆt cña nhiÒu trôc t¸ch d·n trªn ph¹m vi mét mÆt cÇu vµ vÞ trÝ ho¹t ®éng cña chóng ®­îc gi÷ cè ®Þnh trõ khi chuyÓn ®éng cña mçi m¶ng mang tÝnh ®éc lËp vµ ®­îc ®Òn bï mét c¸ch chÝnh x¸c bëi sù ph¸ hñy cña c¸c r×a m¶ng kÕ cËn. Nhê vËy mµ mét trôc t¸ch d·n cã thÓ chuyÓn dÞch qua ®¸y ®¹i d­¬ng vµ biÕn mÊt khi chóng tiÕn tíi ®íi hót ch×m. H×nh 3.7 cho thÊy ranh giíi dÞch chuyÓn gi÷a c¸c m¶ng trªn toµn cÇu trong suèt 61 triÖu n¨m qua dùa trªn c¸c kÕt qña nghiªn cøu kh¸c nhau ®· ®­îc giíi thiÖu trong ch­¬ng nµy vµ c¸c ch­¬ng tr­íc, ®Æc biÖt lµ c¸c nghiªn cøu vÒ tõ tr­êng vµ m« h×nh ®iÓm nãng. Líp vá ®¹i d­¬ng giµ nhÊt trªn ®¸y TBD ®· ®­îc t×m thÊy ë khu vùc phÝa t©y b¾c, nh­ng toµn bé líp vá vïng phÝa t©y nµy nãi chung kh«ng ®ång nhÊt do sù ph¸t sinh kh¸c nhau cña líp th¹ch quyÓn ®¹i d­¬ng t¹i c¸c trôc t¸ch d·n n»m phÝa trªn ®íi hót ch×m, n¬i mµ c¸c cung ®¶o ®­îc h×nh thµnh, sau ®ã l¹i bÞ ph©n t¸ch vµ c¸c ®¸y biÓn sau cung ra ®êi (xem môc 2.2.2 vµ h×nh 3.8). Tuy nhiªn sù xuÊt hiÖn cña d¹ng ®Þa h×nh nµy hoµn toµn kh«ng liªn quan ®Õn sù h×nh thµnh ®¸y biÓn ë khu vùc sèng nói ®«ng TBD. H×nh 3.7: Sù biÕn ®æi ranh giíi gi÷a c¸c m¶ng trong suèt 61 triÖu n¨m qua. C¸c mòi tªn vµ chiÒu dµi cña chóng cho biÕt h­íng dÞch chuyÓn vµ tèc ®é dÞch chuyÓn cña c¸c m¶ng Qóa tr×nh ghÐp nèi c¸c lôc ®Þa t¹i khu vùc TBD cµng cho thÊy tÝnh chÊt phøc t¹p cña khu vùc. Dùa vµo c¸c b»ng chøng cæ ®Þa tõ, cæ ®Þa lý vµ cæ ®Þa chÊt cã thÓ ®­a ra nh÷ng gîi ý cã tÝnh thuyÕt phôc r»ng c¸c d¶i lôc ®Þa phÝa t©y cña B¾c Mü thùc chÊt lµ c¸c khèi lôc ®Þa tr«i næi. §ã lµ c¸c khèi vá lôc ®Þa hay cßn ®­îc gäi lµ tiÓu lôc ®Þa ®­îc vËn chuyÓn bëi c¸c m¶ng chuyÓn ®éng qua TBD vµ s¸t nhËp vµo khèi lôc ®Þa lín B¾c Mü. A§D lµ khu vùc còng cã nhiÒu ®Æc ®iÓm ®Æc biÖt. N»m ë ranh giíi phÝa b¾c cña nã lµ mét ®íi hót ch×m lín vµ phøc t¹p, biÓu hiÖn lµ d·y nói lín Himalaya vµ hÖ thèng m¸ng s©u Java. Vïng phÝa nam cña Ên ®é, c¸c chuyÓn ®éng t¸ch d·n cã sù thay ®æi h­íng tõ b¾c-nam sang b¾c-®«ng-nam-t©y vµ c¸c chuyÓn ®éng nµy x¶y ra vµo qu·ng thêi gian c¸ch ®©y chõng 50 triÖu n¨m khi mµ sèng nói phÝa ®«ng nam A§D ®­îc h×nh thµnh. HÖ thèng sèng nói ngÇm ®«ng nam A§D ph¶i n»m theo h­íng ph¸t triÓn cña mét ®øt g·y lín v× tuæi cña líp vá hai c¸nh nói cã sù biÕn ®æi theo h­íng ®èi nghÞch. C©u hái 3.3 (a) Tuæi cña líp vá n»m hai bªn s­ên cña trôc sèng nói ®«ng nam A§D biÕn ®æi theo h­íng nµo? (b) Líp vá ®¹i d­¬ng ®­îc h×nh thµnh tr­íc hay sau sù ph¸t triÓn cña sèng nói nµy? (c) §iÒu g× ®· x¶y ra ®èi víi trôc t¸ch d·n sinh ra líp vá phÝa ®«ng cña d·y nói ®«ng TBD? LÞch sö h×nh thµnh cña sèng nói ®«ng nam A§D còng rÊt phøc t¹p. Nguån gèc ban ®Çu cña nã lµ tõ mét ®øt g·y biÕn d¹ng lín c¾t ngang qua Carlberg vµ phÝa d«ng nam A§D, sau ®ã vµo thêi ®iÓm c¸ch ®©y kho¶ng 20 triÖu n¨m, nã chuyÓn thµnh mét trôc t¸ch d·n . VËy cã thÓ nãi g× vÒ ®iÒu nµy? Ranh giíi tuæi cña c¸c ®¸y ®¹i d­¬ng giµ h¬n 20 triÖu n¨m cã khuynh h­íng vu«ng gãc víi trôc sèng nói phÝa ®«ng nam A§D vµ c¾t ngang qua d·y nói nµy, nh­ng chóng l¹i cã xu h­íng song song víi c¸c ®o¹n sèng nói cã