Ranh giới mảng (Plate Boundary)

Có ba loại ranh giới mảng chính, được phân loại dựa trên chuyển động tương đối của các mảng:

1. Ranh Giới Hội Tụ (Convergent Boundaries)

Tại ranh giới này, hai mảng kiến tạo di chuyển về phía nhau. Khi va chạm, mảng nặng hơn thường chìm xuống dưới mảng nhẹ hơn, một quá trình được gọi là sự hút chìm (subduction). Ranh giới hội tụ có thể xảy ra giữa:

• Mảng đại dương – mảng đại dương: Khi hai mảng đại dương va chạm, mảng già hơn và đặc hơn sẽ chìm xuống. Điều này tạo ra các rãnh đại dương sâu và các chuỗi đảo núi lửa hình cung.
• Mảng đại dương – mảng lục địa: Mảng đại dương, đặc hơn, sẽ chìm xuống dưới mảng lục địa, tạo ra các rãnh đại dương sát bờ biển lục địa và các dãy núi lửa trên đất liền.
• Mảng lục địa – mảng lục địa: Khi hai mảng lục địa va chạm, chúng bị nén ép và nâng lên, tạo thành các dãy núi cao. Ví dụ điển hình là dãy Himalaya.

2. Ranh Giới Phân Kỳ (Divergent Boundaries)

Tại ranh giới này, hai mảng kiến tạo di chuyển ra xa nhau. Magma từ lớp phủ trào lên lấp đầy khoảng trống được tạo ra, hình thành lớp vỏ đại dương mới. Ranh giới phân kỳ thường thấy ở giữa đại dương, tạo thành các sống núi giữa đại dương (mid-ocean ridges). Chúng cũng có thể xuất hiện trên lục địa, tạo thành các thung lũng rạn nứt (rift valleys).

3. Ranh Giới Biến Đổi (Transform Boundaries)

Tại ranh giới này, hai mảng kiến tạo trượt ngang qua nhau theo chiều ngang. Không có sự tạo mới hay phá hủy lớp vỏ Trái Đất tại ranh giới này. Sự ma sát giữa hai mảng gây ra các trận động đất. Một ví dụ điển hình là đứt gãy San Andreas ở California.

Ảnh hưởng của Ranh Giới Mảng

Ranh giới mảng có ảnh hưởng sâu sắc đến địa hình và hoạt động địa chất của Trái Đất. Chúng là nguyên nhân chính gây ra:

• Động đất: Phần lớn các trận động đất xảy ra tại ranh giới mảng do sự chuyển động và ma sát giữa các mảng.
• Núi lửa: Hoạt động núi lửa tập trung chủ yếu tại ranh giới hội tụ và phân kỳ.
• Hình thành núi: Sự va chạm của các mảng lục địa tại ranh giới hội tụ tạo thành các dãy núi.
• Rãnh đại dương: Sự hút chìm tại ranh giới hội tụ tạo ra các rãnh đại dương sâu.
• Sóng thần: Các trận động đất lớn dưới đáy biển, thường xảy ra tại ranh giới mảng, có thể gây ra sóng thần.

Tóm lại, ranh giới mảng là những khu vực động lực học, đóng vai trò quan trọng trong việc định hình bộ mặt và hoạt động địa chất của Trái Đất. Việc hiểu về các loại ranh giới mảng và chuyển động của chúng là điều cần thiết để dự đoán và giảm thiểu tác động của các thảm họa thiên nhiên như động đất và sóng thần.

Độ sâu của động đất tại ranh giới mảng

Độ sâu của chấn tiêu động đất (hypocenter), điểm mà động đất bắt đầu, cũng thay đổi theo loại ranh giới mảng. Tại ranh giới phân kỳ, động đất thường nông. Tại ranh giới hội tụ, động đất có thể xảy ra ở nhiều độ sâu khác nhau, từ nông đến rất sâu (hàng trăm km) trong mảng bị hút chìm. Sự phân bố độ sâu của động đất tạo thành một vùng gọi là vùng Benioff (Benioff zone), là bằng chứng quan trọng cho quá trình hút chìm.

Tốc độ chuyển động của mảng

Các mảng kiến tạo di chuyển với tốc độ rất chậm, trung bình vài cm mỗi năm. Tốc độ này có thể được đo bằng các kỹ thuật GPS chính xác. Sự khác biệt về tốc độ và hướng di chuyển của các mảng tại ranh giới là nguyên nhân gây ra các ứng suất kiến tạo và dẫn đến động đất.

Các kiểu ranh giới phức tạp

Trong thực tế, ranh giới mảng không phải lúc nào cũng rõ ràng và có thể có các kiểu ranh giới phức tạp, kết hợp giữa các loại ranh giới khác nhau. Ví dụ, một ranh giới có thể vừa có đặc điểm của ranh giới biến đổi vừa có đặc điểm của ranh giới hội tụ.

Vai trò của ranh giới mảng trong chu trình đá

Ranh giới mảng đóng vai trò quan trọng trong chu trình đá. Tại ranh giới phân kỳ, magma từ lớp phủ trào lên tạo thành đá magma mới. Tại ranh giới hội tụ, đá bị biến chất do áp suất và nhiệt độ cao, và cũng có thể bị nóng chảy một phần để tạo thành magma. Sự phong hóa và xói mòn tại các dãy núi cũng góp phần vào chu trình đá.

Sự tiến hóa của ranh giới mảng

Ranh giới mảng không phải là tĩnh tại mà thay đổi theo thời gian địa chất. Các mảng có thể thay đổi hướng di chuyển, tốc độ di chuyển và thậm chí va chạm và hợp nhất với nhau. Sự tiến hóa của ranh giới mảng đã định hình lịch sử địa chất của Trái Đất.

Ví dụ về các ranh giới mảng nổi bật:

• Vành đai lửa Thái Bình Dương (Ring of Fire): Một vùng có hoạt động địa chất mạnh mẽ bao quanh Thái Bình Dương, bao gồm nhiều ranh giới hội tụ.
• Sống núi giữa Đại Tây Dương (Mid-Atlantic Ridge): Một ranh giới phân kỳ chạy dọc giữa Đại Tây Dương.
• Đứt gãy San Andreas (San Andreas Fault): Một ranh giới biến đổi ở California.
• Dãy Himalaya: Hình thành do sự va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Á-Âu.

• Kearey, P., Klepeis, K.A., and Vine, F.J. (2009). Global Tectonics. Wiley-Blackwell.
• Fowler, C.M.R. (2005). The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics. Cambridge University Press.
• Tarbuck, E.J., and Lutgens, F.K. (2018). Earth: An Introduction to Physical Geology. Pearson.

Câu hỏi và Giải đáp

Tại sao phần lớn hoạt động núi lửa tập trung tại ranh giới mảng?

Trả lời: Hoạt động núi lửa tập trung tại ranh giới mảng vì đây là những khu vực mà magma từ lớp phủ có thể dễ dàng trào lên bề mặt. Tại ranh giới phân kỳ, các mảng tách ra tạo khoảng trống cho magma trào lên. Tại ranh giới hội tụ, mảng bị hút chìm xuống sẽ nóng chảy một phần, tạo thành magma trồi lên và phun trào thành núi lửa.

Vùng Benioff là gì và nó cho ta biết điều gì về quá trình hút chìm?

Trả lời: Vùng Benioff là một vùng nghiêng của các chấn tiêu động đất, phân bố từ nông đến sâu trong mảng bị hút chìm tại ranh giới hội tụ. Vùng này cho thấy rõ ràng mảng đang bị hút chìm xuống dưới mảng khác và cung cấp thông tin về góc nghiêng và độ sâu của mảng bị hút chìm.

Làm thế nào để các nhà khoa học đo lường tốc độ chuyển động của mảng kiến tạo?

Trả lời: Các nhà khoa học sử dụng hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để đo lường tốc độ chuyển động của mảng kiến tạo. Bằng cách theo dõi vị trí chính xác của các điểm trên Trái Đất theo thời gian, họ có thể xác định tốc độ và hướng di chuyển của các mảng. Ngoài ra, các phương pháp khác như đo khoảng cách giữa các điểm bằng laser và sử dụng dữ liệu từ vệ tinh cũng được sử dụng.

Chu kỳ Wilson là gì và nó liên quan như thế nào đến ranh giới mảng?

Trả lời: Chu kỳ Wilson là một mô hình mô tả vòng đời của các đại dương, từ khi hình thành tại ranh giới phân kỳ, mở rộng, và cuối cùng đóng lại tại ranh giới hội tụ. Chu kỳ này liên quan chặt chẽ đến ranh giới mảng vì tất cả các giai đoạn của chu kỳ, từ hình thành lớp vỏ đại dương mới đến sự hút chìm và va chạm lục địa, đều xảy ra tại các ranh giới mảng.

Tại sao ranh giới biến đổi thường gây ra động đất lớn nhưng ít khi có núi lửa?

Trả lời: Ranh giới biến đổi gây ra động đất lớn do sự ma sát giữa hai mảng trượt ngang qua nhau. Tuy nhiên, không có sự tạo mới hoặc phá hủy lớp vỏ tại ranh giới này, và magma không dễ dàng trào lên bề mặt. Do đó, hoạt động núi lửa rất hiếm gặp tại ranh giới biến đổi.