Giả thuyết về sự xuất hiện của lục địa: từ thần thoại đến kiến tạo plate

Giới thiệu: Sự phát triển của quan niệm về hình dáng của Trái Đất

Khởi nguồn của lục địa là một trong những vấn đề cơ bản của khoa học về Trái Đất. Câu trả lời cho nó đã trải qua một sự tiến hóa kịch bản: từ các câu chuyện thần thoại về sự tạo lập đến một lý thuyết khoa học vững chắc nhưng vẫn tiếp tục phát triển. Các giả thuyết hiện đại không phải là những ý tưởng cạnh tranh mà là các bước trong quá trình hiểu biết, mỗi bước phản ánh mức độ dữ liệu có sẵn và các парадigma triết học thống trị.

1. Các quan niệm tiền khoa học và khoa học đầu tiên (trước thế kỷ 20)

Trước khi địa lý học trở thành một ngành khoa học, các quan niệm thần thoại và tôn giáo chiếm ưu thế, giải thích sự đa dạng của địa hình Trái Đất bằng sự muốn sẽ của các vị thần hoặc các thảm họa (thảm họa thế giới). Trong thời kỳ Phục Hưng và Cách mạng Dân chủ, các giả thuyết khoa học đầu tiên, mặc dù chủ yếu là dựa trên suy luận, đã bắt đầu hình thành.

Giả thuyết nâng lên (Giả thuyết co rút): Được thống trị trong thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Giả thuyết này cho rằng Trái Đất, khi nguội đi, sẽ co lại. Cơ кора biển basalt dày và nặng hơn co lại mạnh hơn, trong khi cơ кора lục địa granit nhẹ hơn bị nén lại thành các gai và cao nguyên, giống như da của quả táo khi khô. Giả thuyết này giải thích được núi non nhưng không thể giải thích được vị trí, hình dạng và sự tương tự địa chất của các bờ biển cách nhau xa.

Giả thuyết «tính vĩnh cửu của đại dương và lục địa»: Những người ủng hộ của giả thuyết này, như nhà địa lý học Mỹ James Dana, cho rằng các bể đại dương và lục địa là những hình thành vĩnh cửu, không thay đổi. Các lục địa chỉ tăng trưởng nhờ sự tích tụ (tăng thêm) của các vật liệu phong hóa ở mép. Giả thuyết này phủ nhận bất kỳ sự dịch chuyển ngang dày đặc nào.

Chuyện lạ: Còn Leonardo da Vinci, khi tìm thấy các con ốc biển hóa thạch trong các ngọn núi của Ý, đã giả định rằng các lục địa hiện đại một thời là đáy biển, đã nổi lên từ nước. Đây là một trong những quan sát đầu tiên làm lung lay giáo lý Kinh Thánh về sự không thay đổi của thế giới.

2. Giả thuyết cách mạng: Giả thuyết di chuyển của lục địa của Alfred Wegener (1912)

Năm 1912, nhà khí tượng học người Đức Alfred Wegener đã đề xuất một ý tưởng cách mạng, trở thành cột mốc của lý thuyết hiện đại. Ông cho rằng các lục địa không cố định mà di chuyển chậm dần trên bề mặt hành tinh. Giả thuyết của ông dựa trên một số bằng chứng:

Khả năng tương ứng địa lý: Đặc biệt rõ ràng đối với bờ biển tây của châu Phi và bờ biển đông của Nam Mỹ.

Tương tự địa chất: Tiếp tục các dãy núi (ví dụ, dãy núi Appalachian ở Bắc Mỹ tiếp tục trong dãy núi Caledonia của các đảo Anh và Scandinavia) và sự tương tự của các cấu trúc địa chất qua cả Đại Tây Dương.

Đằng sau địa chất: Tìm thấy các hóa thạch giống nhau của thực vật và động vật (ví dụ, động vật bò sát nước ngọt mesozoic mosasaur) trên các lục địa bị đại dương chia cách ngày nay.

Đằng sau khí hậu cổ đại: Các vết tích của các đợt băng giá cổ đại ở châu Phi cận nhiệt đới và Ấn Độ, cũng như các đống than đá ở Nam Cực, chứng tỏ khí hậu ấm áp trước đây.

Wegener đã kết hợp tất cả các lục địa thành một siêu lục địa Pangea (từ tiếng Hy Lạp «toàn bộ đất đai»), bắt đầu tan rã khoảng 200 triệu năm trước. Tuy nhiên, giả thuyết của ông đã bị cộng đồng khoa học từ chối vì ông không thể đưa ra một cơ chế di chuyển thuyết phục. Ông cho rằng các lục địa «đi qua» qua cơ кора biển dày hơn như các tảng băng, điều này không thể chấp nhận được về mặt vật lý. Khái niệm này đã bị rơi vào quên lãng trong nhiều thập kỷ.

3. Sự đột phá quan trọng: Lý thuyết kiến tạo plate (thập kỷ 1960)

Thực sự cách mạng đã xảy ra vào những năm 1960, khi các dữ liệu từ địa vật lý học, đại dương học và seismology đã kết hợp thành một bức tranh duy nhất.

Nghiên cứu đáy đại dương: Các bản đồ địa hình đã phát hiện ra một hệ thống toàn cầu của các dãy núi giữa đại dương — các dãy núi dưới nước dài hàng chục nghìn kilômét.

Phát hiện các vết磁性 song song: Các nhà khoa học (Wein, Matthieu, Morley) đã phát hiện ra rằng các vân đá của đáy đại dương ở hai bên của các dãy núi có sự đồng nhất, «màu sắc zebra», phản ánh các sự thay đổi của từ trường Trái Đất trong quá khứ. Điều này trở thành bằng chứng không thể chối từ về sự mở rộng (phân tán) của đáy đại dương: lớp vỏ mới được sinh ra trong các vùng rãnh ở dãy núi và bị kéo ra hai bên.

Seismology và các vùng subduction: Các nghiên cứu về các trận động đất sâu đã chỉ ra rằng các lớp vỏ đại dương bị subduction (ngậm chìm) dưới lớp vỏ lục địa, đi vào manti (dưới đáy biển, ví dụ, Đầm Vàng). Điều này giải thích cơ chế bù trừ của mở rộng và sự biến mất của lớp vỏ đại dương.

Do đó, lý thuyết kiến tạo plate đã ra đời. Theo lý thuyết này, lớp lithosphere (vỏ cứng trên cùng của Trái Đất) được chia thành nhiều mảnh lớn và nhiều mảnh nhỏ, di chuyển trên lớp athenosphere dẻo dai. Các lục địa không phải là «tàu chở» tự do mà là hành khách trên các mảnh này, được làm từ vật liệu nhẹ hơn là granit, không bị ngậm chìm vào manti khi subduction mà chỉ va chạm, tạo thành các dãy núi gai (ví dụ, Himalaya khi va chạm với板块 của Ấn Độ và châu Âu).

4. Các giả thuyết hiện đại: Khởi nguồn và sự phát triển của lớp vỏ lục địa

Lý thuyết kiến tạo plate đã giải thích sự di chuyển của các lục địa, nhưng không phải là sự xuất hiện ban đầu của chúng. Đây là lĩnh vực nghiên cứu hiện đại đang diễn ra. Các giả thuyết chính tập trung vào eon Archean (hơn 2,5 tỷ năm trước), khi lớp vỏ được hình thành mạnh mẽ nhất.

Giả thuyết hình thành trong các vùng subduction (loại Andes): Hầu hết các nhà khoa học cho rằng cơ chế chính của sự hình thành lớp vỏ lục địa mới là sự nóng chảy phần của lớp vỏ đại dương bị ngậm chìm và lớp manti trên cùng trong vùng subduction. Magma được hình thành, giàu silicat (SiO₂), sẽ lên và tạo thành các intrusion granit và dãy núi núi lửa. Dần dần, các dãy núi này sẽ tích tụ (tăng thêm) vào mép các lục địa cổ, tạo thành «盾牌» của chúng.

Giả thuyết của các manh mối và plateau đại dương: Một ý tưởng khác cho rằng một số mảnh của các lục địa có thể được hình thành từ các vụ núi lửa lớn (các vùng magmatic lớn) liên quan đến sự nâng lên của các manh mối nóng. Dần dần, các plateau basalt dày (giống như plateau Onong-Yava hiện đại) sẽ bị nóng chảy và phân ly, trở thành vật liệu nhẹ hơn, tương tự granit.

Rolle của sự bắn phá thiên thạch: Có một giả thuyết khiếm thị nhưng rất thú vị, rằng sự bắn phá thiên thạch mạnh mẽ của Trái Đất sớm (bắn phá nặng nề muộn, ~4 tỷ năm trước) có thể làm nóng cục bộ lớp vỏ và khởi đầu các quá trình phân ly, đặt nền móng cho các lục địa tương lai.

Chuyện quan trọng: Lớp vỏ lục địa không vĩnh cửu. Nó bị mài mòn bởi các quá trình phong hóa, và các sản phẩm của quá trình này sẽ bị xói mòn vào đại dương. Một phần của vật liệu này có thể trở lại thành phần của các lục địa trong quá trình subduction và sự hình thành magma mới, tạo nên một chu kỳ địa chất.

Phát biểu kết luận: Từ di chuyển đến động lực học sâu

Hiểu biết hiện đại về sự xuất hiện của các lục địa là sự tổng hợp của kiến tạo toàn cầu và các quá trình petrological. Chúng ta đã chuyển từ câu hỏi «họ di chuyển như thế nào?» sang câu hỏi «họ ra đời, phát triển và bị phá hủy trong khung cảnh vòng tròn toàn cầu của vật chất như thế nào?».

Các lục địa không phải là những trang trí tĩnh mà là một phần sống, động, phát triển và bị phá hủy của hành tinh, có lịch sử hàng tỷ năm và được ghi lại trong cấu trúc của các núi non. Giả thuyết của Wegener về Pangea duy nhất là một trong những siêu lục địa trong lịch sử Trái Đất (trước đó có Nuna, Rodinia và khác). Lực lượng驱动 này vĩnh cửu của các lục địa là nhiệt độ sâu trong lòng Trái Đất, dẫn động manti và, như kết quả, các mảnh lithosphere. Do đó, các giả thuyết về sự xuất hiện của các lục địa đã dẫn chúng ta đến sự hiểu biết về Trái Đất như một hệ thống toàn diện, phức tạp và tiến hóa thermodynamic.
© biblio.vn

Permanent link to this publication: