Phát hiện cấu trúc lạ đang di chuyển sâu 2.700 km dưới lòng đất

Nghiên cứu mới cho thấy sâu khoảng 2.700-3.000 km dưới lòng đất, tồn tại một khối đá rắn khổng lồ đang di chuyển, trái ngược với quan niệm trước đây cho rằng đây là vật liệu nóng chảy.

Theo SciTech Daily, trong hơn năm thập kỷ, các nhà khoa học đã gặp khó khăn trong việc lý giải một vùng lạ tại ranh giới giữa lớp phủ và lõi Trái Đất, được gọi là lớp D. Nằm cách bề mặt khoảng 2.700 km, vùng này từ lâu đã thách thức các lý thuyết về cấu trúc hành tinh. Lớp D được phát hiện nhờ sự tăng tốc bất thường của sóng địa chấn khi đi qua nó, dấu hiệu cho thấy vật liệu tại đây có thành phần khác biệt so với lớp phủ chủ yếu là đá nóng chảy.

Cách đây hai thập kỷ, ông Motohiko Murakami, một nhà khoáng vật thực nghiệm tại ETH Zurich, đã phát hiện ra rằng perovskite, khoáng chất chính trong lớp phủ dưới của Trái Đất, biến đổi thành một khoáng chất mới gọi là "hậu perovskite" gần lớp D, dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ cực đoan. Ông Murakami ban đầu cho rằng sự chuyển đổi này có thể giải thích cho sự gia tốc của sóng địa chấn, tuy nhiên, một nghiên cứu vào năm 2007 đã chỉ ra rằng điều này chưa đủ để giải thích hoàn toàn sự bất thường của sóng địa chấn.

Các nhà khoa học từ ETH Zurich đã làm sáng tỏ một trong những bí ẩn địa chất lớn nhất của Trái Đất

Trong nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Communications Earth & Environment, Giáo sư Murakami và các cộng sự đã sử dụng mô hình máy tính để giải mã bí ẩn này. Họ nhận ra một yếu tố quan trọng: độ cứng của khoáng vật hậu perovskite thay đổi tùy thuộc vào hướng của các tinh thể. Chỉ khi tất cả các tinh thể của hậu perovskite sắp xếp theo cùng một hướng thì sóng địa chấn mới có thể tăng tốc như quan sát được.

Để giữ cho các tinh thể này có cùng một hướng, theo các tác giả, cần có một khối rắn. "Khối rắn này đã thực sự 'chảy' trong lòng Trái Đất, tức là di chuyển rất chậm và với tốc độ ổn định", họ giải thích.

Với kiến thức mới này, các nhà nghiên cứu kỳ vọng sẽ có thể bắt đầu lập bản đồ các dòng chảy tại phần sâu nhất bên trong Trái Đất. Điều này mở ra khả năng hình dung rõ hơn về những "động cơ vô hình" thúc đẩy các hiện tượng địa chất lớn như núi lửa, sự dịch chuyển của các mảng kiến tạo và thậm chí có thể là cả từ trường của Trái Đất.