Các mảng kiến tạo mang theo lục địa và đáy đại dương trôi khoảng 2 tới 10 cm mỗi năm, tức là cỡ tốc độ móng tay của bạn mọc dài ra. Đại Tây Dương rộng thêm khoảng 2–5 cm mỗi năm, mảng Thái Bình Dương trượt về phía tây bắc khoảng 7–10 cm mỗi năm, còn mảng Ấn Độ vẫn ép vào châu Á khoảng 4–5 cm mỗi năm. Ngày nay những con số này không còn là suy đoán: các trạm GPS đo được từng milimét dịch chuyển mỗi năm.
Nhanh bằng móng tay mọc
Một nghiên cứu đo móng tay ở người trưởng thành cho kết quả trung bình khoảng 3,5 mm mỗi tháng, tức hơn 4 cm mỗi năm. Tóc mọc nhanh hơn, khoảng 1 cm mỗi tháng. Đặt cạnh nhau:
| Thứ đang dịch chuyển | Tốc độ khoảng | So sánh dễ hình dung |
|---|---|---|
| Hai bờ Đại Tây Dương (sống núi giữa Đại Tây Dương) | 2–5 cm/năm | Chậm hơn hoặc ngang móng tay |
| Mảng Ấn Độ ép vào mảng Á – Âu | 4–5 cm/năm | Ngang móng tay |
| Mảng Úc đi lên phía bắc | Khoảng 7 cm/năm | Nhanh hơn móng tay một chút |
| Mảng Thái Bình Dương trượt về tây bắc | 7–10 cm/năm | Gấp đôi móng tay |
| Sống núi Đông Thái Bình Dương (hai bên tách xa nhau) | Có đoạn tới khoảng 15 cm/năm | Gần bằng tóc mọc |
| Móng tay người | Khoảng 4 cm/năm | Mốc so sánh |
| Tóc người | Khoảng 12–15 cm/năm | Mốc so sánh |
Các con số mảng là tốc độ trung bình đo bằng GPS và các kỹ thuật vệ tinh trong vài chục năm qua, khớp khá tốt với tốc độ tính từ dải từ tính cổ trên đáy đại dương trong vài triệu năm. Nghĩa là các mảng đã đi với tốc độ cỡ này rất lâu rồi, không phải chỉ vừa mới.
Đo dịch chuyển lục địa bằng cách nào
Thời Alfred Wegener, người đưa ra thuyết lục địa trôi năm 1912, không ai đo được lục địa dịch đi. Bằng chứng khi đó chỉ là hình dáng bờ biển khớp nhau, hoá thạch và đá giống nhau ở hai bờ đại dương. Muốn đo trực tiếp vài centimét trên khoảng cách hàng nghìn kilômét, phải chờ tới kỷ nguyên vệ tinh.
Giao thoa vô tuyến đường đáy rất dài
Từ cuối thập niên 1970, các kính thiên văn vô tuyến ở nhiều châu lục cùng thu tín hiệu của những chuẩn tinh rất xa. Sóng tới mỗi ăng-ten chênh nhau vài phần tỉ giây. Từ độ chênh đó, người ta tính được khoảng cách giữa các ăng-ten với sai số cỡ milimét. Năm này qua năm khác, khoảng cách giữa châu Âu và Bắc Mỹ tăng dần, đúng như dự đoán.
GPS và các trạm thường trực
Ngày nay hàng nghìn trạm GNSS cố định gắn chặt vào đá gốc ghi vị trí liên tục, ngày qua ngày. Lấy trung bình nhiều năm, sai số còn dưới một milimét mỗi năm. Bản đồ véc tơ vận tốc từ các trạm này cho thấy từng mảng như những tấm bè đang trượt, mỗi tấm theo một hướng riêng.
Toạ độ nước Úc phải dời 1,8 m
Một hệ quả rất đời thường: mảng Úc đi lên phía bắc khoảng 7 cm mỗi năm, nên toạ độ trên bản đồ của nước này lệch dần so với toạ độ GPS toàn cầu. Năm 2017, Úc công bố hệ quy chiếu mới GDA2020, dịch toàn bộ toạ độ quốc gia khoảng 1,8 m để bắt kịp phần lục địa đã trôi đi kể từ hệ cũ năm 1994. Với ô tô tự lái hay máy nông nghiệp dẫn đường chính xác, 1,8 m là đủ để lệch khỏi làn.
Cộng dồn qua hàng triệu năm
Vài centimét mỗi năm nghe nhỏ, nhưng thời gian địa chất rất dài. Đây là phép tính bạn tự làm được:
- Đại Tây Dương bắt đầu mở ra khi siêu lục địa Pangaea tách vỡ, phần trung tâm khoảng 180 triệu năm trước.
- Lấy tốc độ trung bình 2,5 cm/năm, nhân với 180 triệu năm: 2,5 × 180.000.000 = 450.000.000 cm.
- Đổi ra: 450.000.000 cm = 4.500 km.
- Khoảng cách giữa bờ tây châu Phi và bờ đông Nam Mỹ hiện nay vào cỡ vài nghìn kilômét, cùng bậc với con số tính được.
Phép tính khác: mảng Ấn Độ trước khi va vào châu Á, khoảng 50 triệu năm trước, từng chạy với tốc độ được ước tính khoảng 15 cm/năm hoặc hơn, thuộc hàng nhanh nhất từng biết. Sau va chạm, tốc độ giảm còn khoảng 4–5 cm/năm và phần chênh lệch biến thành vỏ Trái Đất bị dồn ép, gấp nếp, đẩy cao lên thành dãy Himalaya và cao nguyên Tây Tạng.
Còn mảng Thái Bình Dương trượt qua một điểm nóng dưới lớp phủ cố định, mỗi lần để lại một núi lửa. Kết quả là chuỗi đảo Hawaii và dãy núi ngầm Emperor kéo dài hàng nghìn kilômét, đảo càng xa Hawaii càng già. Chỗ dãy núi gãy khúc, có tuổi khoảng 47 triệu năm, đánh dấu lúc mảng đổi hướng.
Việt Nam đang trôi đi đâu
Lãnh thổ Việt Nam nằm trên khối Sunda, phần đông nam của lục địa Á – Âu, thường được coi là một mảng nhỏ hay một khối riêng. So với phần lõi châu Á, khối Sunda chỉ dịch chuyển rất chậm, cỡ dưới một centimét mỗi năm. Nhưng trong hệ quy chiếu toàn cầu mà GPS dùng, toạ độ của một điểm ở Hà Nội hay TP.HCM vẫn dịch đi vài centimét mỗi năm vì cả khối cùng trôi.
Đó là lý do hệ toạ độ quốc gia phải gắn với một mốc thời gian cụ thể, và các trạm đo GNSS thường trực ở Việt Nam ngoài phục vụ đo đạc bản đồ còn giúp theo dõi chuyển động của vỏ Trái Đất. Vùng Tây Bắc, nơi có các đứt gãy như đứt gãy sông Hồng, sông Đà, Điện Biên – Lai Châu, là nơi các nhà địa chất quan tâm nhất vì liên quan tới nguy cơ động đất.
Trôi chậm, nhưng ứng suất tích dần
Ở những ranh giới mảng bị kẹt, hai bên không trượt đều mà dính lại. Mảng vẫn đi vài centimét mỗi năm, nên đá ở ranh giới bị uốn cong dần như một cây thước nhựa bị bẻ chậm. Ứng suất tích luỹ năm này qua năm khác. Đến lúc vượt sức chịu của đá, nó bật trở lại trong vài giây đến vài phút, đó là động đất.
Phép tính đơn giản: nếu một đoạn đứt gãy bị kẹt hoàn toàn trong 200 năm, với tốc độ mảng 3,5 cm/năm, phần dịch chuyển "nợ" lại là khoảng 7 m. Một trận động đất lớn có thể trả món nợ đó trong một lần trượt. Các nhà địa chấn dùng cách nghĩ này để ước tính một đoạn đứt gãy có thể sinh ra trận động đất lớn cỡ nào, dù không ai dự báo được ngày giờ.
Bản đồ thế giới sau vài trăm triệu năm
Nếu các mảng giữ hướng đi hiện nay, Đại Tây Dương tiếp tục rộng ra, châu Phi nhích dần lên châu Âu và bóp nhỏ Địa Trung Hải, Úc tiến về phía Đông Nam Á. Một số mô phỏng cho rằng trong khoảng 200–300 triệu năm nữa các lục địa có thể lại dồn vào nhau thành một siêu lục địa mới. Các nhà khoa học đặt cho nó vài cái tên khác nhau tuỳ mô hình, và hình dạng cụ thể còn nhiều tranh luận, vì không ai biết chắc đại dương nào sẽ đóng lại trước.
Điều chắc chắn hơn: bản đồ hôm nay chỉ là một khung hình trong một đoạn phim rất dài. Pangaea cũng không phải siêu lục địa đầu tiên; trước nó đã có những siêu lục địa cổ hơn, tập hợp rồi tan rã theo những chu kỳ hàng trăm triệu năm.
Góc nhìn hôm nay: tự xem các mảng đang chạy
Nhiều cơ quan địa chất và trắc địa trên thế giới công bố bản đồ vận tốc trạm GPS miễn phí trên mạng, có thể xem mũi tên chuyển động của từng trạm. Ở Iceland, nơi sống núi giữa Đại Tây Dương nổi lên khỏi mặt biển, du khách đi bộ trong khe nứt Þingvellir và lặn ở khe Silfra giữa hai bờ mảng Bắc Mỹ và Á – Âu, hai bên tách xa nhau khoảng 2 cm mỗi năm.
Ở nhà, phép thử đơn giản nhất: cắt móng tay hôm nay, nhìn phần trắng mọc ra sau một tháng. Đó gần như đúng quãng đường mà Đại Tây Dương rộng thêm trong cùng thời gian. Sách nên đọc là cuốn "Nguồn gốc các lục địa và đại dương" của Wegener, bản tiếng Anh dễ tìm, để thấy một ý tưởng đúng đã phải chờ nửa thế kỷ mới có máy đo xác nhận.
Câu hỏi thường gặp
Mảng kiến tạo di chuyển bao nhiêu cm mỗi năm?
Thường khoảng 2 tới 10 cm mỗi năm, tuỳ mảng. Đại Tây Dương rộng thêm khoảng 2–5 cm mỗi năm, mảng Thái Bình Dương trượt khoảng 7–10 cm mỗi năm, một số đoạn sống núi Đông Thái Bình Dương tách xa nhau tới khoảng 15 cm mỗi năm.
Vì sao nói lục địa trôi nhanh bằng móng tay mọc?
Móng tay người trưởng thành mọc trung bình khoảng 3,5 mm mỗi tháng, tức hơn 4 cm mỗi năm. Con số này cùng cỡ với tốc độ nhiều mảng kiến tạo, nên được dùng làm hình ảnh so sánh dễ nhớ.
Làm sao đo được lục địa di chuyển?
Ngày nay người ta dùng các trạm GPS, GNSS cố định gắn vào đá gốc và kỹ thuật giao thoa vô tuyến thu tín hiệu chuẩn tinh. Đo liên tục nhiều năm cho phép xác định tốc độ dịch chuyển với sai số dưới một milimét mỗi năm.
Việt Nam có đang di chuyển không?
Có. Việt Nam nằm trên khối Sunda, so với phần lõi châu Á chỉ dịch chuyển rất chậm, cỡ dưới một centimét mỗi năm. Trong hệ toạ độ toàn cầu mà GPS dùng, toạ độ các điểm ở Việt Nam vẫn dịch đi vài centimét mỗi năm vì cả khối cùng trôi.
Bao lâu nữa các lục địa nhập lại thành siêu lục địa?
Một số mô phỏng cho rằng trong khoảng 200–300 triệu năm nữa các lục địa có thể dồn lại thành một siêu lục địa mới. Hình dạng cụ thể còn tranh luận vì phụ thuộc đại dương nào sẽ đóng lại trước.
