Nguồn gốc bí ẩn của trận động đất 750 km dưới lòng đất Nhật Bản

Hầu hết các trận động đất trên Trái đất chỉ nằm trong độ sâu 100 km so với bề mặt. Vì vậy, đây là trận động đất nói trên là động đất sâu nhất từng được phát hiện. Từ lâu, các nhà khoa học cho rằng động đất rất khó, thậm chí không thể xảy ra ở đây. Lớp phủ nằm phía dưới lớp vỏ và phía trên lõi ngoài của Trái đất, và được chia thành lớp phủ trên và lớp phủ dưới. Vì tính chất bất thường của phát hiện này, một số nhà khoa học cảnh báo cần nghiên cứu thêm để xác nhận đây đúng là một trận động đất, và nó đã thực sự xảy ra ở lớp phủ dưới. Các trận động đất sâu không tàn phá như các trận động đất gần bề mặt, nhưng chúng là những “cửa sổ” để các nhà khoa học quan sát cách các thành phần bên trong lõi hành tinh dịch chuyển.

Theo Heidi Houston, nhà địa vật lý và chuyên gia về động đất sâu tại Đại học Nam California, giải thích: Gần bề mặt, các mảng kiến tạo chuyển động, làm cho mặt đất bị căng thẳng cho đến khi đứt gãy và dịch chuyển, gây ra rung chấn và động đất. Tuy nhiên, ở sâu phía dưới Trái đất, áp suất quá cao và những rung động như vậy rất khó xảy ra. Ở dưới sâu, mọi thứ đều bị nén rất mạnh theo mọi hướng.

Trận động đất này đang được các máy đo địa chấn trên khắp thế giới, bao gồm cả mạng lưới đo địa chất Hi-Net của Nhật Bản ghi nhận và theo dõi. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra 4 cơn dư chấn ở độ sâu từ 695 đến 715 km, và một trận động đất nhỏ hơn nhưng ở rất sâu, 751 km dưới lòng đất.

Nhà địa chấn học Eric Kiser tại Đại học Arizona và các đồng nghiệp phát hiện ra rằng các dư chấn cực nhỏ sau trận động đất mạnh 7,9 độ richter ở 680 km đã xảy ra gần chân một phiến đá khổng lồ chìm sâu dưới đáy biển Thái Bình Dương, với phần đầu phiến đá xuyên vào phần trên của lớp phủ. Nhóm nghiên cứu cho rằng trận động đất 7,9 độ richter có thể khiến phần đầu của phiến đá bị ấn xuống sâu thêm một chút, “rất, rất nhẹ”, Kiser nói. Nhưng sự dịch chuyển đó có thể đủ để gây sốc cực mạnh ở phía còn lại của phiến đá, khi phần đầu lao vào lớp đá dày đặc của lớp phủ.

Sự gia tăng căng thẳng như vậy có thể làm biến dạng phiến đá, từ đó tạo ra nhiệt và làm suy yếu cấu trúc. Quá trình này lặp lại liên tục, khiến đá biến dạng ngày càng nhanh vì nó ngày càng nóng hơn và cấu trúc ngày càng yếu hơn, cho đến khi biến dạng, va mạnh vào lớp phủ và hình thành một trận động đất sâu.

Trận động đất ở lớp phủ dưới làm thay đổi các giả thuyết về hoạt động địa chất bên trong hành tinh – và không phải ai cũng bị thuyết phục về những tuyên bố của nghiên cứu mới. Các phương pháp được sử dụng để khuếch đại tín hiệu của một trận động đất như thế này có thể tạo ra báo động giả nếu sóng thu được thực chất là từ một trận động đất khác dội ra khỏi các cấu trúc bên trong Trái đất, nhóm nghiên cứu lưu ý.

Theo John Vidale, nhà địa chấn học tại Đại học Nam California: Có thể xác nhận trận động đất này bằng việc tìm kiếm một loại sóng động đất khác, được gọi là sóng cắt hoặc sóng S. Nhóm Kiser xác định trận động đất bằng sóng áp suất, hay còn gọi là sóng P, truyền nhanh qua mặt đất. Sóng S di chuyển chậm hơn, và nếu sóng S xuất hiện đúng thời điểm dự kiến tương ứng với sóng P mà nhóm nghiên cứu tìm thấy, thì trận động đất này đúng là đã xảy ra. Vidale cho rằng trận động đất sâu 751 km phát hiện trong báo cáo mới là chính xác.

Nghiên cứu bên trong Trái đất không bao giờ là dễ dàng. Khi các kỹ thuật xác định vị trí động đất tiếp tục được cải thiện, các nhà khoa học có nhiều cơ hội làm sáng tỏ những rung động bí ẩn trong lòng Trái đất.

Hải Thanh