Tin tứcPhát hiện này đang khiến giới địa chất đặt ra nhiều câu hỏi mới về cơ chế hình thành động đất mạnh và cách năng lượng được tích tụ trong lòng đất.
Công trình được công bố ngày 19/11 trên tạp chí Science Advances với sự hỗ trợ của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ. Nhóm nghiên cứu cho rằng đây là bằng chứng cho thấy hành vi của các đứt gãy sâu phức tạp hơn nhiều so với những mô hình từng được sử dụng.
Giáo sư Amanda Thomas, chuyên gia khoa học Trái đất và hành tinh tại UC Davis, cho biết các đứt gãy sâu “có thể hồi phục trong vài giờ, giống như lớp keo đông rất nhanh”. Theo bà Thomas, cơ chế này buộc các nhà nghiên cứu xem xét lại cách năng lượng tích lũy trong lòng đất và liệu đã có những yếu tố quan trọng bị bỏ sót.
Đứt gãy là những đường nứt lớn hình thành khi các mảng kiến tạo va chạm hoặc trượt qua nhau. Chúng có thể tích lũy năng lượng qua hàng trăm năm trước khi giải phóng trong một trận động đất. Nhóm nghiên cứu mô tả rằng ở độ sâu lớn, nơi điều kiện áp suất và nhiệt độ cực cao, một số đứt gãy không chỉ nằm yên mà còn có khả năng “tự sửa chữa”.
Mô hình được đưa ra dựa trên quá trình dòng mantle – lớp vật chất nóng chảy bên dưới vỏ Trái đất – thấm vào các khe nứt và tạo liên kết mới. Khi vết nứt được lấp đầy, đứt gãy trở nên liền hơn, khiến năng lượng tiếp tục dồn tích thay vì được giải phóng từng phần.
Theo các nhà khoa học, quá trình tự hàn gắn này có thể khiến khu vực đứt gãy trở nên “nguy hiểm hơn”, do mức độ tích lũy ứng suất tăng mạnh. Đây là lý do họ cho rằng những hiểu biết trước đây về chu kỳ hoạt động của đứt gãy có thể chưa đầy đủ.
Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm nghiên cứu đã tái tạo môi trường tương tự đáy vỏ Trái đất bằng cách nén bột thạch anh trong ống xi lanh bạc ở áp suất 1 gigapascal và nhiệt độ 500°C. Sau quá trình gia nhiệt, mẫu thạch anh được phân tích bằng sóng âm và kính hiển vi điện tử truyền qua nhằm quan sát sự thay đổi cấu trúc ở cấp độ vi mô.
Kết quả cho thấy các hạt khoáng từng bị tách rời bắt đầu gắn kết lại với nhau chỉ sau 6 đến 24 giờ, tạo ra một lớp liên kết mới có độ bền cao. Cách các hạt thạch anh “dính” lại với nhau được so sánh với cơ chế hoạt động của keo dán siêu nhanh.
Theo nhóm nghiên cứu, các biến đổi nhỏ trong cấu trúc vi mô của thạch anh có thể lan rộng ra quy mô rất lớn. Những thay đổi này, nếu diễn ra trong lòng đất, có thể ảnh hưởng đến cách một đứt gãy tích tụ hoặc giải phóng năng lượng và làm thay đổi tính chất của cả khu vực địa tầng rộng hàng trăm kilomet.
Các nhà địa chất cho rằng quá trình tự tái tạo của đứt gãy sâu có thể xuất hiện ở cả những khu vực nông hơn – nơi từng ghi nhận nhiều trận động đất mạnh trong lịch sử. Điều này khiến dự báo về chu kỳ hoạt động của đứt gãy trở nên khó khăn hơn.
Nếu các đứt gãy hàn gắn nhanh sau mỗi sự kiện trượt chậm, ứng suất sẽ không giảm mà dồn lại từng lớp, dẫn đến nguy cơ xuất hiện những trận động đất mạnh bất ngờ. Đây chính là điều khiến các nhà nghiên cứu lo ngại khi đánh giá rủi ro địa chấn trong tương lai.
Theo nhóm tác giả, phát hiện mới có thể giúp cải thiện mô hình dự báo động đất, nhưng đồng thời cũng cho thấy lòng đất vận hành phức tạp hơn rất nhiều so với những gì khoa học từng hiểu.
