Mỗi một tầng địa chấn tương ứng với một kiểu nham thạch trong cột địa tầng ở bên phải Cấu tạo phân tầng của lớp vỏ trái đất trên đáy đại dương có thể được mô tả tóm tắt như sau : i Các
Trang 1đất đá trên đáy đại dương và trong lõi khoan sâu; (3) Các nghiên cứu thực địa,
điều tra khảo sát, quay phim, chụp ảnh từ tàu ngầm; và (4) Các nghiên cứu về phức hệ ophiolit trên đất liền Đặc biệt nhờ phương pháp địa chấn khúc xạ, người ta đã phát hiện ra cấu trúc phân tầng của lớp thạch quyển đại dương với tốc độ lan truyền tăng dần của sóng địa chấn (tốc độ sóng âm thanh xuyên qua các tầng nham thạch) theo chiều sâu Mỗi tầng địa chấn ở đây sẽ được đánh số theo thứ tự từ 1 (trên cùng) đến 4, và tương ứng với chúng là các tầng nham thạch được mô tả như trên hình 4.1
Trang 2Hình 4.1: (a) Sơ đồ mặt cắt lớp thạch quyển vùng Đại Tây Dương với độ
phóng đại lớn theo trục đứng Vận tốc sóng địa chấn được tính bằng
km/s Tên của mỗi lớp nham thạch trong cột địa tầng sẽ được minh họa
cụ thể trên hình 4.2
Hình 4.1: (b) Cấu trúc phân lớp địa chấn của vỏ đại dương và manti trên
Tốc độ lan truyền của sóng dọc P tăng dần theo chiều sâu Mặt cắt (a)
tương ứng với cột địa tầng nằm trong giới hạn hai đường thẳng A-B
Sóng địa chấn P là một loại sóng nén, tương tự như sóng âm trong
không khí Mỗi một tầng địa chấn tương ứng với một kiểu nham thạch
trong cột địa tầng ở bên phải
Cấu tạo phân tầng của lớp vỏ trái đất trên đáy đại dương có thể được mô tả tóm tắt như sau :
(i) Các tầng đá phun trào (2-4) là kết qủa của qúa trình tách dãn đáy biển sinh ra lớp vỏ đại dương, sau đó bị chôn vùi bởi các tầng trầm tích 1 và rắn kết lại
(ii) Các tầng 2 và 3 thuộc thành phần cấu tạo của vỏ đại dương với bề dày chung khoảng 6-7km, (trừ các lớp nằm bên dưới trục tách dãn đang hoạt động hoặc gần các đứt gãy biến dạng và đới nứt vỡ)
(iii) Nằm dưới ranh giới của tầng trầm tích 1 và tầng đá 3 là các tầng đá có tốc độ sóng địa chấn tăng đột biến Nằm giữa tầng đá gabro của lớp vỏ trái đất
và tầng peridotit của manti trên là bề mặt Mohorovic (Moho)
(iv) Trong các tầng đá 2 và 3 không có sự thay đổi đột ngột tốc độ của sóng
địa chấn, nhưng có sự tăng dần vận tốc theo chiều sâu Ranh giới giữa các phụ lớp trong tầng 2 và giữa tầng đá 2 và tầng đá 3 được phân chia theo sự biến đổi này
(v) Mặc dù khác nhau (hình 4.2), nhưng các tầng đá 2 và 3 vẫn có sự tương
đồng về thành phần hóa học và khoáng vật, theo tỉ lệ phần trăm hàm lượng tăng dần sẽ là fenpat plagiocla, pyroxen và olivin Tầng 4 khác biệt hoàn toàn với hai tầng trên cả về thành phần hóa học và khoáng vật, trong tầng này có chứa bề
Trang 3mặt ranh giới địa chấn đột biến (Moho) nằm trên cùng Thành phần khoáng vật chính của peridotit trong tầng 4 là olivin và pyroxen
(vi) Sự phân chia giữa các phụ lớp trong tầng 2 (hình 4.1) phải dựa vào các mẫu lõi khoan cụ thể Phụ lớp 2A là các gối dung nham xốp với nhiều khe nứt và
lỗ hổng (xem mục 4.1.1) Phụ lớp 2B là các gối dung nham ít xốp hơn do bị các khoáng vật sét và các khoáng vật biến đổi khác lấp đầy lỗ hổng Qúa trình này diễn ra là nhờ sự tiếp xúc với nước biển của vỏ đại dương sau khi hình thành đã dẫn đến những biến đổi về hóa học và thành phần khoáng vật của chúng, nếu nhiệt độ càng cao, sự tương tác của lớp vỏ với nước biển càng mạnh Trên thực
tế, không lớp vỏ đại dương nào sinh ra mà không bị biến đổi và biến chất ở một mức độ nào đó Do vậy, một số ý kiến cho rằng ranh giới giữa hai phụ lớp 2B, 2C
và giữa 2C với tầng 3 nên dựa vào mức độ biến đổi của các lớp đất đá hơn là dựa vào sự khác biệt về thành phần giữa chúng (xem chương 5)
(vii) Tốc độ lan truyền của sóng địa chấn trong tầng 2 biến đổi nhanh hơn tầng 3 là bởi sự co khép của các khe nứt và lỗ hổng trong các lớp dung nham kế tiếp nhau khi đi xuống sâu do áp lực dồn nén của các tầng Ngoài ra, tốc độ sóng
địa chấn qua tầng 2 có xu hướng tăng theo tuổi vì càng xa trục sống núi, các tầng đất đá càng trở nên rắn chắc do các khe hở và lỗ hổng còn lại đều bị lấp dần bởi các khoáng vật mới thành tạo từ sự tương tác giữa nham thạch và nước biển
Trang 4(e)
Hình 4.2: Một số loại đá trầm tích và phun trào có trong lớp vỏ đại dương
(a) Trầm tích bùn biển thẳm (lớp 1); (b) Các mảnh vỡ dung nham bazan
dạng gối (lớp 2); (c) Các mảnh vỡ dung nham bazan dạng dyke (lớp 2);
(d) Gabro (lớp 3); (e) Peridotit (lớp 4)
Câu hỏi 4.1 Tại sao các tầng đá dung nham bị nứt vỡ có tốc độ sóng địa chấn nhỏ hơn các tầng đá cùng loại nhưng không bị nứt vỡ?
4.1 Sự THàNH TạO của lớp THạCH QUYểN ĐạI DƯƠNG
Vùng trục nằm giữa hệ thống sống núi giữa đại dương là những đới hoạt
động phun trào mạnh mẽ nhất trên Trái đất và đó là nơi lớp thạch quyển đại dương được sinh ra với tốc độ từ 10 đến 200km trên một triệu năm (1-20cm/năm)
Trang 5Hình 4.3: (a) Mặt cắt ngang qua vùng trục sống núi đang diễn ra hoạt
động phun trào Qúa trình dâng trồi của manti trong quyển mềm nút kín
khe hở nằm giữa các mảng tách dãn Một phần macma nóng chảy phun
trào lên bề mặt đáy biển và hình thành nên lớp vỏ đại dương mới Những
phần còn lại bám vào rìa các mảng thạch quyển (b) Sơ đồ phóng đại
các hoạt động macma bên dưới vùng trục sống núi ngầm (a) Lưu ý rằng
phần lớn các vật chất macma được kết tinh ngay trong lò macma - chi
tiết này có thể không cần thiết phải hiểu rõ
Các quá trình phun trào diễn ra tại đây có hai điểm khác biệt Thứ nhất, không giống như hoạt động của các núi lửa, chỉ diễn ra trong một chu kỳ địa chất ngắn, hoạt động phun trào tại các vùng trục sống núi kéo dài thành từng
đợt liên tục trong suốt thời gian tồn tại của một đại dương, tức là có thể tới vài trăm triệu năm Thứ hai, tất cả các vật chất macma phun trào đều tạo nên lớp dung nham đồng nhất trải dài hàng trăm triệu km vuông đáy đại dương Tuy nhiên, liên quan tới qúa trình tách dãn đáy biển, hiện vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được giải đáp, chẳng hạn như: hoạt động phun trào tại các sống núi đại dương có là nguyên nhân gây ra chuyển động tách rời giữa các mảng hay không hay chính sự chuyển động tương đối giữa các mảng đã làm phát sinh ra các hoạt
động này? Câu trả lời sẽ được giải đáp ở các phần tiếp theo
Nói chung, xoay quanh qúa trình tách dãn này còn những điều chưa rõ ràng nhưng các diễn biến cơ bản xảy ra theo cơ chế hoạt động chung như mô tả trên hình 4.3 vẫn nhận được sự đồng tình của các nhà nghiên cứu Theo đó, các vật chất manti nằm bên dưới thạch quyển - thuộc quyển mềm - do tiến gần tới điểm nóng chảy nên có đặc tính dẻo đã dâng trồi qua trục sống núi và lấp đầy khe trống được tạo thành giữa hai mảng tách rời Khi lớp quyển mềm nằm dưới đỉnh trục bị hút lên, các vật chất peridotit có trong thành phần của chúng sẽ bị nóng chảy từng phần và hình thành các khối macma bazan ngay trong lớp vỏ và được
Trang 6gọi là lò macma Qúa trình phun trào của các lò macma qua khe trục là điểm
gốc của các chồng gối dung nham trên đáy đại dương Qúa trình này dù xẩy ra tại bất kỳ vị trí nào dọc theo trục sống núi cũng đều mang tính phân đợt và cuối mỗi một đợt phun trào của nó là sự hình thành của một vách dung nham trong
lòng các khe nứt do sự rắn kết của một lượng macma nào đó (dạng dyke), bề
dày phổ biến của các vách này khoảng chừng 1m Với mỗi đợt phun trào tiếp theo trong cùng một khu vực là sự ra đời của một khe nứt mới bên cạnh các khe nứt cũ hoặc cũng có thể ngay chính tại lớp vách dung nham vừa được hình thành trước đó Vị trí các đai vách dung nham thường nằm ở phần dưới cùng của tầng
địa chấn 2 (phụ tầng 2C) Phần chính của khối macma sẽ từ từ nguội dần và kết tinh bắt đầu từ thành lò khi hai mảng tiếp tục rời xa nhau Qúa trình kết tinh của macma là nguyên nhân hình thành tầng đá gabrro của lớp 3 và tầng peridotit phân lớp nằm trên lớp địa chấn 4 Các vật chất nằm giữa lò macma có thể được duy trì ở trạng thái lỏng trong một thời gian dài do được bổ sung liên tục macma tươi từ dưới sâu đi lên Những phần manti còn lại chưa bị nóng chảy
sẽ cùng các mảng phân kỳ chìm sâu xuống dưới tạo thành phần còn lại của lớp thạch quyển đại dương
Câu hỏi 4.2 Giả sử nếu các vách dung nham được hình thành trong quá trình tách dãn có bề dày trung bình là 1m, hỏi thời gian hình thành của mỗi vách sẽ là bao lâu đối với các khu vực tách dãn như sống núi ngầm giữa Đại Tây Dương (tốc độ tách dãn của một mảng là 2cm/năm) và vùng chân lục địa phía đông Thái Bình Đương (tốc độ tách dãn của một mảng là 8cm/năm)?
4.1.1 Dung nham dạng gối : Lớp vật chất bên ngoài của vỏ đại dương
Các dung nham dạng gối (lava) thường xuất hiện tại những khu vực có
sự phun trào của macma bazan dưới nước, vì vậy phần vỏ bên ngoài của lớp vỏ
đại dương có cấu tạo chủ yếu bởi các dung nham lava - đây là một loại đá núi lửa khá phổ biến trên trái đất
Theo bạn các dung nham bazan phun trào dưới nước sẽ nguội nhanh hơn hay chậm hơn so với các dung nham phun trào trên bờ?
Các dung nham phun trào dưới nước sẽ nguội nhanh hơn vì nước có độ dẫn nhiệt cao hơn không khí Qúa trình nguội lạnh nhanh chóng có thể là nguyên do dẫn đến cấu trúc dạng gối khác biệt của lớp dung nham này: ngay khi dòng macma phun trào trồi lên đáy biển, bề mặt bên ngoài của chúng nhanh chóng bị nguội lạnh và kết rắn nhưng không qúa cứng mà vẫn đủ mềm để có thể tiếp tục
di chuyển theo các dòng dung nham Khi dòng macma trào lên qúa nhanh, áp lực bên trong dòng sẽ sinh ra các chồi dung nham tròn hoặc dài Các chồi này sẽ
nổ bung khi phát triển tới một kích thước nào đó và khởi sinh ra các dòng dung nham mới, tách khỏi dòng chảy cũ và hình thành lớp gối khác Qúa trình thành tạo các dung nham dạng gối luôn là chủ đề nghiên cứu chuyên sâu, các giai đoạn hình thành và phát triển chính của chúng có thể được minh họa sơ bộ như trên
Trang 7hình 4.4 Sự lặp lại liên tiếp của quá trình này có thể tạo ra một chồng gối dung nham dày đến hàng trăm mét và sinh ra dạng địa hình nổi cuộn đặc trưng trên
đáy đại dương Những gối dung nham có đường kính từ 10cm đến trên 1m và dài tới vài mét được gọi là gối dung nham lớn Khi đông cứng chúng có cấu tạo lớp vỏ thủy tinh sẫm màu bên ngoài (do quá trình nguội lạnh nhanh của bề mặt bên ngoài), bên trong là lõi dung nham kết tinh hơn có cấu tạo rạn nứt dạng toả tia
do bị nguội lạnh chậm
Hình 4.4: (a) - (c) Các giai đoạn phát triển chính trong quá trình hình
thành các chồng gối dung nham Qúa trình hình thành của chúng là do
sự phát triển của lớp vỏ bọc mới tại vị trí xuất hiện các vết nứt nóng
chảy (a) Đầu lưỡi dung nham chảy trên sườn dốc liên kết với dòng dung
nham lớn hơn ở phía trái Các khe nứt xuất hiện do qúa trình nóng chảy
của lớp vỏ bọc mỏng bên ngoài giúp giải thoát một phần áp lực sinh ra
bên trong lớp vỏ bởi sự phun trào liên tục của các dung dịch macma Tại
các điểm xung yếu trên dòng chảy có thể xuất hiện các chồi dung nham
do sự hình thành của các vết nứt tròn
(b) Sự phát triển của chồng gối dung nham mới với các vết nhăn trên bề
mặt từ vị trí các vết nứt nóng chảy Các lưỡi dung nham tiếp tục phát
triển kéo dài theo sườn dốc, các chồi dung nham bị cong xuống do sức
nặng của cột dung nham khi bị đùn lên liên tục (c) Qúa trình mở rộng
của vết nứt tại đầu lưỡi bị suy yếu dần và sinh ra các khúc do sự xuất
hiện của các nếp nhăn ngang và sự hình thành của các khấc đứt gãy cắt
qua khe nứt Bên trong lõi của dòng dung nham xuất hiện một khe nứt
dọc kéo dài có độ dãn rộng chậm Giữa thân của các dòng chồi dung
nham có thể phát triển các vết nứt tách mới khiến chúng tiếp tục mọc
dài ra (d) ảnh chụp một thiết bị lấy mẫu ngầm thuộc dự án FAMOUS
(mục 4.1.2) đang thu thập các mảnh dung nham trên đáy đại dương
Trang 8Kết quả phân tích các mẫu lõi khoan cho thấy thành phần cấu tạo của tầng
đá núi lửa không hoàn toàn là các dung nham dạng gối Đôi khi xen giữa chúng
là các lớp dung nham dạng tấm (do sự chảy tràn của các dòng dung nham) Hơn nữa, do đặc tính dễ bị vỡ vụn nên thường gặp các tập hợp cục bộ mảnh vụn đá núi lửa và mảnh vụn thủy tinh có nguồn gốc từ các lava
Sự thành tạo của các dung nham dạng gối góp phần làm cho đáy biển trở nên gồ ghề và cùng với nhiều qúa trình kiến tạo khác, địa hình bề mặt đáy đại dương càng trở nên thô ráp
4.1.2 Sự hình thành của tầng đá núi lửa – trường hợp nghiên cứu cụ thể
Trong phần này, chúng tôi sẽ trình bày một số kết qủa nghiên cứu chi tiết một phần vùng sống núi giữa ĐTD được thực hiện trong suốt thập niên 70 và đã
được công nhận là một công trình khoa học xuất sắc Qua những nghiên cứu này, bạn đọc có thể hiểu thêm về các cơ chế hoạt động của núi lửa, sự hình thành của các khe nứt, địa hào (đứt gãy) và các đai xâm nhập dọc theo các trục sống núi đại dương
Các thiết bị kỹ thuật định vị hàng hải và khảo sát đáy biển được mô tả trong chương 1 đã được sử dụng trong các chương trình nghiên cứu thuộc dự án
FAMOUS (French-American Mid-Ocean Undersea Study) để lựa chọn vùng
nghiên cứu và tiến hành điều tra chi tiết
Vùng nghiên cứu của dự án FAMOUS
Dự án này bắt đầu năm 1971 khi học thuyết tách dãn đáy biển và kiến tạo mảng được các nhà khoa học trái đất thừa nhận và cũng là thời điểm thuận lợi
để thực hiện các cuộc điều tra khảo sát tỷ mỉ những khu vực sinh ra các mảng thạch quyển – vùng trục sống núi giữa đại dương Vùng nghiên cứu thuộc dự án FAMOUS là một dải sống núi ngắn, khoảng chừng 640 km nằm trong hệ thống sống núi ngầm giữa Đại Tây Dương kéo dài về phía tây nam Azores (hình 4.5) và
là ranh giới giữa hai mảng Châu Phi và Châu Mỹ Có hai lý do cho sự lựa chọn này: thứ nhất những dị thường từ ở vùng trung tâm sống núi thể hiện rất rõ qua các nghiên cứu bằng máy bay Thứ hai, vị trí của khu vực nằm không qúa xa bến cảng Ponta Delgada của Azores nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các tàu ngầm nghiên cứu khảo sát đáy đại dương
Sau khi lựa chọn vùng khảo sát, một loạt các cuộc điều tra đo đạc vùng đáy sâu đã được tiến hành với các tỉ lệ khác nhau nhằm thành lập các bản đồ độ sâu như trên hình 4.5 và 4.6 Trên sơ đồ tỉ lệ nhỏ (hình 4.5), bạn có thể thấy dải sống núi giữa Đại Tây Dương bị chia cắt và xô lệch bởi một số các đứt gẫy biến dạng Khoảng cách giữa hai đới đứt gãy A và B xấp xỉ 50 km và là chiều dài giới hạn của vùng nghiên cứu FAMOUS Các tuyến khảo sát của tàu ngầm được biểu diễn cụ thể trên sơ đồ hình 4.6 Độ sâu của đáy thung lũng địa hào khoảng 2500
km và rải rác trong khu vực này là một vài khối núi thấp, trong đó những khối núi có đỉnh nhô cao được đặt tên riêng như đỉnh Venus, đỉnh Pluto
Trang 9Hình 4.7 là sơ đồ mặt cắt ngang qua vùng thung lũng trung tâm và qua
Hình 4.5: Sơ đồ độ sâu vùng thung lũng giữa núi thuộc vùng nghiên cứu
FAMOUS Khu vực khảo sát của tàu ngầm (hình 4.6) tương ứng với vị trí
nằm trong giới hạn hình vuông trên bản đồ giữa hai đới đứt gãy A và B
Đơn vị đo của các đường đẳng sâu là fathom (1 fathom = 1,829m)
Trang 10Hình 4.6: Bản đồ mô tả chi tiết vùng thung lũng địa hào nằm trong khu
vực khảo sát của tàu Alvin Các đường đậm nét màu đen là tuyến khảo
sát của tàu Đường thẳng cắt ngang qua thung lũng ở phần trên của bản
đồ là vị trí mặt cắt ngang trên hình 4.7
Hình 4.7: Sơ đồ mặt cắt ngang qua đỉnh Venus (xem vị trí trên hình 4.6)
Các thiết bị kỹ thuật được sử dụng trong qúa trình nghiên cứu của dự án
Hầu hết các máy móc, thiết bị nghiên cứu về địa chất, địa vật lý biển có khả năng sử dụng đều được FAMOUS khai thác trong chương trình nghiên cứu của mình Vào thời điểm đó, rất nhiều loại máy còn ít được dùng vào mục đích nghiên cứu biển, nhưng chúng đã được thay đổi và cải tiến để phục vụ cho hoạt
động nghiên cứu của dự án
1 Hệ thống định hàng hàng hải Như đã nói ở chương 1, các hoạt động quan trắc trên biển sẽ gặp khó khăn nếu thiếu các thiết bị định vị hàng hải Đối với các hoạt động khảo sát của FAMOUS, việc xác định chính xác vị trí các trạm
Trang 11quan trắc luôn là vấn đề ưu tiên hàng đầu bởi những yêu cầu cao của dự án (độ sai lệch cho phép chỉ khoảng 10m) Do vậy, người ta đã thiết kế một hệ thống
định vị bằng âm thanh có sử dụng các máy thu phát được đặt trên đáy biển kết nối với tàu ngầm hoặc tàu nổi Đây là một thiết bị đa năng có thể sử dụng kết hợp với các nhóm thiết bị ngầm khác
Hình 4.8: Hình ảnh một phần đáy biển thuộc vùng nghiên cứu của dự án
FAMOUS do thiết bị quét sườn GLORIA cung cấp ảnh được xây dựng
nhờ việc chồng ghép các mảnh sơ đồ quét của máy GLORIA theo tuyến
đông nam Các vùng màu sáng là khu vực phản xạ sóng mạnh
2 Sonar quét sườn Sự trợ giúp của người Anh cho dự án này là hệ thống máy dò độ sâu và quét sườn bằng âm thanh có tên gọi GLORIA (chương 1) Nhờ khả năng của GLORIA, người ta đã thu được những hình ảnh về hình thái bề mặt đáy biển Các bức tranh về độ nhám địa hình đáy đã được xây dựng từ các mảnh chồng ghép của sơ đồ máy quét (hình 4.8) Đó là những tài liệu vô cùng qúy giá giúp cho việc xác định các thành vách của những đứt gãy lớn và phạm vị
ảnh hưởng của các đới đứt gãy được chính xác hơn
3 LIBEC Độ rộng của ống kính và chất lượng ảnh chụp thường, ngầm dưới nước luôn bị giới hạn bởi ảnh hưởng của các tia sáng ngược Để khắc phục hiện tượng này một hệ thống camera chuyên dụng có cường độ chiếu sáng mạnh (Light Behind Camera system - LIBEC) đã được sử dụng, nó có khả năng di chuyển ngầm trên đáy biển và có độ phóng đại lớn Bằng cách chụp liên tiếp một lượng ảnh lớn với tốc độ nhanh, LIBEC có thể cung cấp những hình ảnh thực của
đáy biển dưới dạng ảnh ghép Hình 4.9 là một ví dụ về kiểu ảnh này, trên đó có thể quan sát thấy những vết nứt đặc trưng của vùng đáy thung lũng địa hào
Trang 124 Máy đo sâu hồi âm có sử dụng chùm tia hẹp Các máy hồi âm được sử dụng phổ biến trên các tàu nghiên cứu vào thời điểm đó có độ rộng của chùm tia khoảng 300, do đó không đáp ứng được yêu cầu khảo sát chi tiết của dự án FAMOUS Với độ phân giải lớn hơn 1km nên loại máy này khó có khả năng phát hiện được những dạng địa hình như kiểu đỉnh Venus Tuy nhiên, với hệ thống máy sử dụng chùm tia hẹp khoảng 20 như của Hải quân Mỹ thì có thể phát hiện
được cả những dạng địa hình nhỏ hơn nữa (hình 4.10) Thực tế, diện tích chiếu sáng của một chùm tia gần như ngang bằng với thị trường của cửa sổ tàu ngầm,
do vậy khi chế tạo các thiết bị lặn cần lưu ý đến điểm này
Sự trợ giúp của các máy móc công nghệ cao đã tạo thêm nhiều điều kiện thuận lợi cho các chuyến thám hiểm bằng tàu ngầm Những con tàu chuyên dụng được thiết kế riêng cho mục đích nghiên cứu này (hình 1.21) thường có cấu tạo vỏ ngoài bằng titan để tăng khả năng chịu áp lực cao của tầng nước, ngoài ra
nó còn được lắp ráp thêm các công cụ lấy mẫu khác nhau như tay nhặt mẫu tự
động, túi thu mẫu trầm tích bở rời, ống lấy mẫu lõi trầm tích bằng nhựa hay các chai lấy mẫu nước
Hình 4.9: Hình ảnh vùng đáy thung lũng địa hào do LIBEC cung cấp
Trên ảnh thể hiện rõ hai vệt khe nứt chạy song song với trục tách dãn
Lưu ý, tỉ lệ phóng ở đây lớn hơn nhiều so ảnh do GLORIA cung cấp trên
hình 4.8
Trang 13Hình 4.10: Giá trị sử dụng của các chùm tia hẹp so với các chùm tia lớn
của thiết bị hồi âm trong việc thành lập bản đồ địa hình vùng thung lũng
địa hào chính là độ phân giải của nó đối với các dạng địa hình nhỏ hoặc
có kích thước gần tương tự như đỉnh Venus (hình 4.6)
Trang 14Hình 4.11: (a)-(d) Một vài hình ảnh vùng đáy thung lũng địa hào được
chụp qua cửa sổ tàu Alvin Độ rộng của ống kính chụp có đường kính
bằng 1m đối với ảnh (a), 3m đối với ảnh (b), (d) và khoảng 6m đối với
ảnh (c) Tham khảo thêm câu hỏi và câu trả lời 4.4 để biết thêm chi tiết
Hình 4.12: Lát cắt từ một gối dung nham lava nằm trong vùng nghiên
cứu của dự án FAMOUS có đường kính 50cm
Câu hỏi 4.4 Hình 4.11 cho thấy một số bức ảnh vùng đáy thung lũng địa hào được chụp từ tàu ngầm Alvin Hãy quan sát và cho biết các đặc điểm sau
đây được thể hiện trong bức ảnh nào?(một hay nhiều đặc điểm có thể xuất hiện trong cùng một ảnh)
Biểu hiện rõ nét của các dung nham dạng gối
có thể là đường ống nhỏ kéo dài xuyên suốt chiều dài gối Phần dung nham còn lại trong lòng ống luôn được duy trì ở trạng thái nóng chảy, khiến nó có thể di chuyển và thoát ra ngoài sinh ra những chồi gối mới
Phân tích các dữ liệu
Cơ sở để phân tích các dữ liệu của FAMOUS được bắt đầu với giả thiết rằng hoạt động phun trào là nguồn gốc hình thành của đa số các dạng địa hình trên
Trang 15đáy thung lũng (hình 4.6) Theo đó, trên đỉnh hoặc gần đỉnh của mỗi địa hình dạng núi phải có một hoặc nhiều miệng núi lửa với các hướng dòng chảy tỏa ra khác nhau của dung nham Sau đó, điều này đã được xác thực qua việc khảo sát trực tiếp bằng tàu ngầm trên đỉnh Pluto (hình 4.6) Tại đó, người ta đã tìm thấy những họng phun trào với các dòng dung nham trườn theo sườn dốc, để lại các dạng địa hình dòng chảy trên sườn núi Trong vùng nghiên cứu của FAMOUS đã phát hiện được 18 địa hình dạng núi trên đáy thung lũng có nguồn gốc tương tự như đỉnh Pluto Những đỉnh núi xuất hiện gần vùng trung tâm của thung lũng, như Venus (hình 4.13) dường như vẫn còn hoạt động cho tới gần đây Với những
đỉnh núi nằm xa trục hơn, khoảng cách phân bố của chúng thường dãn ra và tuổi thì cũng già hơn, đôi khi chúng còn bị chia cắt bởi các đứt gãy song song với trục tách dãn (hình 4.14)
Hình 4.13: Sơ đồ phân tích độ sâu khu vực đỉnh núi Venus Vùng màu
đỏ là đỉnh Venus, các chấm đên là miệng núi lửa, các mũi tên là hướng
dòng chảy dung nham Đơn vị độ sâu ở đây được tính bằng fathom
Sự tiến hóa của vùng đáy thung lũng địa hào
Trang 16Hình 4.14 cho thấy mức độ phức tạp của địa hình vùng sống núi giữa Đại Tây Dương Qua các chuyến khảo sát chi tiết về địa hình và thống kê các đợt phun trào, nhóm nghiên cứu FAMOUS đã hoàn thiện sơ đồ địa hình vùng đáy thung lũng (hình 4.15 và hình 4.16) Trên những sơ đồ này đã thể hiện được những sự kiện đã diễn ra trong suốt 200.000 năm qua Đó là diễn biến của các qúa trình phun trào và tách dãn đặc trưng của vùng trục sống núi giữa Đại Tây Dương trong hàng chục triệu năm kể từ khi Đại Tây Dương bắt đầu được hình thành Theo dõi các sơ đồ, bạn có thể hiểu được những giai đoạn thành tạo chính của lớp vỏ đại dương ở hai bên sườn núi trong suốt 200.000 năm qua với độ rộng
từ 2-3km tương ứng với tốc độ tách dãn một phía là 1-2cm/năm (tốc độ tách dãn của một cánh)
