Giải mã về bí ẩn của lỗ hổng trọng lực rộng 3 triệu cây số vuông gần Ấn Độ

Lực hấp dẫn thường được ta coi là một hằng số trên Trái đất, nhưng hành tinh của chúng ta không phải là một khối cầu đồng nhất. Nó thực ra lồi lõm lại còn được bao phủ bởi các khổi vật chất có cấu tạo địa chất khác nhau nên tác động lên các vật thể gần đó với các mức trọng lực khác nhau. Các nhà khoa học đã thể hiện điều này một cách tinh vi trong một bản đồ gồ ghề được gọi là Geoid.

Sâu bên dưới Ấn Độ Dương, lực hút đó suy yếu đến mức cực thấp, để lại thứ được coi là một 'lỗ hổng' trọng lực khổng lồ có kích thước khoảng ba triệu cây số vuông như thể nơi đáy biển chìm vào một vùng trũng bao la.

Nó được coi là một trong những dị thường nhất về lực hấp dẫn trên Trái đất thu hút nhiều sự chú ý của giới khoa học trong một thời gian dài. Các cuộc khảo sát trên tàu và các phép đo vệ tinh từ lâu đã tiết lộ rằng mực nước biển ngay sát mũi của tiểu lục địa Ấn Độ đã giảm xuống do tác động từ giằng co giữa “lỗ hổng” trọng lực và các khu vực có lực hấp dẫn ở mức cao xung quanh.

Điều gì gây ra sự kỳ dị này chưa bao giờ được giải thích rõ ràng. Giờ đây, hai nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Ấn Độ cho rằng họ có ý tưởng tốt hơn để giải thích hiện tượng.

Trong công trình mô tả giả thuyết của mình, hai nhà địa chất học Debanjan Pal và Attreyee Ghosh giải thích: “Tất cả các nghiên cứu này trước đây đều xem xét sự bất thường hiện hữu và không quan tâm đến việc làm thế nào mà geoid thấp này lại tồn tại".

Họ cho rằng câu trả lời nằm ở độ sâu hơn 1.000 km bên dưới lớp vỏ Trái đất, nơi những tàn tích dày đặc và lạnh giá của một đại dương cổ đại bị chôn vùi thành một 'nghĩa địa đá phiến' bên dưới lục địa châu Phi khoảng 30 triệu năm trước. Chính đây là nơi khuấy động đá nóng chảy tạo ra các hiệu ứng tiếp theo.

Vào năm 2018, một nhóm các nhà khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Đại dương và Địa cực Quốc gia của Ấn Độ đã bắt đầu triển khai một chuỗi máy đo địa chấn dọc theo đáy của vùng biến dạng để lập bản đồ khu vực.

Ở ngoài khơi xa, người ta trước đây thu thập được rất ít dữ liệu địa chấn trong khu vực. Kết quả từ cuộc khảo sát năm 2018 đó đã chỉ ra sự hiện diện của những khối đá nóng chảy nóng nổi lên bên dưới Ấn Độ Dương và bằng cách nào đó góp phần tạo nên "lỗ hổng".

Nhưng cần có một cái nhìn dài hơn để tái tạo lại “lỗ hổng” trong giai đoạn đầu của nó. Vì vậy, Pal và Ghosh đã tìm lại sự hình thành của nó bằng cách mô phỏng hóa cách các mảng kiến tạo lướt qua lớp vỏ nóng và dính của Trái đất trong suốt 140 triệu năm qua.

Vào thời điểm đó, mảng kiến tạo Ấn Độ mới bắt đầu tách khỏi siêu lục địa Gondwana để bắt đầu hành trình về phía bắc. Khi mảng Ấn Độ di chuyển lên phía bắc, đáy biển của một đại dương cổ đại có tên là biển Tethys chìm vào trong lớp vỏ của Trái đất và Ấn Độ Dương mở ra phía sau nó.

Pal và Ghosh đã chạy các mô phỏng bằng cách sử dụng hơn chục mô hình máy tính về chuyển động của mảng và chuyển động của lớp vỏ, so sánh hình dạng của đáy đại dương mà các mô phỏng đó dự đoán với các quan sát về chính vết lõm.

Các mô hình tái tạo vùng trũng trên bản đồ Geoid ở Ấn Độ Dương ở dạng hiện tại đều có một điểm chung: các luồng magma nóng có khối lượng riêng thấp trồi lên bên dưới lớp vỏ. Pal và Ghosh phỏng đoán các luồng này nếu trồi lên đến được lớp vỏ thì chúng là thứ đã tạo ra khu vực có mức thấp trên bản đồ Geoid.

Từ đó, Pal và Ghosh kết luận: "Nói tóm lại, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng để phù hợp với hình dạng và biên độ của geoid thấp quan sát được thì các luồng magma phải bốc lên đủ độ cao để nâng lớp vỏ".

Các luồng đầu tiên trong số này xuất hiện khoảng 20 triệu năm trước, ở phía nam của vùng địa chất thấp ở Ấn Độ Dương, tức khoảng 10 triệu năm sau khi biển Tethys cũ chìm vào lớp vỏ bên dưới. Khi các luồng magma này lan rộng bên dưới thạch quyển và nhích dần về phía bán đảo Ấn Độ, khu vực này ghi nhận lực hấp dẫn ngày càng thấp.

Do kết quả của họ phù hợp với các yếu tố trong mô phỏng của Ghosh từ năm 2017, hai nhà khoa học này cho rằng các luồng magma đã bị đẩy lên sau khi đáy biển Tethys chìm vào lớp vỏ bên dưới, cũng là nguyên nhân làm xáo trộn 'đốm màu châu Phi' nổi tiếng trong địa chất học.

Nhưng kết quả của họ, dựa trên các mô phỏng máy tính, không có khả năng giải quyết một cuộc tranh luận sôi nổi về nguồn gốc của “lỗ hổng” trên bản đồ Geoid ở Ấn Độ Dương, ít nhất là cho đến khi có thêm dữ liệu được thu thập.

Một số nhà nghiên cứu không tham gia vào nghiên cứu này lại cho rằng không có bất kỳ bằng chứng địa chấn rõ ràng nào cho thấy các luồng magma đó thực sự tồn tại bên dưới Ấn Độ Dương.

Do vậy, những dữ liệu như vậy cần phải được làm sáng tỏ để thuyết phục tất cả và cũng không có gì phải vội vàng. Cấu tạo địa chất ở khu vực “lỗ hổng” trọng lực ở Ấn Độ Dương sẽ tồn tại trong nhiều triệu năm nữa.

Anh Tú