Phát hiện đứt gãy khổng lồ "tự hàn gắn trong chớp mắt", nhà khoa học cảnh báo thảm họa lớn

Các nhà khoa học Mỹ vừa phát hiện ra các đứt gãy động đất sâu có thể tự phục hồi trong vòng vài giờ, hoạt động giống như "keo đông cứng nhanh" sau các sự kiện trượt chậm.

Theo nghiên cứu mới từ Đại học California, Davis (Mỹ), các đứt gãy động đất nằm sâu dưới bề mặt có thể kết nối lại sau một cơn địa chấn.

Những phát hiện này, được công bố hôm 19/11 trên tạp chí Science Advances với sự hỗ trợ từ Quỹ Khoa học Quốc gia, giới thiệu một yếu tố mới quan trọng về cách các nhà khoa học diễn giải hành vi đứt gãy, vốn cuối cùng có thể gây ra động đất mạnh.

"Chúng tôi phát hiện ra rằng các đứt gãy sâu có thể tự phục hồi trong vòng vài giờ. Điều này thúc đẩy chúng tôi đánh giá lại hành vi lưu biến của đứt gãy, và liệu chúng tôi có bỏ qua điều gì đó rất quan trọng hay không", Amanda Thomas, giáo sư khoa học Trái Đất và Hành tinh tại UC Davis và là tác giả liên hệ của bài báo, cho biết.

Hãy tưởng tượng: Dưới lớp vỏ Trái Đất, các mảng kiến tạo va chạm dữ dội, tạo nên những vết nứt khổng lồ gọi là đứt gãy. Chúng tích tụ năng lượng qua hàng thế kỷ, chờ ngày bùng nổ thành trận động đất.

Theo nghiên cứu mới, một số đứt gãy sâu thẳm không chỉ "ngủ yên" mà còn có khả năng tự sửa chữa. Làm thế nào? Nhờ dòng chảy mantle – lớp chất lỏng nóng chảy như nham thạch – len lỏi vào vết nứt, lấp đầy và hàn gắn chúng chỉ trong vài giờ.

Đến đây, các nhà khoa học thấy lo sợ cho tương lai của hành tinh. Bởi sao? Sự "hồi sinh" này là quả bom nổ chậm. Khi đứt gãy tự sửa, năng lượng không mất đi mà tích tụ sâu hơn, mạnh mẽ hơn.

Nói đơn giản, quá trình tự hàn gắn này tạo điều kiện để ứng suất tiếp tục tích tụ và có khả năng dẫn tới những trận động đất lớn hơn.

Đột phá tự chữa lành của đứt gãy sâu

Để kiểm chứng cơ chế này, nhóm nghiên cứu tại Đại học California, Davis đã tái tạo điều kiện giống đáy vỏ Trái Đất: Họ nén bột thạch anh trong ống xi lanh bạc ở áp suất 1 Gigapascal và nhiệt độ 500°C. Sau khi gia nhiệt, mẫu được phân tích bằng sóng âm và kính hiển vi điện tử truyền qua.

Kết quả: Các hạt khoáng chất từng bị tách rời bắt đầu tự dính chặt lại với nhau. Chỉ trong vòng 6–24 giờ, lớp liên kết mới đã đạt độ bền cao, tương tự cách keo dán siêu nhanh đông cứng trong đời thường.

Khả năng tự "hàn gắn" cực nhanh này có thể đóng vai trò then chốt trong nhiều môi trường địa chất, không chỉ ở các đới hút chìm sâu hàng chục km, mà còn ngay tại các đứt gãy nông – chính những nơi thường xuyên phát sinh các trận động đất lớn.

Theo các nhà địa chất, quá trình tái kết nối ở cấp độ vi mô của những hạt thạch anh tuy nhỏ bé, nhưng có thể lan truyền và gây ảnh hưởng trên quy mô hàng trăm kilomet – đúng bằng kích thước của những trận động đất lớn nhất.

Điều này có nghĩa là chỉ một thay đổi rất tinh vi sâu trong lòng đất cũng đủ để làm thay đổi đáng kể cách một đứt gãy tích tụ hoặc bất ngờ giải phóng năng lượng - Đây là điều mà giới khoa học lo sợ về thảm họa động đất mạnh cho hành tinh.