Theo Science Alert, một nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà địa động lực học Yoshinori Miyazaki từ Đại học Rutgers (Mỹ) đã đưa ra một giả thuyết mới rất hợp lý để giải thích cho 2 Vùng vận tốc cắt thấp khổng lồ (LLSVP) đang chìm ở dưới đáy lớp phủ Trái Đất, tức lớp nằm giữa vỏ và lõi.
LLSVP là vùng mà sóng địa chấn khi đi qua bị chậm lại bất thường, bởi chúng có thành phần khác biệt so với phần còn lại của lớp phủ.
Các bản đồ 3D dựa trên sóng địa chấn cho thấy Trái Đất có 2 khối LLSVP to hơn cả lục địa, một khối nằm bên dưới châu Phi, khối còn lại dưới Thái Bình Dương.
Cấu trúc Trái Đất vào thời điểm đại dương magma còn bao phủ toàn cầu - Ảnh đồ họa: Yoshinori Miyazaki
Có nhiều giả thuyết LLSVP được đưa ra, trong đó nổi tiếng nhất là lập luận cho rằng chúng là 2 mảnh của hành tinh Theia, được cho là đã đâm vào Trái Đất sơ khai 4,5 tỉ năm trước và hợp nhất để tạo thành Trái Đất ngày nay.
Một nghiên cứu gần đây cho thấy các khối này rất cũ và ổn định , điều này phù hợp với lý thuyết về đại dương magma.
Theo lý thuyết này, Trái Đất là một khối cầu nóng chảy, nhão nhoẹt được bao phủ bởi một đại dương magma ngay sau khi hình thành. Khi đại dương này nguội đi, nó phân tách, với các vật chất nặng hơn tách ra và chìm xuống.
Để lý thuyết này hợp lý, Trái Đất cổ đại cần có các lớp đẹp, gọn gàng, được phân định rõ ràng như một chiếc bánh, với một lớp nằm trên ranh giới lõi - lớp phủ chứa một lượng ferropericlase (một loại khoáng vật phổ biến trong lớp phủ) đáng kể.
Tuy nhiên, dữ liệu địa chấn cho thấy hàm lượng ferropericlase thấp hơn nhiều, cấu hình xếp chồng lộn xộn của các LLSVP cũng như ULVZ (vùng vận tốc cực thấp) cũng mâu thuẫn với mô hình này.
Mâu thuẫn đó chính là điểm khởi đầu, theo tiến sĩ Miyazaki. Họ đã đi tìm câu trả lời khác bằng cách mô hình hóa các dữ liệu.
Họ trộn lẫn các thành phần cơ bản của Trái Đất và mô phỏng cách chúng nguội đi theo 2 kịch bản: Có và không có vật liệu bị rò rỉ từ vỏ Trái Đất.
Các mô hình cho thấy không phải mọi nguyên tố đều nguội đi và kết tinh với cùng tốc độ. Khi lõi nguội đi và co lại dưới áp suất, các thành phần nhẹ hơn như magie oxit và silic dioxit kết tinh dễ dàng hơn sắt trong hỗn hợp, nổi lên và bị "xì" ra ngoài, hòa tan với vật liệu lớp phủ.
Chúng chính là các LLSVP ngày nay, giống như các lục địa bí mật mọc lên từ lõi, với các ngọn núi vươn cao bên trong lớp phủ.
Nghiên cứu mới này vừa được công bố trên tạp chí khoa học Nature Geosciences.
