Mount Shasta ở California, Hoa Kỳ. (Nguồn: pixabay.com)
Theo một nghiên cứu mới, những ngọn núi lửa lâu nay tưởng chừng ngủ yên ở dãy Cascades, Tây Bắc Thái Bình Dương, vẫn có những hồ chứa magma khổng lồ bên dưới. Phát hiện này không chỉ làm sáng tỏ những bí ẩn địa chất lâu đời mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc giám sát hoạt động núi lửa và dự báo nguy cơ phun trào.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Geoscience ngày 23/1, mở ra góc nhìn mới về sự tồn tại lâu dài của magma trong lớp vỏ Địa cầu. Trước đây, các khoa học gia vẫn tranh luận về việc liệu magma tồn tại dưới các ngọn núi lửa trong thời gian dài, hay chỉ chảy vào các khu vực nông hơn ngay trước khi xảy ra phun trào? Nghiên cứu mới cho thấy rằng, ít nhất là ở dãy Cascades, các hồ chứa magma có thể tồn tại hàng ngàn năm mà không gây ra bất kỳ vụ phun trào nào.
Tiến sĩ Guanning Pang, nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ (postdoctoral researcher) tại Đại học Cornell và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Bất kể tần suất phun trào như thế nào, chúng tôi vẫn quan sát thấy các khối magma lớn nằm bên dưới nhiều ngọn núi lửa. Dường như những khối magma này tồn tại cùng núi lửa trong toàn bộ quá trình phát triển của chúng, chứ không chỉ trong giai đoạn hoạt động.”
Nhưng các hồ chứa magma được phát hiện trong nghiên cứu mới không có nguy cơ gây ra thảm họa, vì magma chỉ bị nóng chảy một phần, chưa có đủ lượng magma lỏng để kích thích núi lửa phun trào.
Nhờ nâng cấp hệ thống quan trắc địa chấn của Sở Thăm Dò Địa Chất Hoa Kỳ (USGS) tại khu vực dãy Cascade, nhóm nghiên cứu của Pang đã lần theo dấu vết của sóng địa chấn từ những trận động đất ở xa, theo dõi cách chúng lan truyền qua lòng đất bên dưới các núi lửa nổi tiếng như St. Helens, Rainier, Lassen Peak và những khu vực lân cận. Họ phát hiện ra rằng, tốc độ sóng địa chấn giảm đáng kể khi đi qua khu vực dưới đỉnh núi lửa, thậm chí có lúc chậm hơn tới 70%.
Hiện tượng này không thể chỉ giải thích bằng nhiệt độ, mà còn là vì sóng địa chấn di chuyển trong chất lỏng chậm hơn so với trong chất rắn. Do đó, sự giảm tốc độ này là dấu hiệu cho thấy sự tồn tại của các hồ chứa magma khổng lồ ở độ sâu từ 5 đến 15 km dưới bề mặt Địa cầu.
Một số núi lửa trong khu vực Cascades, chẳng hạn như Three Sisters và Mount Shasta, lại không cho thấy các dấu hiệu địa chấn giống như những núi lửa khác. Nhưng trong những năm gần đây, mặt đất gần Three Sisters có dấu hiệu phồng lên, cho thấy magma có thể đang di chuyển trong lòng đất tại khu vực này.
Trái với những hình ảnh thường thấy trên phim ảnh, hồ chứa magma không phải là những hồ dung nham rực lửa, sôi sùng sục dưới lòng đất. Thực tế, chúng là các khối đá xốp chứa magma lỏng di chuyển qua các khe hở. Chỉ khi tỷ lệ magma lỏng vượt quá 35% trong tổng khối lượng của hồ chứa, núi lửa mới có nguy cơ phun trào.
Dù chưa có phương pháp đo trực tiếp để xác định chính xác lượng magma nóng chảy bên dưới các núi lửa này, Pang và các đồng nghiệp đã sử dụng các mô hình tính toán và ước tính rằng tỷ lệ này có thể rơi vào khoảng 3% đến 32%.
Nhưng dù tỷ lệ nóng chảy có đạt đến mức 32%, cũng không có nghĩa là núi lửa sẽ hoặc sắp phun trào. Tỷ lệ này có thể ổn định trong nhiều thập niên, hoặc thậm chí giảm xuống, tùy thuộc vào các yếu tố địa chất tại khu vực đó. Trong nghiên cứu lần này, nhóm nghiên cứu của Pang không phát hiện bất kỳ dấu hiệu nào cho thấy một vụ phun trào sắp xảy ra, chẳng hạn như sự gia tăng của các trận động đất.
Dãy Cascades là một trong những khu vực được giám sát kỹ lưỡng nhất trên thế giới nhờ hệ thống các trạm theo dõi địa chấn tiên tiến. Tuy nhiên, hầu hết các núi lửa trên thế giới không được bố trí hệ thống hiện đại như vậy, nên thông tin về những gì đang diễn ra bên dưới núi lửa là rất ít ỏi.
Nếu có thể áp dụng rộng rãi các phương pháp quan trắc địa chấn tiên tiến như ở Cascades, giới nghiên cứu có thể hiểu rõ hơn về các hồ chứa magma trên toàn thế giới, nâng cao khả năng dự báo và phòng tránh các vụ phun trào núi lửa.
Geoffrey Abers, khoa học gia về Địa cầu tại Đại học Cornell và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Nếu có thể hiểu rõ hơn về vị trí và trạng thái của magma, chúng ta sẽ tập trung nguồn lực đúng hướng hơn và tối ưu hóa hệ thống giám sát.”
Nguồn: “Scientists find giant magma reservoirs hidden beneath dormant volcanoes in the Cascades” được đăng trên trang Livescience.com.
Send comment
