Tại sao một mặt của Trái Đất lạnh đi nhanh hơn so với mặt còn lại?

Ảnh minh họa: PM.

Các nhà khoa học tại Đại học Oslo cho biết một bên của phần bên trong Trái Đất đang mất nhiệt nhanh hơn đáng kể so với bên còn lại – và “thủ phạm” thực ra rất cổ xưa, gần như từ thuở khai thiên lập địa.

Một nghiên cứu đăng trên tạp chí Geophysical Research Letters sử dụng mô hình máy tính mô phỏng 400 triệu năm qua để tính toán mức độ “cách nhiệt” của từng bán cầu dựa trên khối lượng lục địa – yếu tố then chốt giúp giữ nhiệt bên trong thay vì để thoát ra ngoài. Mô hình này truy ngược trở lại tận thời siêu lục địa Pangaea.

Trái Đất có lõi lỏng đỏ rực, nóng bỏng, làm ấm toàn bộ hành tinh từ bên trong. Lõi này cũng quay, tạo ra trọng lực và từ trường Trái Đất – lá chắn giúp giữ bầu khí quyển bảo vệ sát bề mặt.

Trong khoảng thời gian cực dài, phần lõi này sẽ tiếp tục nguội dần cho đến khi Trái Đất giống như sao Hỏa. Điều khiến nghiên cứu mới gây bất ngờ là tốc độ thất thoát nhiệt diễn ra không đồng đều, nhưng lý do lại khá dễ hiểu: một số phần Trái Đất được các mảng lục địa lớn “che chắn”, tạo nên lớp cách nhiệt tự nhiên giống như một chiếc bình giữ nhiệt.

Điều này tương phản với cơ chế mất nhiệt chủ đạo của Trái Đất: “Sự tiến hóa nhiệt của Trái Đất chủ yếu được kiểm soát bởi tốc độ thất thoát nhiệt qua thạch quyển đại dương”, nhóm nghiên cứu viết. Lý do là gì? Để hiểu, cần nhắc lại nhanh quá trình trôi dạt lục địa.

Lớp phủ Trái Đất giống như một lò đối lưu cung cấp năng lượng cho máy chạy bộ. Mỗi ngày, bề mặt đáy biển lại chuyển động một chút; đáy biển mới được hình thành từ magma phun trào ở đường phân chia lục địa, trong khi đáy biển cũ bị vỡ vụn và tan chảy bên dưới khối đất liền lục địa hiện có.

Để nghiên cứu hành vi thất thoát nhiệt của Trái Đất, các nhà khoa học xây dựng mô hình chia hành tinh thành hai bán cầu: bán cầu châu Phi và bán cầu Thái Bình Dương, rồi chia toàn bộ bề mặt thành lưới theo từng nửa độ vĩ độ và kinh độ.

Họ kết hợp nhiều mô hình trước đó về tuổi đáy biển và vị trí lục địa trong 400 triệu năm qua, sau đó tính toán lượng nhiệt mà mỗi ô lưới giữ lại trong suốt vòng đời của nó. Nhờ vậy, nhóm đã xác định được tốc độ nguội tổng thể – và phát hiện bán cầu Thái Bình Dương nguội nhanh hơn đáng kể.

Đáy biển mỏng hơn rất nhiều so với khối lục địa, và nhiệt từ trong lòng Trái Đất bị “dập tắt” bởi khối lượng nước lạnh khổng lồ phía trên. Hãy hình dung Thái Bình Dương rộng lớn so với lục địa ở phía đối diện như châu Phi, châu Âu và châu Á – dễ hiểu vì sao vùng đáy biển lớn nhất thế giới lại làm thất thoát nhiệt nhanh nhất.

Các nghiên cứu trước đây về hiện tượng này chỉ kéo dài 230 triệu năm, nghĩa là mô hình mới – bao phủ 400 triệu năm – gần như tăng gấp đôi phạm vi thời gian khảo sát.

Tuy nhiên, kết quả lại hé lộ một nghịch lý thú vị. Bán cầu Thái Bình Dương đã nguội đi khoảng 50 Kelvin nhiều hơn bán cầu châu Phi, nhưng “vận tốc mảng kiến tạo ổn định và cao hơn liên tục trong 400 triệu năm qua” cho thấy rằng vùng Thái Bình Dương từng nóng hơn đáng kể ở một thời điểm nào đó.

Liệu khu vực này đã từng được che phủ bởi lục địa trong quá khứ xa xôi, giúp giữ lại nhiều nhiệt hơn? Cũng có những khả năng khác, nhưng dù thế nào đi nữa, cường độ kiến tạo mạnh mẽ hiện nay của Thái Bình Dương phản ánh sự mất cân bằng nhiệt: lớp phủ càng nóng và “nhiều chất nóng chảy”, các mảng kiến tạo càng dễ xô đẩy và va chạm dữ dội.

Theo PM

Huyền Chi