THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG: LÝ
THUYẾT THỐNG NHẤT CỦA
KHOA HỌC TRÁI ĐẤT
Phân tích Cơ chế Động lực, Cấu trúc Địa tầng, và Ứng dụng Liên
ngành trong Nghiên cứu Toàn cầu

 Thuyết Kiến tạo Mảng là sự kế thừa và tổng hợp của hai ý tưởng lớn trước đó:
Thuyết Trôi dạt Lục địa (Continental Drift) của Alfred Wegener (1912)
và lý thuyết Sự lan truyền đáy đại dương (Seafloor Spreading). Wegener
ban đầu đưa ra giả thuyết về siêu lục địa Pangaea dựa trên các bằng chứng
về hình dạng đường bờ biển tương đồng giữa các lục địa (đặc biệt là Châu Phi
và Nam Mỹ), sự trùng khớp của các hóa thạch (ví dụ: thằn lằn Mesosaurus ở
cả hai lục địa), và sự phân bố của các trầm tích băng hà cổ .

NỀN TẢNG
LỊCH SỬ VÀ
CÁC BẰNG
CHỨNG CƠ
BẢN

 ​Tuy nhiên, Wegener không thể giải thích được cơ chế động lực nào khiến các
lục địa "trôi". Mãi đến những năm 1950-1960, công trình nghiên cứu về đáy
đại dương (bản đồ địa hình, từ trường, và tuổi đá) mới cung cấp bằng chứng
thuyết phục cho cơ chế này:

 ​Dải từ trường đảo ngược: Các dải đá đáy đại dương song song và đối xứng
hai bên sống núi giữa đại dương cho thấy sự đảo ngược định kỳ của từ trường
Trái Đất, chứng tỏ đá mới liên tục được hình thành tại sống núi và đẩy ra xa.

 ​Tuổi đá tăng dần: Các mẫu đá lấy từ đáy đại dương càng xa sống núi thì
càng cổ hơn, phù hợp với mô hình lan truyền.

 ​Phân bố động đất và núi lửa: Sự tập trung của hoạt động địa chấn và núi
lửa dọc theo các ranh giới mảng đã xác nhận mô hình mảng kiến tạo. Thuyết
Kiến tạo Mảng chính thức ra đời, mô tả quyển thạch (Lithosphere) – bao
gồm vỏ Trái Đất và phần trên cùng của quyển mềm (Asthenosphere) – bị
chia thành các mảng lớn và nhỏ chuyển động tương đối với nhau.

 Thuyết Kiến tạo Mảng hoạt động dựa trên sự khác biệt về trạng thái vật lý và
mật độ giữa các lớp của Trái Đất:

 ​Quyển Thạch (Lithosphere): Là lớp vỏ cứng, lạnh, độ dày khoảng 100 km –
150 km, bị chia cắt thành các mảng kiến tạo. Nó "trôi" trên quyển mềm. Quyển
thạch bao gồm:
 ​Vỏ Lục địa (Continental Crust): Độ dày 30-70 km, mật độ thấp (khoảng 2.7 cm³),
giàu silica và nhôm (Sial).

 ​Vỏ Đại dương (Oceanic Crust): Độ dày 5-10 km, mật độ cao hơn (khoảng 3.0 cm³),
giàu sắt và magie (Sima).

 ​Quyển Mềm (Asthenosphere): Nằm ngay dưới quyển thạch, sâu từ 100 km

CẤU TRÚC ĐỊA TẦNG VÀ CƠ CHẾ
ĐỘNG LỰC CỦA MẢNG KIẾN TẠO

đến 700 km. Đây là lớp vật chất rắn nhưng dẻo, nóng chảy một phần (từ 1%
đến 5%). Nó cho phép chuyển động chậm, từ đó tạo ra lực ma sát đẩy các mảng
kiến tạo.

 ​Động lực chính (Driving Force): Cơ chế chủ yếu là dòng đối lưu (Convection
Currents) trong lớp Manti. Do chênh lệch nhiệt độ giữa lõi (nóng) và manti trên
(lạnh), vật chất nóng (mật độ thấp) dâng lên, di chuyển ngang dưới quyển thạch,
sau đó lạnh đi (mật độ cao) và chìm xuống. Sự chuyển động tuần hoàn này cung
cấp lực kéo (mantle drag) cho các mảng. Hai lực quan trọng nhất tác động lên
mảng là:
 ​Lực đẩy sống núi (Ridge Push): Lực do trọng lực tạo ra khi vật liệu mới, nóng, nhẹ
được đẩy lên tại sống núi giữa đại dương (rìa phân kỳ) và trượt xuống.

 ​Lực kéo tấm (Slab Pull): Lực kéo xuống gây ra bởi phần mảng đại dương lạnh, nặng,
đã lặn chìm (subducted) vào manti tại các rãnh đại dương (rìa hội tụ). Lực này được
xem là động lực mạnh mẽ nhất.

 Mối tương tác giữa các mảng kiến tạo tại ranh giới của chúng quyết định hầu hết các hiện
tượng địa chất trên Trái Đất (động đất, núi lửa, hình thành núi). Có ba loại ranh giới chính:

 ​Ranh giới Phân kỳ (Divergent Boundaries):
 Đ
​ ặc điểm: Hai mảng tách rời nhau.
 ​Hiện tượng: Vật chất manti nóng chảy dâng lên, tạo thành vỏ đại dương mới. Đây là nơi diễn ra
Sự lan truyền đáy đại dương.

 ​Ví dụ: Sống núi giữa Đại Tây Dương, Thung lũng tách giãn lớn ở Đông Phi (Great Rift
Valley) (khiến lục địa đang bị tách ra).

CÁC LOẠI RANH
GIỚI MẢNG
KIẾN TẠO VÀ
HIỆN TƯỢNG
ĐỊA CHẤT

 ​Sản phẩm: Núi lửa phun trào nhẹ (chủ yếu là bazan), động đất nông, và hình thành thung lũng
tách giãn/bồn địa đại dương.

 ​Ranh giới Hội tụ (Convergent Boundaries):
 Đ
​ ặc điểm: Hai mảng va chạm với nhau. Đây là nơi vật chất vỏ bị phá hủy.
 ​Có 3 loại phụ:
 ​Đại dương - Lục địa: Mảng đại dương (nặng, mật độ cao) lặn chìm dưới mảng lục địa (nhẹ). Tạo ra Vùng
hút chìm (Subduction Zone), Rãnh đại dương sâu (ví dụ: Rãnh Peru-Chile), và Dãy núi lửa ven bờ
(ví dụ: Andes).

 ​Đại dương - Đại dương: Mảng đại dương cũ hơn/lạnh hơn (nặng hơn) lặn chìm dưới mảng kia. Tạo ra
Quần đảo vòng cung núi lửa (ví dụ: Quần đảo Mariana, Philippines) và rãnh đại dương.

 ​Lục địa - Lục địa: Cả hai đều nhẹ (mật độ thấp) nên không lặn chìm. Sự va chạm tạo ra miền uốn nếp
và làm vỏ dày lên, hình thành Dãy núi cao (ví dụ: Dãy Himalaya, do mảng Ấn Độ va chạm với mảng ÁÂu).

 ​Ranh giới Biến dạng (Transform Boundaries):
 Đ
​ ặc điểm: Hai mảng trượt ngang qua nhau.
 ​Hiện tượng: Không tạo ra/phá hủy vỏ. Chủ yếu gây ra động đất mạnh và nông do tích tụ và
giải phóng năng lượng cơ học.

 ​Ví dụ: Đứt gãy San Andreas ở California, nơi mảng Thái Bình Dương trượt qua mảng Bắc Mỹ.

 Thuyết Kiến tạo Mảng không chỉ là lý thuyết Địa chất mà còn là nguyên tắc thống
nhất cho nhiều lĩnh vực khoa học khác, minh chứng cho sự cần thiết của cách tiếp
cận liên ngành:

 ​Khoa học Vật liệu & Hóa học: Sự hình thành và tái chế vỏ Trái Đất quyết định chu

ỨNG DỤNG LIÊN
NGÀNH VÀ TẦM
QUAN TRỌNG CỦA
THUYẾT KIẾN TẠO
MẢNG

trình của các nguyên tố hóa học. Các quá trình núi lửa, thủy nhiệt ở sống núi và
trong các vùng hút chìm là nơi phân tán và cô đặc các khoáng sản kim loại quan
trọng (đồng, vàng, kẽm). Kiến tạo mảng là động cơ của Chu trình đá (Rock
Cycle), từ magma, đá lửa, đá trầm tích, đến đá biến chất.

 ​Sinh học & Sinh thái học (Biogeography): Sự dịch chuyển của các lục địa đã
định hình sự tiến hóa và phân bố của các loài sinh vật qua hàng trăm triệu năm. Việc
tách rời Pangaea đã tạo ra sự cách ly địa lý (ví dụ: động vật có túi ở Úc), dẫn đến sự
phát triển của các loài đặc hữu. Nghiên cứu hóa thạch và di truyền học phải dựa vào
vị trí lục địa cổ để hiểu về sự tiến hóa.

 ​Kỹ thuật & Công nghệ: Hiểu biết về ranh giới mảng là yếu tố tiên quyết trong Kỹ
thuật xây dựng (thiết kế chống động đất) và Quy hoạch đô thị. Hệ thống GPS
(Global Positioning System) không chỉ đo đạc vị trí mà còn cho phép các nhà
khoa học đo chính xác tốc độ và hướng di chuyển của các mảng kiến tạo (thường
từ 1 \text{ cm} đến 10 \text{ cm} mỗi năm), cung cấp dữ liệu đầu vào cho các mô
hình dự báo địa chấn.

 ​Khoa học Môi trường & Khí hậu: Quá trình Kiến tạo Mảng (ví dụ: sự hình thành
núi lửa và sự phong hóa của đá silicat) tác động đến nồng độ CO2 trong khí quyển,
ảnh hưởng đến chu trình Carbon và biến đổi khí hậu trên quy mô hàng triệu năm. Sự
hình thành các chuỗi núi lớn đã thay đổi vĩ độ, độ cao và dòng hải lưu, từ đó định
hình các mô hình khí hậu toàn cầu hiện tại.