Nghiên cứu mới đây phỏng đoán lõi Trái Đất đã ngừng xoay và có thể đảo chiều.
Cấu tạo Trái Đất - Ảnh: Vadim Sadovski/Shutterstock
Cấu tạo Trái Đất gồm lớp vỏ, lớp phủ, lõi ngoài, và lõi trong. Lõi trong là một khối đặc nằm dưới vỏ Trái Đất 5.150 km, cách biệt với lớp phủ quánh dẻo bên trên bởi một lõi ngoài ở thể lỏng. Vì lý do này, vận tốc xoay của lõi trong có thể khác với vận tốc tự quay của các phần còn lại của Trái Đất. Với bán kính gần 3.540 km, lõi Trái Đất to gần bằng Sao Hoả, có cấu phần chủ yếu là sắt và nickel, chiếm khoảng 1/3 khối lượng toàn Trái Đất.
Trong bài báo đăng trên tạp chí “Nature Geoscience” hôm 23/01 vừa qua, Yi Yang, chuyên gia nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh, cùng Xiaodong Song, giáo sư Đại học Bắc Kinh, tìm hiểu những sóng dư chấn đi theo cùng một lối xuyên qua lõi Trái Đất kể từ những năm 1960 nhằm biết được lõi trong xoay nhanh đến đâu.
Nhờ vậy họ phát hiện rằng tuy các dư chấn khác nhau từng năm, kể từ 2009, chúng lại ít biến đổi hơn. Theo nhóm tác giả, điều này cho thấy lõi trong có thể đã dừng xoay.
Bài báo có đoạn: “Chúng tôi quan sát được trong khoảng 10 năm trở lại đây, lõi trong đã gần như ngừng xoay và có thể sẽ đổi chiều trong thời gian tới.”
Song bổ sung: “Nhìn vào dữ liệu dư chấn 1980-1990, ta sẽ thấy rõ điểm khác biệt qua từng năm, nhưng dữ liệu dư chấn trong khoảng 2010-2020 không thay đổi nhiều.”
Theo tính toán của cả hai, Song và Yang cho rằng bất kỳ sự chênh lệch nào về điện từ trường và lực hấp dẫn cũng sẽ khiến lõi trong xoay chậm, hay thậm chí đảo chiều. Họ tin rằng cứ mỗi 70 năm, lõi trong lại đảo chiều một lần, và lần đảo chiều ngay trước đợt 2009/2010 là vào đầu những năm 1970.
Được biết chuyển động tự xoay của lõi trong chịu ảnh hưởng từ từ trường do lõi ngoài tạo ra và được cân bằng nhờ lực hấp dẫn của lớp phủ. Hiểu được lõi trong xoay như thế nào, ta có thể biết được cách các lớp Trái Đất tương tác với nhau.
Hrovje Tkalcic, nhà vật lý địa chất tại Đại học Quốc gia Áo, tác giả cuốn “The Earth’s Inner Core: Revealed by Observational Seismology” (tạm dịch: “Tìm hiểu lõi trong Trái Đất qua quan sát địa chấn”) nhưng không tham gia nghiên cứu trên, nhận xét tốc độ xoay của lõi trong có thay đổi hay không vẫn còn là câu hỏi gây nhiều tranh cãi. Ông nói: “Lõi trong thực chất không dừng lại hoàn toàn. Nghiên cứu chỉ cho ta biết rằng lõi trong giờ đã xoay cùng vận tốc với các lớp còn lại, trong khi trước đây, nó xoay nhanh hơn. Chuyện này không phải điềm báo cho đại họa nào cả.”
Tkalcic nhận định bài phân tích dữ liệu của Song và Yang “có cơ sở”, song cần “soi xét cẩn thận” và “thu thập nhiều dữ liệu cũng như vận dụng nhiều phương pháp tìm hiểu hơn để làm rõ vấn đề thú vị này”. Hai tác giả tán thành đề xuất trên, cho rằng hiện tượng này cần phải được đào sâu nghiên cứu.
Nghiên cứu lõi Trái Đất
Từng dành ra một chương sách viết riêng về chuyển động tự xoay của lõi trong Trái Đất, Tkalcic cho rằng chu kỳ đảo chiều của lõi là 20-30 năm thay vì 70 năm như phỏng đoán của nhóm Song và Yang.
Ông có giải thích vì sao các ước đoán lại chênh lệch đến vậy và vì sao hiểu được điều gì xảy ra trong tâm Trái Đất là chuyện vô cùng khó nhằn: “Đối tượng nghiên cứu trong trường hợp này nằm hàng ngàn kilomet dưới chân ta. Chúng ta phải dùng phương pháp suy luận vật lý địa chất để phỏng đoán các đặc tính của lõi Trái Đất. Vì vậy, ta cần thận trọng, đợi kết quả từ các nghiên cứu đa ngành trước khi có thể xác minh giả thuyết và khung khái niệm mà ta tự đặt ra.
Ông bổ sung: “Có thể xem các nhà địa chấn học như các bác sĩ tìm hiểu cơ quan nội tạng của bệnh nhân bằng các công cụ vô cùng hạn chế. Mặc cho các tiến bộ kỹ thuật công nghệ, ảnh chụp lõi Trái Đất vẫn rất mờ. Chúng ta chỉ mới đi được đoạn đầu trên chặng đường khám phá.”
Huỳnh Trọng Nhân
(Lược dịch)