Hãy nhìn Thái Bình Dương từ không gian, và bạn có thể vạch ra một đường bao quanh gần như toàn bộ lòng chảo đại dương. Nó chạy xuống từ Alaska, qua Nhật Bản và Philippines, ngang qua New Zealand, rồi ngược lên dọc bờ biển Chile, Mexico và vùng Tây Bắc Thái Bình Dương. Chúng cùng nhau tạo thành một hình móng ngựa dài khoảng 40.000 km.
0:20Dọc theo đường đó là phần lớn các núi lửa đang hoạt động của thế giới, theo những ước tính phổ biến là khoảng ba phần tư, và khoảng 90% số trận động đất. Các nhà địa chất gọi nó là Vành đai Lửa.
0:32Trong tập này, chúng ta sẽ tìm hiểu vì sao Vành đai tồn tại, và nó đã gây ra những gì. Chúng ta sẽ tìm hiểu về trận động đất lớn nhất từng được đo, xảy ra trên Vành đai, và về vụ phun trào đã làm mát cả hành tinh. Sau đó, chúng ta sẽ ghé thăm một đoạn của nó hiện đang yên lặng, nhưng còn lâu mới kết thúc.
0:53Vì sao lại là một vành đai?
Lời giải thích bắt đầu từ kiến tạo mảng. Đáy Thái Bình Dương phần lớn là một phiến khổng lồ, mảng Thái Bình Dương, với những mảng nhỏ hơn dọc theo rìa của nó, như các mảng Nazca, Cocos, Juan de Fuca và biển Philippines. Hầu như tất cả chúng đều được phủ bởi vỏ đại dương, chủ yếu cấu tạo từ một loại đá núi lửa sẫm màu gọi là bazan, đặc hơn đá của các lục địa.
1:17Khi một mảng đại dương đặc gặp một lục địa, hoặc một mảng đại dương trẻ hơn và nhẹ hơn, nó uốn cong và trượt xuống bên dưới, trở lại lớp manti. Các nhà địa chất gọi quá trình này là hút chìm. Ví dụ, ngoài khơi Chile, mảng Nazca đang chìm xuống bên dưới Nam Mỹ với tốc độ khoảng 7 cm mỗi năm.
1:37Nơi một mảng uốn cong xuống, đáy biển võng xuống thành một rãnh dài và sâu. Vùng nước sâu nhất trên Trái Đất, ở rãnh Mariana, nằm ở độ sâu khoảng 11 km, và nó được hình thành đúng theo cách này. Theo nghĩa đó, Vành đai Lửa thực ra là một vành đai các rãnh đại dương.
1:54Lửa đến từ nước. Mảng chìm xuống mang theo nước biển, được liên kết trong các khoáng vật của nó. Ở độ sâu khoảng 100 km, nước đó được giải phóng vào lớp đá nóng phía trên, và nó làm hạ nhiệt độ nóng chảy của đá. Một phần đá tan chảy, đá nóng chảy bốc lên, và một chuỗi núi lửa mọc lên phía sau rãnh, cách rãnh khoảng 100 đến 300 km.
2:18Mọi cung của Vành đai đều được hình thành bởi cùng một quá trình: một rãnh ngoài khơi, nơi đáy đại dương đi xuống, và một dãy núi lửa phía sau nó, nơi đá nóng chảy lên tới bề mặt. Giữa chúng, động đất xảy ra thường xuyên, vì hai mảng không trượt qua nhau một cách êm ả. Chúng khóa chặt vào nhau, tích tụ sức căng trong nhiều thập kỷ hoặc nhiều thế kỷ, rồi trượt đi cùng một lúc.
2:41Ngoại lệ nổi tiếng nhất là California. Từ vịnh California lên phía bắc tới mũi Mendocino, các mảng trượt ngang qua nhau trên hệ thống đứt gãy San Andreas, thay vì mảng này chìm xuống bên dưới mảng kia. Đó là lý do đoạn bờ biển này có những trận động đất lớn, nhưng không có cung núi lửa. Phía bắc mũi Mendocino, quá trình hút chìm lại bắt đầu, và núi lửa cũng vậy, như núi Shasta và đỉnh Lassen. Tập của chúng tôi về trận động đất Loma Prieta kể câu chuyện về San Andreas.
Miền nam Chile, ngày 22 tháng Năm năm 1960, ngay sau ba giờ chiều. Mảng Nazca đã bị khóa chặt vào Nam Mỹ suốt nhiều thế kỷ, và chiều hôm đó, đứt gãy giữa chúng đã bung ra.
3:31Vết đứt gãy xé dọc bờ biển khoảng 1.000 km, từ ngay phía nam Concepción, qua Valdivia và đảo Chiloé, gần tới bán đảo Taitao. Theo nhiều lời kể, cơn rung lắc kéo dài khoảng mười phút. Các máy ghi địa chấn trên khắp thế giới đã ghi lại nó. Độ lớn của nó, sau này được tính là 9,5, khiến nó trở thành trận động đất lớn nhất từng được đo.
3:55Ở Valdivia, chính mặt đất đã dịch chuyển. Dọc một số đoạn bờ biển, đất lún xuống 2 mét hoặc hơn, và biển tràn vào vĩnh viễn, biến đất nông nghiệp ven sông thành đầm lầy.
4:08Tiếp theo là sóng thần. Ngoài khơi, đáy biển đã chồm lên, nâng toàn bộ cột nước phía trên nó. Chỉ trong vài phút, nước biển ập vào bờ dọc theo bờ biển Chile, và ở một nơi, nó dâng tới 25 mét so với mực nước biển.
4:24Con sóng không dừng lại ở đó. Ở đại dương mở, sóng thần di chuyển nhanh ngang một chiếc máy bay phản lực chở khách. Mười lăm giờ sau trận động đất, nó đến Hawaii, và 22 giờ sau, đến Nhật Bản, cách Chile khoảng 17.000 km.
4:39Ở Hilo, trên đảo Hawaii, còi báo động đã vang lên nhiều giờ trước khi sóng đến, nhưng nhiều người đã xuống bờ biển để xem. Đợt sóng thứ ba ập vào với độ cao khoảng 35 feet, và 61 người đã chết.
4:55Nhật Bản hoàn toàn không nhận được cảnh báo nào, và ở đó con sóng đã giết chết khoảng 140 người. Tổng cộng, trận động đất và sóng thần của nó ước tính đã giết chết từ 1.600 người trở lên ở Chile, và hơn 200 người khác trên khắp Thái Bình Dương.
5:10Rồi Vành đai thể hiện nửa còn lại trong bản chất của nó. Ba mươi tám giờ sau trận động đất, Cordón Caulle, một ngọn núi lửa ở dãy Andes, bắt đầu phun trào, nhiều khả năng là do cơn rung lắc đã làm xáo trộn hệ thống magma bên dưới nó. Trong vòng hai ngày, miền nam Chile đã chứng kiến toàn bộ quá trình: rãnh đại dương, động đất và núi lửa.
5:32Những ngọn núi lửa
Điều đó đưa chúng ta đến với chính những ngọn núi lửa. Hai mươi năm sau trận động đất ở Chile, Vành đai đã phun trào ở 48 bang lục địa.
5:43Ngày 18 tháng Năm năm 1980, lúc 8:32 sáng, một trận động đất độ lớn 5,1 làm rung chuyển núi St. Helens, ở bang Washington. Toàn bộ sườn bắc của ngọn núi trượt đi, trong vụ lở đất lớn nhất từng được ghi nhận, và ngọn núi lửa phía sau phát nổ theo phương ngang.
6:01Vụ nổ san phẳng những cánh rừng cách xa tới 17 dặm, tro bụi rơi xuống 11 bang, và ngọn núi mất 1.300 feet chiều cao đỉnh. Năm mươi bảy người đã chết. Trong số đó có một nhà địa chất, David Johnston, người đang quan sát từ một sườn núi cách đó khoảng 6 dặm. Những lời cuối cùng của ông qua bộ đàm là: Vancouver, Vancouver, chính là nó đây.
6:25Các nhà khoa học đã theo dõi ngọn núi trong hai tháng, và chính quyền đã phong tỏa khu vực xung quanh. Nếu không có những lệnh phong tỏa đó, số người chết gần như chắc chắn đã cao hơn nhiều. Bài học này áp dụng cho toàn bộ Vành đai: núi lửa thường đưa ra những dấu hiệu cảnh báo, nếu có ai đó ở đó để đọc chúng.
6:42Mười một năm sau, bài học đó đã cứu sống hàng nghìn người. Núi Pinatubo, ở Philippines, đã yên lặng khoảng 500 năm thì vào mùa xuân năm 1991, nó bắt đầu thức giấc.
6:56Các nhà khoa học của Philippines và Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ đã nhận ra các dấu hiệu cảnh báo và thuyết phục chính quyền sơ tán. Ngày 15 tháng Sáu, Pinatubo tạo ra vụ phun trào lớn thứ hai của thế kỷ hai mươi, với một cột tro bốc cao 35 km lên tầng bình lưu.
7:16Hàng trăm người chết khi tro thấm nước mưa làm sập mái nhà của họ, và hàng trăm người khác chết trong những tháng sau đó, do lũ bùn và dịch bệnh trong các trại sơ tán đông đúc. Tuy vậy, hơn 60.000 người đã được đưa ra khỏi vùng nguy hiểm kịp thời, và cuộc sơ tán đến nay vẫn được nghiên cứu như một hình mẫu về cách quản lý một cuộc khủng hoảng núi lửa.
7:38Pinatubo cũng ảnh hưởng đến cả hành tinh. Nó phun khoảng 20 triệu tấn lưu huỳnh điôxit vào tầng bình lưu, nơi chất này tạo thành một lớp sương mỏng gồm những giọt nhỏ, lan ra quanh Trái Đất và phản xạ ánh sáng mặt trời trở lại không gian. Trong hai năm tiếp theo, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã giảm khoảng nửa độ Celsius.
7:58Trận tiếp theo
Giờ hãy xem xét đoạn Vành đai giữa Bắc California và đảo Vancouver, được gọi là đới hút chìm Cascadia. Giống như phần còn lại của Vành đai, nó có một đới hút chìm ngoài khơi, với rãnh bị vùi dưới trầm tích, và một dãy núi lửa trong đất liền. Thế nhưng trong hai thế kỷ có ghi chép bằng văn bản, nó chưa tạo ra trận đại động đất nào. Chính sự im lặng đó là điều khiến các nhà địa chất lo ngại.
8:23Trong một thời gian dài, không ai biết rằng Cascadia có thể gây ra một trận đại động đất. Rồi vào thập niên 1980, các nhà địa chất phát hiện những khu rừng ma dọc bờ biển Washington: những rừng tuyết tùng chết, bị giết khi mặt đất đột ngột sụt xuống và nước mặn ngấm tới rễ cây. Vòng gỗ sau này xác định chúng chết vào mùa đông năm 1699 sang năm 1700.
8:46Bằng chứng quyết định đến từ bên kia đại dương. Các ghi chép của Nhật Bản mô tả một trận sóng thần ập đến vào đêm ngày 27 tháng Một năm 1700, dù không có trận động đất nào được cảm nhận ở Nhật Bản. Các nhà khoa học gọi nó là sóng thần mồ côi. Bằng cách tính ngược thời gian di chuyển, các nhà khoa học đã truy ra nguồn gốc của nó là một trận động đất độ lớn 9 ngoài khơi Cascadia, vào khoảng chín giờ tối ngày 26 tháng Một.
9:12Trận động đất đó xảy ra cách đây hơn ba thế kỷ. Hồ sơ địa chất cho thấy các trận đại động đất ở Cascadia lặp lại không đều: trung bình khoảng 500 năm một lần trên toàn bộ chiều dài của nó, và thường xuyên hơn ở phía nam. Trận tiếp theo sẽ làm rung chuyển Seattle, Portland và Vancouver, và sóng thần của nó sẽ đến một số đoạn bờ biển chỉ trong vòng 15 phút. Đó là lý do vùng này tổ chức diễn tập động đất, và vì sao còi báo động sóng thần được dựng dọc bờ biển Oregon.
9:43Vẫn đang dịch chuyển
Vành đai Lửa không bao giờ yên lặng được lâu. Hàng trăm núi lửa đang hoạt động nằm dọc theo nó. Riêng Nhật Bản cảm nhận được khoảng 2.000 trận động đất trong một năm bình thường, và mảng Thái Bình Dương tiếp tục di chuyển, 7 đến 10 cm mỗi năm, vào các rãnh dọc theo rìa phía bắc và phía tây của nó.
10:01Vậy, có ba điều cần ghi nhớ. Thứ nhất, Vành đai Lửa đánh dấu những nơi các mảng đại dương của Thái Bình Dương chìm xuống bên dưới các mảng lân cận, tại những rãnh sâu quanh rìa của nó. Thứ hai, sự chìm xuống đó gây ra phần lớn các trận đại động đất trên thế giới, bao gồm cả trận lớn nhất từng được đo, ở Chile năm 1960. Và thứ ba, nước mà các mảng đó mang xuống làm cho đá phía trên chúng nóng chảy, và điều đó tạo nên những ngọn núi lửa nằm dọc Thái Bình Dương.
10:29Dọc theo gần như toàn bộ 40.000 km đó, đáy Thái Bình Dương đang từ từ chìm trở lại vào lòng Trái Đất, và Vành đai sẽ tiếp tục định hình lại những vùng đất xung quanh nó. Cảm ơn bạn đã xem Earth Explained. Hãy đăng ký kênh để xem câu chuyện tiếp theo, và theo dõi hành tinh trực tiếp, mọi lúc, trên EarthWatch 24-7.
