Kiểu Phun Trào Hawaii Là Gì? Cấu Trúc Địa Chất Và Dòng Dung Nham Bất Tận Của Núi Lửa Khiên

Nhiều người nghĩ núi lửa phun trào là phải ầm ầm nổ tung, tro bụi che kín bầu trời. Nhưng có một kiểu phun trào lại khiến chúng tôi nhớ đến hình ảnh một dòng sông lửa lặng lẽ chảy xuống biển trong đêm. Đó là kiểu phun trào Hawaii (Hawaiian eruption style), hình thái phun trào êm đềm nhất và ít bùng nổ nhất, nhưng lại tạo ra những dòng dung nham rực đỏ kéo dài suốt nhiều tháng, thậm chí nhiều năm.

Tên gọi này bắt nguồn từ quần đảo Hawaii nằm giữa Thái Bình Dương. Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), các nhà núi lửa học trên khắp thế giới dùng chữ Hawaiian để mô tả những kiểu phun trào tương tự ở các núi lửa khác. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cùng bạn tìm hiểu cơ chế, đặc điểm, những ngọn núi lửa tiêu biểu và cách con người sống chung với loại hình phun trào đặc biệt này.

Kiểu Phun Trào Hawaii Là Gì?

Kiểu phun trào Hawaii là loại hình phun trào trào dâng (effusive eruption), xảy ra khi dung nham basalt có độ nhớt rất thấp, khí hòa tan trong magma thoát ra dễ dàng mà không bị dồn nén thành những vụ nổ áp suất dữ dội. Theo mô tả của Cơ quan Công viên Quốc gia Hoa Kỳ, đây là các đợt phun trào không bùng nổ, với những đài phun dung nham như vòi nước và các dòng dung nham rất lỏng. Kiểu này đặc trưng cho các núi lửa khiên, nơi phun trào xảy ra cả tại đỉnh lẫn các khe nứt trên sườn.

Cần lưu ý rằng, nói chặt chẽ thì không có vụ phun trào nào hoàn toàn không bùng nổ. Nhưng phần lớn phun trào Hawaii gần như tiệm cận trạng thái đó. Lý do là dung nham ở đây lỏng và chảy tự do, khiến khí giãn nở thoát ra một cách êm ái. Ngược lại, núi lửa nằm dọc ranh giới các mảng kiến tạo như Mount St. Helens có magma sền sệt hơn nhiều, dễ vỡ vụn và nổ tung dữ dội.

Các nhà nghiên cứu địa chất phân tích cơ chế hoạt động của hình thái Hawaii qua những yếu tố cốt lõi sau:

• Đặc tính magma basalt lỏng (Low-Viscosity Magma): Magma có hàm lượng silica (SiO2) thấp, thường dưới 50%, nên rất lỏng và dễ chảy. Các khí hòa tan như H2O, CO2 và SO2 dễ dàng tách khỏi dung nham, thoát ra khí quyển mà không tạo áp suất bùng nổ.
• Hiện tượng đài phun dung nham (Lava Fountains): Khi khí thoát ra ở miệng hố hoặc qua các khe nứt kéo dài (fissure vents), chúng đẩy những tia dung nham đỏ rực bắn cao từ vài mét đến hàng trăm mét. Nhiều đợt phun trào bắt đầu bằng hàng loạt đài phun gần như liên tục dọc khe nứt, được gọi là bức màn lửa.
• Dòng dung nham Pahoehoe và A'a: Dung nham lỏng chảy tràn ra xung quanh rất nhanh. Khi nguội, nó tạo thành hai dạng bề mặt đặc trưng: Pahoehoe có bề mặt mịn, uốn lượn như những sợi dây thừng, còn A'a có bề mặt thô ráp, lởm chởm những mảnh đá vụn sắc cạnh. Cả hai tên gọi này đều xuất phát từ tiếng Hawaii và hiện được dùng trên toàn thế giới.
• Giai đoạn bán bùng nổ và trào dâng: Nhiều đợt phun trào có hai giai đoạn liên tiếp. Đầu tiên là giai đoạn phun đài lửa mang tính bán bùng nổ, sau đó là giai đoạn dung nham tràn ra thành dòng. Các sản phẩm đi kèm gồm bọt dung nham, tóc Pele và nước mắt Pele.

(Xem thêm: Phun Nổ Thủy Nhiệt Là Gì? Cấu Trúc Địa Chất Và Nguy Cơ Bùng Nổ Phreatic Bất Ngờ)

Các Đặc Điểm Nhận Biết Và Tác Động Địa Hình Của Phun Trào Hawaii

Một đợt phun trào mang hình thái Hawaii để lại những dấu ấn địa chất rất rõ nét:

• Tạo dựng núi lửa khiên (Shield Volcanoes): Do dung nham quá lỏng, nó chảy lan ra rất xa trước khi đông đặc. Qua hàng trăm nghìn đến hàng triệu năm, các lớp dung nham chồng lên nhau tạo thành ngọn núi có sườn thoải, nhìn từ xa giống chiếc khiên của chiến binh đặt úp xuống mặt đất. Đây là lý do những ngọn núi lửa ở Hawaii có quy mô đồ sộ bậc nhất hành tinh.
• Hồ dung nham (Lava Lakes) và ống dẫn dung nham (Lava Tubes): Phun trào Hawaii thường duy trì những hồ dung nham sôi sục ngay trong miệng hố. Ngoài ra, lớp bề mặt dòng dung nham nguội đi tạo thành trần đá, bên dưới dung nham vẫn tiếp tục chảy qua các ống ngầm, có khi kéo dài ra tận đại dương mà ít mất nhiệt.
• Tóc Pele và nước mắt Pele (Pele's Hair và Pele's Tears): Các giọt dung nham bị gió thổi kéo giãn thành những sợi thủy tinh núi lửa mỏng như tóc người, hoặc đông đặc thành các hạt thủy tinh hình giọt nước. Cái tên Pele lấy từ nữ thần núi lửa trong tín ngưỡng của người Hawaii bản địa, và chúng tôi thấy cái tên ấy vừa thơ mộng vừa đầy kính trọng.
• Nguy hiểm trực tiếp đến tính mạng thấp, nhưng thiệt hại tài sản có thể lớn: Dung nham di chuyển khá chậm nên con người thường có thời gian sơ tán. Nhưng nhà cửa, đường sá và hạ tầng nằm trên đường đi của dòng chảy thì không thể tránh được.

Những Ngọn Núi Lửa Tiêu Biểu Cho Kiểu Phun Trào Hawaii

Nhiều ngọn núi lửa hoạt động bền bỉ trên thế giới là hình mẫu điển hình cho phong cách phun trào trào dâng này:

• Núi lửa Kīlauea và Mauna Loa (Hawaii, Hoa Kỳ): Kīlauea là một trong những núi lửa hoạt động năng động nhất hành tinh. Đợt phun trào kéo dài tại Puʻu ʻŌʻō bắt đầu từ năm 1983 và kéo dài hơn ba thập kỷ, rồi năm 2018 dung nham tràn qua khu dân cư vùng Puna, phá hủy hàng trăm ngôi nhà. Trong khi đó, Mauna Loa là ngọn núi lửa khiên nổi lớn nhất Trái Đất về thể tích. Cả hai đều nằm trong Vườn quốc gia Núi lửa Hawaii.
• Núi lửa Piton de la Fournaise (Đảo Réunion): Tọa lạc trên Ấn Độ Dương, đây là ngọn núi lửa khiên thường xuyên phun trào kiểu Hawaii với tần suất trung bình vài năm một lần, là điểm đến quen thuộc của các nhà nghiên cứu địa chất.
• Núi lửa Erta Ale (Ethiopia): Nằm tại vùng trũng Afar, Erta Ale nổi tiếng với hồ dung nham chuyển động gần như liên tục, được ghi nhận từ đầu thế kỷ 20 đến nay.

Công Tác Giám Sát Và Quản Lý Rủi Ro Địa Chấn

Dù ít gây nguy hiểm trực tiếp đến tính mạng do không bùng nổ dữ dội, phun trào kiểu Hawaii vẫn cần được giám sát nghiêm ngặt bởi các tổ chức chuyên trách như Đài quan sát Núi lửa Hawaii (HVO) thuộc USGS:

• Theo dõi đường đi của dòng dung nham: Sử dụng mô hình địa hình, ảnh nhiệt, máy bay không người lái (UAV) và ảnh vệ tinh radar để dự báo hướng chảy, giúp bảo vệ nhà cửa và hạ tầng đô thị.
• Giám sát khí độc núi lửa (Vog): Khí SO2 thoát ra từ núi lửa phản ứng với không khí và ánh nắng tạo thành mù núi lửa (Vog), ảnh hưởng đến hệ hô hấp của cư dân sống ở các vùng cuối gió.
• Cảnh báo nứt vỡ sườn núi (Fissure Eruptions): Mạng lưới máy đo độ nghiêng (tiltmeter) và cảm biến địa chấn giúp phát hiện sớm sự di chuyển của magma ngầm, vốn có thể mở ra các khe nứt mới ngay gần khu dân cư.
• Đo đạc biến dạng mặt đất: Khi buồng magma phồng lên hoặc xẹp xuống, bề mặt núi thay đổi rất nhỏ. Các thiết bị chuyên dụng ghi nhận những thay đổi này để cải thiện dự báo.

Nếu bạn dự định đến xem tận nơi, chúng tôi khuyên bạn nên theo dõi thông báo mới nhất từ cơ quan quản lý công viên, chỉ quan sát ở khu vực được phép và đặc biệt cẩn trọng với khí độc. Vẻ đẹp của dòng dung nham không làm giảm sức nóng của nó.

Kết Luận

Kiểu phun trào Hawaii cho thấy quá trình sáng tạo địa hình không ngừng của Trái Đất. Nghiên cứu các dòng dung nham basalt lỏng không chỉ giúp con người hiểu rõ hơn cách dòng nhiệt vận hành trong lòng hành tinh, mà còn hỗ trợ khai thác hiệu quả cảnh quan du lịch và nguồn đất phì nhiêu do dung nham để lại. Với chúng tôi, đứng trước một dòng dung nham chảy chậm rãi trong đêm là khoảnh khắc khiến ta thấy mình thật nhỏ bé và biết ơn hành tinh này.

Nguồn tham khảo:

• National Park Service, Hawaiian-style eruptions
• USGS, Volcanoes of Hawaii (General Interest Publication)