Okhotsk Plate Là Gì? Ranh Giới, Rãnh Kuril-Kamchatka Và Tranh Luận

Trận động đất Tohoku năm 2011 làm rung chuyển Nhật Bản, và hàng loạt trận động đất khổng lồ dọc Kamchatka và quần đảo Kuril, đều xảy ra khi mảng Thái Bình Dương lao xuống dưới cùng một khối vỏ Trái Đất. Nhiều tài liệu coi khối vỏ đó là một phần của mảng Bắc Mỹ, nhưng các nghiên cứu hiện đại cho rằng nó là một mảng riêng. Đó là mảng Okhotsk (Okhotsk Plate), một vi mảng nằm dưới biển Okhotsk, Kamchatka, đảo Sakhalin và miền bắc Nhật Bản. Bài viết sẽ giải thích mảng này gồm những gì, ranh giới ở đâu, di chuyển ra sao và vì sao các nhà khoa học vẫn chưa thống nhất về việc nó có phải là một mảng độc lập hay không.

Mảng Okhotsk Là Gì?

Mảng Okhotsk là một vi mảng kiến tạo nằm dưới biển Okhotsk, bán đảo Kamchatka, đảo Sakhalin, quần đảo Kuril và miền bắc Nhật Bản. Trước đây, khu vực này thường được coi là phần rìa tây của mảng Bắc Mỹ, nhưng từ những năm 1990, nhiều nghiên cứu ủng hộ đây là một mảng độc lập.

• Loại mảng: Vi mảng (microplate), còn gây tranh luận.
• Thành phần: Vỏ lục địa và vỏ đại dương, gồm biển Okhotsk, các đảo và vùng đất liền xung quanh.
• Hướng di chuyển: Quay chậm theo chiều kim đồng hồ so với Bắc Mỹ, với tốc độ khoảng 0,2 độ mỗi triệu năm quanh một cực nằm ở phía bắc Sakhalin.
• Hệ quả nổi bật: Đới hút chìm Kuril-Kamchatka và Nhật Bản (nơi mảng Thái Bình Dương chìm xuống), trận động đất Tohoku 2011 và các vùng biến dạng ở Sakhalin.

(Xem thêm: Caroline Plate Là Gì? Ranh Giới, Quần Đảo Caroline Và Tranh Luận)

Phạm Vi Và Thành Phần Của Mảng

• Các vùng chính: Biển Okhotsk, bán đảo Kamchatka, đảo Sakhalin, quần đảo Kuril, vùng Magadan ở Viễn Đông Nga và miền bắc Nhật Bản gồm Hokkaido, Tohoku và Kanto theo một số mô hình.
• Biển Okhotsk: Là lõi của mảng. Biển có độ sâu trung bình khoảng 860 mét, riêng bồn trũng gần quần đảo Kuril sâu gần 3.400 mét. Phần trung tâm của biển gần như không có động đất, trong khi vùng xung quanh có địa chấn mạnh.
• Phía nam: Peter Bird (2003) đặt ranh giới phía nam của mảng đi qua đới kiến tạo Itoigawa-Shizuoka, nghĩa là xếp phần lớn Nhật Bản phía đông bắc vào mảng Okhotsk.
• Phần phía tây bắc: Một số nghiên cứu cho rằng khu vực này gồm nhiều khối nhỏ trượt qua nhau, vừa hấp thụ chuyển động vừa có biến dạng bên trong.

Ranh Giới Của Mảng Okhotsk

Ranh giới của mảng Okhotsk phụ thuộc vào mô hình, nhưng nhìn chung gồm các đoạn sau:

• Phía đông và đông nam (hút chìm): Mảng Thái Bình Dương chìm xuống dưới mảng Okhotsk dọc rãnh Kuril-Kamchatka và rãnh Nhật Bản. Cung hút chìm Kuril-Kamchatka dài khoảng 2.100 km, từ Hokkaido dọc quần đảo Kuril và bờ Thái Bình Dương của Kamchatka đến chỗ giao với cung Aleutian.
• Phía tây: Giáp mảng Amur (rìa đông của mảng Á-Âu). Ranh giới này nằm ở rìa đông của biển Nhật Bản và đi qua vùng Sakhalin, nơi có biến dạng nén ép và trượt ngang.
• Phía bắc và tây bắc (lan tỏa): Ranh giới với mảng Bắc Mỹ và Á-Âu là các đới biến dạng rộng khoảng 200 đến 300 km. Một số nghiên cứu xem đứt gãy Ulakhan là một phần của ranh giới Okhotsk-Bắc Mỹ.
• Điểm tiếp giáp ba mảng: Điểm gặp nhau của mảng Okhotsk, mảng Á-Âu và mảng Bắc Mỹ nằm ở phía bắc vùng biển Okhotsk, gần cực quay của hai mảng Á-Âu và Bắc Mỹ. Gần Kamchatka còn có nơi mảng Okhotsk, Bắc Mỹ và Thái Bình Dương hội tụ.
• Lưu ý: Các nguồn từng mô tả ranh giới Á-Âu-Bắc Mỹ đi xuống qua Sakhalin và Hokkaido, và ranh giới quanh Nhật Bản từng được nhận xét là khó xác định.

Tốc Độ Và Hướng Di Chuyển

• Quay chậm: GPS và các nghiên cứu khác cho thấy mảng Okhotsk quay chậm theo chiều kim đồng hồ, khoảng 0,2 độ mỗi triệu năm quanh một cực nằm phía bắc Sakhalin. Một nghiên cứu GPS dùng 123 trạm cho kết quả khoảng 0,231 độ mỗi triệu năm.
• Chuyển động so với Bắc Mỹ rất nhỏ: Một số nghiên cứu cho rằng chuyển động tương đối giữa mảng Okhotsk và mảng Bắc Mỹ chỉ nhỏ hơn khoảng 5 mm mỗi năm. Ở vùng Okhotsk, ranh giới Á-Âu-Bắc Mỹ chuyển từ tách giãn khoảng 25 mm mỗi năm ở Bắc Đại Tây Dương sang nén ép khoảng 5 mm mỗi năm.
• Mảng Thái Bình Dương: Hội tụ nhanh với mảng Okhotsk. Gần Kuril, mảng Thái Bình Dương di chuyển theo hướng tây bắc, gần như vuông góc với cung đảo.
• Lưu ý: Các thông số phụ thuộc mô hình và vị trí các trạm GPS ở gần ranh giới, nên một thay đổi nhỏ trong hình dạng khối cũng có thể làm thay đổi đáng kể vị trí cực quay.

Hút Chìm Kuril-Kamchatka, Tohoku Và Sakhalin

Hoạt động địa chất của mảng Okhotsk tập trung chủ yếu ở các rìa, đặc biệt ở phía đông:

• Một trong những vùng địa chấn mạnh nhất thế giới: Cung Kuril-Kamchatka thường xuyên có các trận động đất lớn (M ≥ 7) và rất lớn (M ≥ 8). Mảng Thái Bình Dương bị hút chìm có tuổi hơn 100 triệu năm nên rất lạnh và còn đủ giòn để sinh động đất ở độ sâu lớn, đến khoảng 650 km.
• Những trận động đất lớn: IRIS liệt kê các trận ở cung Kuril-Kamchatka có M 8,3 trở lên gồm Kamchatka 1923 (M 8,4), Kuril 1952 (M 9,0), 1958 (M 8,4), 1963 (M 8,5), 1994 (M 8,4) và 2006 (M 8,3).
• Hút chìm xiên ở phía nam: Ở đoạn phía nam của cung Kuril, sự hút chìm xiên làm ứng suất chia thành động đất đẩy trượt vuông góc với rãnh và động đất trượt ngang song song với rãnh.
• Động đất Tohoku 2011: Trận động đất megathrust Mw 9,0 đến 9,1 xảy ra khi mảng Thái Bình Dương chìm xuống dưới mảng Okhotsk. Vị trí chính xác của phần trượt chính được ghi là nằm trên "mảng Bắc Mỹ hoặc Okhotsk", vì mô hình chưa thống nhất.
• Động đất sâu ở biển Okhotsk: Trận động đất M 7,7 ngày 14 tháng 8 năm 2012 xảy ra ở độ sâu khoảng 626 km, bên trong mảng Thái Bình Dương đang chìm. Biển Okhotsk có thể xảy ra các trận sâu như thế dù phần lớn đáy biển lại ít địa chấn.
• Sakhalin và Hokkaido: Ở Sakhalin có trượt ngang bên phải ở phía bắc và nén ép ở phía nam, như trận Neftegorsk Mw 7,0. Ở Hokkaido, sự va chạm giữa các cung đảo tạo thành đới va chạm Hidaka, và trận Shikotan năm 1994 (Ms 8,1) từng gây sóng thần ở quần đảo Kuril.

Lịch Sử Phát Hiện Và Cuộc Tranh Luận

Từ những năm 1970, nhiều nhà địa chất mô tả ranh giới giữa mảng Á-Âu và mảng Bắc Mỹ như một đới biến dạng kéo dài từ sống núi Nansen ở Bắc Băng Dương, qua Đông Bắc Á đến biển Okhotsk rồi xuống Sakhalin và Hokkaido. Trong mô hình đó, biển Okhotsk thuộc mảng Bắc Mỹ. Từ những năm 1990, các nghiên cứu mới cho rằng khu vực này có thể là một vi mảng độc lập.

Cuộc tranh luận vẫn chưa ngã ngũ. Một nghiên cứu GPS năm 2006 ủng hộ cả mảng Okhotsk lẫn mảng Amur độc lập, nhưng một nghiên cứu khác lại cho rằng mô hình không nhất thiết đòi hỏi mảng Okhotsk chuyển động riêng. Có những giả thuyết khác như mảng Okhotsk bị "đẩy" về phía nam (extrusion), nhưng dữ liệu địa chấn hiện chưa ủng hộ rõ ràng, và một số nhà nghiên cứu cho rằng phần tây bắc của mảng thật ra gồm nhiều khối nhỏ. Vì vậy, các tài liệu vẫn ghi cả hai cách gọi: "mảng Okhotsk" và "vi mảng Okhotsk của mảng Bắc Mỹ".

Các Mảng Láng Giềng

• Mảng Thái Bình Dương: Ở phía đông, chìm xuống dưới mảng Okhotsk dọc rãnh Kuril-Kamchatka và rãnh Nhật Bản.
• Mảng Bắc Mỹ: Ở phía bắc và đông bắc, ranh giới lan tỏa. Một số mô hình coi mảng Okhotsk là rìa tây của mảng Bắc Mỹ.
• Mảng Á-Âu: Ở phía tây bắc, tiếp giáp qua một đới biến dạng rộng.
• Mảng Amur: Ở phía tây, một vi mảng nằm ở rìa đông của mảng Á-Âu. Ranh giới nằm ở rìa đông của biển Nhật Bản.
• Mảng biển Philippine: Ở phía nam, tiếp giáp với vùng Nhật Bản, nơi cấu trúc ranh giới nhiều mảng khá phức tạp.

Câu Hỏi Thường Gặp

• Mảng Okhotsk gồm những vùng nào? Biển Okhotsk, Kamchatka, Sakhalin, quần đảo Kuril và miền bắc Nhật Bản, tuy ranh giới cụ thể còn tranh luận.
• Mảng Okhotsk có phải là một mảng độc lập không? Chưa có kết luận chung. Nhiều nghiên cứu ủng hộ đây là một vi mảng riêng, nhưng một số tài liệu vẫn coi nó là một phần của mảng Bắc Mỹ.
• Vì sao Kamchatka và Kuril có nhiều động đất lớn? Vì mảng Thái Bình Dương chìm xuống dưới mảng Okhotsk dọc rãnh Kuril-Kamchatka, tích tụ ứng suất rất lớn.
• Mảng Okhotsk di chuyển nhanh cỡ nào? Rất chậm, chủ yếu là quay khoảng 0,2 độ mỗi triệu năm, và chuyển động so với Bắc Mỹ chỉ vào khoảng vài milimét mỗi năm.

Kết Luận

Mảng Okhotsk là một vi mảng khó xác định nhưng có ý nghĩa lớn. Chuyển động nội tại của nó rất chậm, nhưng ở phía đông, mảng Thái Bình Dương lao xuống dưới nó và tạo ra những trận động đất cực mạnh.

Nguồn tham khảo:

Wikipedia - Okhotsk plate