Núi Lửa Là Gì? Cấu Trúc, Nguyên Nhân Hình Thành Và Tác Động Địa Chất
Bài viết phát hành:
Cập nhật lần cuối:
Trái Đất của chúng ta không phải là một khối đá tĩnh lặng mà là một hành tinh sống động, với lớp vỏ luôn chuyển động không ngừng. Trong số các hiện tượng thiên nhiên vĩ đại, núi lửa là cửa ngõ trực tiếp nối thế giới bề mặt với "lò nung" nhiệt độ cao nằm sâu trong lòng đất.
Núi lửa mang đến những cảnh phun trào dữ dội và sức tàn phá khốc liệt, nhưng đồng thời cũng rất quan trọng với quá trình kiến tạo bề mặt và khí quyển Trái Đất.
Núi Lửa Là Gì?
Núi lửa là một lỗ thông hoặc vết nứt trên lớp vỏ của Trái Đất (hoặc của một hành tinh, vệ tinh khác), cho phép đá nóng chảy, khí và tro bụi từ sâu bên trong thoát ra bề mặt. Theo Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), từ "núi lửa" cũng được dùng để chỉ chính ngọn núi do các vụ phun trào tích tụ nên.
Đá nóng chảy nằm dưới mặt đất gọi là magma. Khi phun ra ngoài bề mặt, nó được gọi là dung nham (lava). Qua nhiều đợt phun trào, dung nham nguội đi, kết hợp với tro bụi tích tụ, biến vết nứt ban đầu thành những ngọn núi hình nón dốc hoặc các vùng địa hình nhô cao.
Tên gọi "volcano" bắt nguồn từ hòn đảo nhỏ Vulcano ở biển Địa Trung Hải, ngoài khơi Sicily. Người xưa tin rằng nơi này là ống khói lò rèn của thần Vulcan trong thần thoại La Mã. Ngày nay chúng ta biết các vụ phun trào không có gì siêu nhiên, và các nhà khoa học có thể nghiên cứu, giải thích chúng. USGS ước tính có khoảng 1.350 núi lửa có thể hoạt động trên thế giới, chưa kể các dải núi lửa liên tục dưới đáy đại dương. Khoảng 500 ngọn trong số đó đã phun trào trong thời kỳ có ghi chép lịch sử.
(Xem thêm: Bí Ẩn MH370: Chuyến Bay Mất Tích Đang Nằm Ở Đâu Dưới Đáy Nam Ấn Độ Dương?)
Nguyên Nhân Hình Thành Núi Lửa
Nguyên nhân cốt lõi sinh ra núi lửa gắn liền với thuyết kiến tạo mảng (plate tectonics). Lớp vỏ Trái Đất không liền khối mà bị chia thành nhiều mảng kiến tạo đang dịch chuyển. Nhiệt tập trung ở lớp phủ trên làm nóng chảy đá cục bộ, tạo ra những giọt magma nhỏ. Chúng gom lại, dâng lên qua các khe nứt và tích tụ thành những bể chứa nằm cách mặt đất vài dặm. Khi áp suất đủ lớn, magma sẽ chọc thủng những vùng yếu của lớp vỏ để phun lên mặt đất. Núi lửa thường hình thành ở ba vị trí địa chất chính:
- Ranh giới hội tụ (đới hút chìm): Khi một mảng đại dương nặng hơn chìm xuống dưới một mảng lục địa nhẹ hơn, nước trong đá của mảng chìm bị ép ra, khiến đá xung quanh nóng chảy một phần. Magma tạo ra nhẹ hơn đá bao quanh nên dâng lên, hình thành các chuỗi núi lửa dạng tầng như dọc Vành đai lửa Thái Bình Dương.
- Ranh giới tách giãn: Khi hai mảng kiến tạo di chuyển ra xa nhau, như ở sống núi giữa Đại Tây Dương, lớp vỏ bị giãn mỏng và nứt ra. Magma từ lớp phủ trào lên lấp đầy khoảng trống, tạo nên những dải núi lửa liên tục dưới đáy đại dương.
- Điểm nóng (Hotspots): Đây là những khu vực nóng bất thường sâu bên dưới, nơi magma dâng lên xuyên qua mảng kiến tạo, kể cả khi ở xa ranh giới mảng. Quần đảo Hawaii là ví dụ điển hình, được tạo nên khi mảng Thái Bình Dương trôi chậm về phía tây bắc phía trên một điểm nóng gần như đứng yên.
Cấu Trúc Cơ Bản Của Một Ngọn Núi Lửa
Núi lửa có nhiều hình dáng khác nhau, nhưng một ngọn núi lửa tiêu chuẩn thường gồm các bộ phận địa chất chính sau:
- Buồng magma (Magma chamber): "Bể chứa" khổng lồ nằm sâu dưới lòng đất, nơi tích tụ đá nóng chảy và các chất khí dưới áp suất cao.
- Ống dẫn chính (Conduit/Vent): Đường ống nối từ buồng magma lên bề mặt, dẫn lối cho vật chất thoát ra ngoài.
- Miệng núi lửa (Crater): Phần lõm hình phễu trên đỉnh núi, nơi dung nham, tro bụi và khí thoát trực tiếp ra bầu khí quyển.
- Sườn núi (Flank): Phần thân núi được tạo thành từ các lớp dung nham đông đặc, tro bụi và mảnh vụn tích tụ qua nhiều chu kỳ phun trào.
Vì Sao Núi Lửa Phun Trào?
Mọi loại magma đều chứa khí hòa tan. Khi magma dâng lên, áp suất xung quanh giảm dần và khí được giải phóng, lặng lẽ hoặc dữ dội tùy thuộc vào độ đặc của magma. Nếu magma loãng, khí thoát ra dễ dàng và dung nham chảy ra êm ả. Nếu magma đặc quánh, khí bị giữ lại và áp suất tích tụ cho đến khi bùng nổ. USGS ví hiện tượng này với một chai nước ngọt có ga: nếu bạn lắc mạnh rồi mở nắp đột ngột, khí và chất lỏng sẽ phun ra cùng lúc.
Vì vậy, các nhà địa chất chia các vụ phun trào thành hai kiểu chính: phun nổ, đẩy tro và mảnh vụn lên không trung, và phun chảy, để dung nham chảy ra ngoài. Cùng một ngọn núi có thể thể hiện cả hai kiểu trong một chu kỳ hoạt động.
Các Loại Núi Lửa Chính
Theo USGS, các nhà địa chất thường chia núi lửa thành bốn loại chính:
- Nón tro xỉ (Cinder cone): Loại đơn giản nhất, hình thành từ các mảnh dung nham văng ra từ một cửa phun duy nhất. Núi Parícutin ở Mexico bắt đầu mọc lên giữa một trang trại vào năm 1943 và cao tới khoảng 1.200 feet.
- Núi lửa dạng tầng (Stratovolcano): Những khối núi hình nón dốc, đối xứng, được xây từ các lớp dung nham và tro bụi xen kẽ. Fuji (Nhật Bản) và Rainier (Hoa Kỳ) thuộc nhóm này.
- Núi lửa dạng khiên (Shield volcano): Được xây gần như hoàn toàn bởi dung nham bazan loãng, tạo nên khối núi rộng với sườn thoải. Mauna Loa ở Hawaii là ngọn núi lửa dạng khiên lớn nhất thế giới.
- Vòm dung nham (Lava dome): Những khối dung nham quá đặc để chảy xa, nên chất đống ngay quanh miệng phun. Chúng thường xuất hiện trong miệng hố hoặc trên sườn các núi lửa dạng tầng lớn.
Tác Động Của Núi Lửa Đối Với Trái Đất Và Con Người
Núi lửa luôn mang hai mặt trong tiến trình phát triển của hành tinh:
Tác Động Tiêu Cực Và Hiểm Họa
Những vụ phun trào dữ dội có thể sinh ra dòng mảnh vụn núi lửa (pyroclastic flows) thiêu rụi mọi thứ trên đường đi và dòng lũ bùn Lahar càn quét các thung lũng. Tro bụi phát tán rộng cũng gây gián đoạn giao thông hàng không. Theo USGS, những hạt tro mịn nhất có thể bay lên nhiều dặm trong bầu khí quyển và được gió tầng bình lưu mang quanh Trái Đất nhiều vòng trước khi rơi xuống.
Lịch sử đã để lại nhiều ví dụ đau lòng. Ngày 24 tháng 8 năm 79 sau Công nguyên, núi Vesuvius bất ngờ phun trào và chôn vùi hai thành phố La Mã Pompeii và Herculaneum dưới tro nóng, khi ngọn núi đã yên lặng hàng trăm năm và được cho là đã tắt. Còn vào ngày 18 tháng 5 năm 1980, vụ phun trào của núi St. Helens ở bang Washington, Hoa Kỳ, cùng các dòng bùn và lũ kèm theo, khiến 57 người chết hoặc mất tích và gây thiệt hại tài sản hơn 1,2 tỷ đô la Mỹ. Khi đọc lại những con số này, chúng tôi không khỏi chạnh lòng.
Tác Động Tích Cực Và Giá Trị Địa Chất
- Tạo dựng địa hình mới: USGS cho biết hơn 80 phần trăm bề mặt Trái Đất, cả trên cạn lẫn dưới đáy biển, có nguồn gốc núi lửa. Vô số vụ phun trào đã tạo nên núi, cao nguyên, đồng bằng và các hòn đảo giữa đại dương. Khí thải từ các miệng núi lửa qua hàng trăm triệu năm cũng góp phần hình thành các đại dương và bầu khí quyển đầu tiên của hành tinh.
- Đất đai phì nhiêu: Vật liệu núi lửa khi phong hóa tạo thành một số loại đất màu mỡ nhất trên Trái Đất, nuôi sống nhiều nền văn minh. Đất đỏ bazan quen thuộc ở Tây Nguyên là một ví dụ.
- Năng lượng địa nhiệt: Nhiệt bên trong các hệ thống núi lửa trẻ đã được khai thác để sản xuất điện địa nhiệt.
- Khoáng sản kim loại: Phần lớn kim loại được khai thác trên thế giới, như đồng, vàng, bạc, chì và kẽm, có liên quan đến các khối magma nằm sâu trong phần rễ của những núi lửa đã tắt.
Kết Luận
Núi lửa không chỉ là những đợt bùng nổ đáng sợ của tự nhiên, mà còn là minh chứng sống động nhất cho nguồn năng lượng kiến tạo dồi dào bên trong lòng Trái Đất. Hiểu được cấu trúc, nguyên nhân hình thành và cơ chế hoạt động của núi lửa là chìa khóa giúp con người sống an toàn hơn với chúng, đồng thời khai thác những giá trị mà hành tinh mang lại.
Nguồn tham khảo:
