Vành Đai Lửa Thái Bình Dương Là Gì? Những Thảm Họa Dọc Vành Đai Lửa

Nếu có dịp nhìn Trái Đất từ ngoài không gian và đánh dấu mọi nơi từng có núi lửa phun trào hay động đất lớn, chúng tôi tin rằng bạn sẽ thấy ngay một vòng cung khổng lồ ôm lấy Thái Bình Dương. Đó là Vành đai lửa Thái Bình Dương (Pacific Ring of Fire), dải đất hình móng ngựa dài khoảng 40.000 km, nơi từng chứng kiến phần lớn những thảm họa địa chất khiến nhân loại ám ảnh. Có những ngôi làng bị sóng thần xóa sổ chỉ trong vài phút, nhưng cũng có những vùng đất màu mỡ nhất hành tinh nằm ngay dưới chân một ngọn núi lửa. Bài viết này đi từ khái niệm đến cơ chế, rồi đến những hệ quả mà chúng ta đang sống chung mỗi ngày.

Vành Đai Lửa Thái Bình Dương Là Gì?

Vành đai lửa Thái Bình Dương là một chuỗi gần như liên tục các rãnh đại dương, cung núi lửa và đới kiến tạo hình móng ngựa bao quanh lòng chảo Thái Bình Dương. Dải này còn được gọi là vành đai Circum-Pacific. Cần lưu ý rằng nó không phải ranh giới hành chính, mà là khái niệm địa chất mô tả nơi các mảng kiến tạo tiếp xúc, va chạm và trượt qua nhau.

Theo các tài liệu của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) và National Geographic, những con số nổi bật của vành đai này gồm:

• Chiều dài: khoảng 40.000 km, tương đương một vòng quanh Trái Đất.
• Số núi lửa: khoảng 452 núi lửa, chiếm hơn 75% số núi lửa hoạt động và ngủ yên của thế giới.
• Động đất: khoảng 90% số trận động đất toàn cầu xảy ra dọc theo vành đai, trong đó có khoảng 81% số trận động đất lớn nhất.

(Xem thêm: Stromboli Là Núi Lửa Gì? Những rủi ro tiềm ẩn và nguy hiểm)

Vành Đai Lửa Nằm Ở Đâu Và Đi Qua Những Quốc Gia Nào?

Nếu đi theo chiều kim đồng hồ, vành đai bắt đầu từ New Zealand, chạy qua quần đảo Tonga, Indonesia, Philippines, Nhật Bản, bán đảo Kamchatka của Nga, rồi vòng qua quần đảo Aleutian và Alaska. Từ đó nó đổ xuống dọc bờ Tây Bắc Mỹ, đi qua Mexico và Trung Mỹ, kết thúc ở dãy Andes của Nam Mỹ. Một số núi lửa ở Nam Cực cũng được xem là phần khép kín của vòng cung này.

Nhiều thành phố lớn nằm rất gần vành đai, như Tokyo, Manila, Jakarta, San Francisco hay Santiago. Hàng trăm triệu người đang sống, làm việc và nuôi con ngay trên hoặc cạnh vùng đất không bao giờ yên tĩnh hoàn toàn này.

Thuyết Kiến Tạo Mảng Giải Thích Vành Đai Lửa Như Thế Nào?

Để hiểu vì sao vành đai này tập trung nhiều núi lửa và động đất, chúng ta cần nhìn vào thuyết kiến tạo mảng. Lớp vỏ cứng bên ngoài của Trái Đất, gọi là thạch quyển, không liền mạch mà nứt vỡ thành nhiều mảng. Các mảng này nằm trên lớp manti bên dưới và dịch chuyển với tốc độ vài centimet mỗi năm, gần bằng tốc độ móng tay chúng ta mọc dài ra. Manti thực ra không phải chất lỏng, mà là đá rắn có thể chảy rất chậm trên thang thời gian địa chất.

Lòng chảo Thái Bình Dương chủ yếu nằm trên mảng Thái Bình Dương, một trong những mảng lớn nhất hành tinh. Xung quanh nó là nhiều mảng khác như mảng Á-Âu, mảng Bắc Mỹ, mảng Nam Mỹ, mảng Nazca, mảng Cocos, mảng Philippine và mảng Ấn Độ-Úc.

• Phía đông: các mảng Nazca và Cocos chìm xuống bên dưới mảng Nam Mỹ và mảng Caribe, tạo nên dãy Andes hùng vĩ.
• Phía bắc và phía tây: mảng Thái Bình Dương chìm xuống bên dưới các cung đảo như Aleutian, Kamchatka và Nhật Bản.
• Phía nam: phức tạp hơn, với nhiều mảng nhỏ va chạm ở quần đảo Mariana, Philippines, Tonga và New Zealand.

Vùng Hút Chìm Tạo Ra Magma Và Núi Lửa Ra Sao?

Nguyên nhân cốt lõi sinh ra hàng trăm núi lửa dọc vành đai là cơ chế vùng hút chìm (subduction zone). Quá trình này diễn ra qua ba bước.

• Mảng nặng chìm xuống mảng nhẹ: mảng đại dương vừa nặng vừa lạnh, khi va chạm với mảng lục địa nhẹ hơn hoặc một mảng đại dương già hơn, sẽ chìm xuống bên dưới và đi sâu vào lớp manti nóng.
• Nước làm đá dễ nóng chảy hơn: khi chìm sâu hàng chục đến hàng trăm kilômét, mảng giải phóng nước từ trầm tích và khoáng vật. Nước thấm vào lớp manti phía trên làm giảm điểm nóng chảy của đá, khiến đá chảy thành magma.
• Magma dâng lên tạo núi lửa: magma nhẹ hơn đá rắn xung quanh nên tìm đường trồi lên qua các khe nứt của vỏ Trái Đất, tạo thành những chuỗi núi lửa vòng cung như quần đảo Nhật Bản hay dãy Andes. Khi magma lên tới bề mặt, nó được gọi là dung nham.

Nơi mảng chìm xuống thường để lại một rãnh đại dương sâu. Dọc vành đai có rãnh Peru-Chile, rãnh Aleutian, rãnh Nhật Bản, rãnh Kuril-Kamchatka, rãnh Tonga, rãnh Kermadec và rãnh Mariana, nơi có vực Challenger Deep, điểm sâu nhất đại dương với độ sâu gần 11.000 m. Mỗi rãnh là một vết sẹo đánh dấu nơi một mảng đại dương đang chìm dần vào lòng Trái Đất.

Ma Sát Đứt Gãy Và Cơ Chế Sinh Ra Động Đất Lớn

Vùng hút chìm không chỉ sinh ra núi lửa mà còn là nguồn của những trận động đất mạnh nhất. Các mảng kiến tạo không trượt mượt mà qua nhau. Bề mặt tiếp xúc giữa chúng thường bị kẹt do ma sát, trong khi các mảng vẫn tiếp tục chuyển động. Ứng suất vì thế tích tụ dần qua nhiều thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ, giống như một chiếc lò xo bị nén chặt trong im lặng.

Đến lúc lực ma sát không còn giữ nổi, hai mảng bật trượt đột ngột trong vài giây đến vài phút. Năng lượng tích tụ được giải phóng thành sóng địa chấn lan khắp hành tinh. Những trận động đất khổng lồ xảy ra tại vùng hút chìm như vậy được gọi là động đất megathrust, và hầu hết các trận mạnh nhất từng được ghi nhận bằng thiết bị đều thuộc loại này.

Không phải mọi ranh giới trên vành đai đều là hút chìm. Đứt gãy San Andreas nổi tiếng ở California là đứt gãy trượt ngang (transform), nơi hai mảng trượt ngang qua nhau. Loại ranh giới này cũng sinh động đất, dù cơ chế khác với vùng hút chìm.

Vì Sao Động Đất Dưới Đáy Biển Có Thể Gây Sóng Thần?

Khi mảng bật trượt dưới đáy biển, nền đáy có thể nâng lên hoặc hạ xuống vài mét trên diện tích rất rộng. Cả cột nước phía trên bị đẩy theo, tạo thành những con sóng lan ra mọi hướng với tốc độ tương đương máy bay phản lực ở vùng nước sâu. Ra giữa đại dương, sóng thần chỉ cao vài chục centimet nên tàu thuyền gần như không nhận ra. Nhưng khi tiến vào vùng nước nông gần bờ, sóng bị dồn lại, dâng cao và có sức tàn phá khủng khiếp.

Những Thảm Họa Lớn Dọc Vành Đai Lửa

• Động đất Valdivia, Chile (năm 1960): trận động đất mạnh nhất từng được ghi nhận, với độ lớn 9,5, xảy ra ở vùng hút chìm nơi mảng Nazca chìm xuống bên dưới mảng Nam Mỹ.
• Động đất Alaska (năm 1964): trận động đất lớn thứ hai trong lịch sử ghi nhận, với độ lớn 9,2, liên quan đến sự hút chìm của mảng Thái Bình Dương bên dưới mảng Bắc Mỹ.
• Vụ phun trào Krakatoa, Indonesia (năm 1883): một trong những vụ phun trào gây tiếng nổ lớn nhất được ghi nhận, kèm sóng thần chết người và hiện tượng làm lạnh khí hậu toàn cầu trong thời gian ngắn. Indonesia nằm ở giao điểm giữa Vành đai lửa và một đới núi lửa khác, nên Krakatoa thường được nhắc đến cùng vành đai này.
• Vụ phun trào Pinatubo, Philippines (năm 1991): một trong những vụ phun trào lớn nhất thế kỷ 20, đẩy lượng khí và bụi khổng lồ lên tầng cao khí quyển và làm nhiệt độ toàn cầu giảm nhẹ trong khoảng một đến hai năm.
• Thảm họa Tohoku, Nhật Bản (năm 2011): trận động đất có độ lớn khoảng 9,0 đến 9,1 gây ra sóng thần với độ cao dâng nước lên tới khoảng 40 m ở một số nơi, cướp đi hàng chục nghìn sinh mạng và dẫn đến sự cố hạt nhân tại nhà máy Fukushima Daiichi.

Với chúng tôi, điều đọng lại sau những con số này không phải là độ lớn hay cột nước, mà là sự im lặng sau thảm họa. Mỗi trận động đất đều để lại những gia đình phải bắt đầu lại từ đầu, và đó là lý do khoa học về vành đai này không chỉ là chuyện của các nhà địa chất.

Vành Đai Lửa Cũng Mang Lại Tài Nguyên Quý

Cùng một cỗ máy địa chất gây ra thảm họa cũng ban tặng cho con người nhiều thứ giá trị.

• Năng lượng địa nhiệt: nhiệt từ magma ngầm cung cấp nguồn năng lượng sạch. New Zealand, Nhật Bản, Philippines, Indonesia và Hoa Kỳ đều khai thác địa nhiệt để sản xuất điện.
• Mỏ khoáng sản: dung dịch giàu khoáng chất từ hoạt động magma di chuyển lên các tầng nông, góp phần tạo mỏ đồng, vàng, bạc và nhiều kim loại khác dọc các vành đai núi lửa ở châu Mỹ và Đông Nam Á. Dãy Andes là ví dụ điển hình với các mỏ đồng quy mô lớn.
• Đất đai màu mỡ: tro núi lửa phong hóa tạo nên những vùng đất canh tác trù phú, và đó là lý do nhiều cộng đồng vẫn chọn sống gần núi lửa dù biết rủi ro.

Con Người Sống Chung Với Vành Đai Lửa Bằng Cách Nào?

Khoa học hiện chưa thể dự báo chính xác thời điểm một trận động đất lớn xảy ra. Vì vậy các quốc gia nằm trên vành đai tập trung vào chuẩn bị thay vì chờ đợi dự báo. Nhật Bản xây dựng tiêu chuẩn kháng chấn nghiêm ngặt, hệ thống cảnh báo sớm và diễn tập sơ tán thường xuyên cho học sinh, công sở. Các trung tâm cảnh báo sóng thần quanh Thái Bình Dương theo dõi dữ liệu địa chấn và mực nước biển để phát tin cho nhiều quốc gia trong vài phút đến vài giờ. Với người dân, những việc nhỏ như biết đường sơ tán, chuẩn bị túi khẩn cấp và nhận diện dấu hiệu sóng thần ở vùng ven biển có thể tạo ra khác biệt lớn.

Việt Nam Có Nằm Trong Vành Đai Lửa Không?

Việt Nam không nằm trực tiếp trên Vành đai lửa Thái Bình Dương, nên rủi ro động đất và núi lửa nói chung thấp hơn nhiều so với Nhật Bản, Philippines hay Indonesia. Nhưng điều đó không có nghĩa là hoàn toàn an toàn. Vùng Tây Bắc, như khu vực Điện Biên, từng ghi nhận những trận động đất đáng kể. Chúng tôi cho rằng chúng ta vẫn nên theo dõi thông tin của các cơ quan chức năng, vì các trận động đất lớn ở khu vực Philippines và Tây Thái Bình Dương đôi khi có thể kéo theo cảnh báo sóng thần cho vùng biển Đông.

Câu Hỏi Thường Gặp

• Vành đai lửa Thái Bình Dương dài bao nhiêu? Khoảng 40.000 km, hình móng ngựa quanh Thái Bình Dương.
• Có bao nhiêu núi lửa trên Vành đai lửa? Khoảng 452 núi lửa, chiếm hơn 75% số núi lửa hoạt động và ngủ yên của thế giới.
• Bao nhiêu phần trăm động đất xảy ra ở đây? Khoảng 90% số trận động đất toàn cầu, và khoảng 81% số trận động đất lớn nhất.
• Vì sao vành đai này nhiều núi lửa? Vì các mảng đại dương chìm xuống ở vùng hút chìm, giải phóng nước làm đá chảy thành magma và dâng lên tạo núi lửa.
• Trận động đất mạnh nhất lịch sử xảy ra ở đâu? Ở Valdivia, Chile năm 1960, với độ lớn 9,5, và nó nằm trên Vành đai lửa.
• Có thể dự báo trước động đất ở vành đai này không? Hiện chưa có phương pháp nào dự báo chính xác thời điểm. Các nước chủ yếu dựa vào cảnh báo sớm, xây dựng kháng chấn và diễn tập sơ tán.

Kết Luận

Vành đai lửa Thái Bình Dương tập trung nhiều núi lửa và động đất nhất thế giới vì đây là nơi các mảng kiến tạo lớn va chạm và chìm xuống nhau liên tục. Quá trình hút chìm, ma sát đứt gãy và dòng magma không ngừng nghỉ cho thấy Trái Đất là một hành tinh sống động. Với chúng tôi, điều đáng nhớ là cùng một cơ chế vừa mang tới thảm họa, vừa đem lại địa nhiệt, khoáng sản và đất đai màu mỡ. Hiểu quy luật của vành đai này giúp con người chuẩn bị tốt hơn để chung sống với nó.

Nguồn tham khảo:

• U.S. Geological Survey (USGS): Ring of Fire
• National Geographic Education: Ring of Fire