Tại sao có nhiều núi lửa dưới đáy đại dương?

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng có từ 1 đến 3 triệu núi lửa nằm dưới đáy đại dương trên toàn cầu, chủ yếu tập trung tại các khu vực có hoạt động kiến tạo mạnh mẽ. Điều này mở ra một thế giới bí ẩn dưới nước mà chúng ta vẫn chưa khám phá hết.

Hình ảnh cho thấy đỉnh của miệng núi lửa West Mata đã phun trào vào năm 2009, một minh chứng cho sự hoạt động mạnh mẽ của các núi lửa dưới nước.

Núi lửa không phân bố ngẫu nhiên mà thường tập trung tại các đường đứt gãy kiến tạo. Chẳng hạn, khoảng 75% số núi lửa trên thế giới nằm dọc theo Vành đai lửa Thái Bình Dương, nơi mà 10% hoạt động núi lửa toàn cầu diễn ra tại Nhật Bản. Do đó, câu hỏi không chỉ là “tại sao có nhiều núi lửa dưới nước” mà còn là “tại sao có nhiều rìa mảng kiến tạo dưới đáy biển”.

Đầu tiên, quá trình hút chìm, trong đó một mảng kiến tạo trượt xuống dưới mảng khác khi va chạm, là nguyên nhân chính dẫn đến hoạt động núi lửa tại Vành đai lửa Thái Bình Dương. Quá trình này cần có sự hiện diện của nước để làm mềm lớp phủ, cho phép mảng chìm xuống. Thứ hai, theo chu kỳ Wilson, khi các siêu lục địa hình thành và tan rã do hoạt động kiến tạo, các mảng tách ra sẽ tạo ra bồn địa lớn, dẫn đến sự hình thành biển, ngay cả khi ban đầu chúng nối liền với đất liền.

Về cơ bản, phần lớn các mảng kiến tạo gặp nhau dưới nước, vì rất khó để hai mảng lục địa lớn không bị phá vỡ mà không tạo ra đại dương ở giữa. Những khu vực có mảng kiến tạo di chuyển thường có sự hiện diện của núi lửa, ngay cả khi chúng nằm sâu dưới mặt nước.

Hệ quả của một vụ phun trào núi lửa dưới nước là gì?

Núi lửa trên đất liền thường tạo ra những ngọn núi lớn với dung nham đỏ rực và những vụ nổ mạnh mẽ, như núi Etna hay Rainier. Tuy nhiên, dưới đáy đại dương, nơi nhiệt độ chỉ khoảng 4°C, một vụ phun trào núi lửa diễn ra rất khác biệt. Theo thông tin từ Trung tâm Đại dương của Viện Smithsonian, nhiều nhà khoa học vẫn chưa hiểu rõ về hoạt động của núi lửa dưới nước do các vụ phun trào thường bị che khuất dưới hàng nghìn mét nước.

Khi núi lửa West Mata, nằm ở độ sâu 3 km dưới Thái Bình Dương gần Fiji, phun trào, magma nóng được phun lên và tạo thành một vệt sáng trước khi chìm xuống đáy biển. Vụ phun trào này giải phóng tro và đá vào nước, với dung nham nóng chảy phát sáng bên dưới. Tuy nhiên, nhiều núi lửa dưới nước khác không hoạt động mạnh mẽ như vậy. Đôi khi, chỉ có những bong bóng khí nổi lên bề mặt đại dương, trong khi magma vẫn chịu áp lực lớn từ hàng tấn nước đại dương khi chìm xuống.

Điều này có nghĩa là dung nham sẽ đông đặc thành nhiều hình dạng khác biệt so với trên đất liền. Do áp lực nước lớn và sự làm mát nhanh chóng, dung nham không thể bùng nổ như trong không khí mà thường đông lạnh thành thủy tinh núi lửa hoặc dung nham gối phồng. Thậm chí, ở độ sâu khoảng 2.200 m, nơi áp suất quá lớn để nước sôi, khi nước tiếp xúc với magma nóng ở 800 độ C, nó sẽ bốc hơi ngay lập tức. Sự giãn nở nhanh chóng thành hơi nước có thể đủ mạnh để phá vỡ dung nham. Ngược lại, khi magma tiếp xúc với nước, sự thay đổi nhiệt độ đột ngột khiến magma đông đặc ngay lập tức trong một quá trình gọi là tôi (quenching).

An Khang (Theo IFL Science, New Scientist)