Tại sao Trái Đất lại rung động mỗi 26 giây một lần?

Vào đầu những năm 1960, Jack Oliver là nhà nghiên cứu tại Đài quan sát Địa chất Lamont của Đại học Columbia (nay được gọi là Đài quan sát Trái Đất Lamont-Doherty ở Mỹ). Vào thời điểm này, ông đã xuất bản một nghiên cứu về "cơn bão vi địa chấn" với thời gian khoảng 26 đến 27 giây và trở thành người đầu tiên ghi lại xung bí ẩn này.

Bài báo của Oliver tuyên bố rằng xung dường như bắt nguồn từ "phía nam hoặc xích đạo Đại Tây Dương" và thảo luận về hai giả thuyết liên quan đến cơ chế nguồn của nó.

"Giả thuyết favored" cho rằng xung được tạo ra bởi sóng biển phân tán va vào bờ biển Vịnh Guinea. Nhưng một giả thuyết thứ hai cho rằng xung là một loại "chấn động điều hòa" liên quan đến hoạt động magma dưới Nam Đại Tây Dương. Oliver thậm chí còn phát hiện ra rằng rung động này giống như nhịp đập của trái tim và nó sẽ mạnh hơn trong những tháng mùa hè ở Bắc bán cầu.

Tại thời điểm đó, Oliver không có các công cụ tiên tiến như máy đo địa chấn kỹ thuật số để tùy ý sử dụng. Thay vào đó, ông ấy phải xử lý các hồ sơ giấy, điều này có thể đã hạn chế khả năng nghiên của Oliver.

Khoảng 20 năm sau, một nhà nghiên cứu của Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ đã xem xét kỹ hơn về hiện tượng vi địa chấn kỳ lạ này. Nhà địa chất học Gary Holcomb đã phát hiện ra rằng xung mạnh hơn vào những thời điểm nhất định, cho phép nghiên cứu chi tiết về bản chất của nó.

Đáng buồn thay, những nghiên cứu chi tiết Holcomb và Oliver đã bị thất lạc. Nhưng vào năm 2005, một sinh viên mới tốt nghiệp tên là Greg Bensen đã tình cờ bắt gặp những rung động này của Trái Đất và nghiên cứu về nó.

Vào thời điểm đó, Bensen đang phân tích những dữ liệu địa chấn tại Đại học Colorado ở Boulder. Một ngày nọ, cố vấn của Bensen đã yêu cầu anh ấy trình bày những gì anh ấy đang làm và anh ấy đã lấy ra một số dữ liệu. Và Bensen đã cho rằng những rung động này một tín hiệu mạnh đến từ một nơi nào đó rất xa.

Mike Ritzwoller, một nhà địa chấn học tại Đại học Colorado, đã chia sẻ những nghiên cứu của mình về rung động của Trái Đất cho Tạp chí Khám phá. Theo đó, khi Ritzwoller và nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Nikolai Shapiro để mắt đến rung động bất thường này, họ nhận ra rằng có điều gì đó kỳ lạ đang diễn ra. Tuy nhiên, họ không biết đó là gì.

Nhóm đã kiểm tra các tín hiệu, phân tích dữ liệu và kiểm tra các thiết bị của họ trước khi kết luận rằng thuyết vi địa chấn này thực sự có thật.

Sau đó, họ bắt đầu làm việc và lập tam giác nguồn gốc của xung đến một vị trí duy nhất ở Vịnh Guinea, ngoài khơi bờ biển phía tây châu Phi. Họ cũng khai thác các dữ liệu còn lại từ nghiên cứu của Oliver và Holcomb và xuất bản bài báo của riêng họ vào năm 2006 trên tạp chí Geophysical Research Letters.

Vào những năm 2010, một sinh viên tốt nghiệp khác đã phân tích chi tiết xung. Sinh viên này tên là Garrett Euler, đang làm việc tại phòng thí nghiệm của nhà địa chấn học Doug Wiens tại Đại học Washington ở St. Louis. Và thông qua công trình của Euler, phạm vi nguồn xung đã được thu hẹp xuống Bight of Bonny ở Vịnh Guinea.

Ngay cả khi không có động đất hoặc núi lửa phun trào (hay còn gọi là "thời gian yên tĩnh"), tiếng ồn địa chấn vẫn tồn tại trong nền của Trái Đất. Theo Ritzwoller, Mặt Trời là nguyên nhân chính dẫn đến điều này.

Mặt trời làm nóng đường xích đạo nhiều hơn các cực, sau đó tạo ra gió, bão, dòng hải lưu và sóng. Sau đó, khi một con sóng đánh vào bờ biển, năng lượng sẽ được truyền vào đất liền.

Ông giải thích, điều này tương tự như cách gõ vào bàn và nhưng năng lượng từ tiếng gõ có thể truyền qua bàn và có thể cảm nhận được ở đầu đối diện.

Sử dụng các mẫu trong tiếng ồn địa chấn xung quanh này, các nhà nghiên cứu có thể tìm hiểu về bên trong Trái Đất.

Bên cạnh việc thu hẹp điểm gốc của xung, Euler cũng đưa ra trường hợp sóng đánh vào bờ biển là nguyên nhân có thể dẫn đến những rung động bất thường này.

Khi sóng truyền qua đại dương, sự chênh lệch áp suất trong nước có thể không ảnh hưởng nhiều đến đáy đại dương. Nhưng khi nó va vào thềm lục địa, nơi nền đất rắn gần bề mặt hơn, áp suất sẽ làm biến dạng đáy đại dương (giống như việc gõ vào bàn) và gây ra các xung địa chấn phản ánh hoạt động của sóng. Vào năm 2013, Euler đã trình bày những phát hiện của mình tại hội nghị Hiệp hội địa chấn Hoa Kỳ.

Tuy nhiên, không phải tất cả mọi người đều đồng ý với nhận định này. Trong một nghiên cứu khác được công bố vào năm 2013 bởi một nhóm do Yingjie Xia từ Viện Đo đạc và Địa vật lý ở Vũ Hán, Trung Quốc, dẫn đầu, một lời giải thích khác đã được đưa ra, đó chính là núi lửa.

Đây không phải là cuộc tranh luận duy nhất trong bí ẩn này. Có một câu hỏi khác vẫn còn tồn tại như tại sao xung bắt nguồn từ Bight of Bonny? Điều gì làm cho nó trở nên độc đáo như vậy? Thật không may, các nhà nghiên cứu cụ thể ở thời điểm hiện tại vẫn chưa trả lời được điều này.

Mặc dù rất hấp dẫn, nhưng xung có thể không phải là ưu tiên hàng đầu của các nhà địa chấn học. Như Wiens nói, các nhà địa chấn học có xu hướng tập trung vào một số thứ cụ thể, chẳng hạn như xác định cấu trúc bên dưới các lục địa.

Và nghiên cứu về rung động của Trái Đất dường như không thuộc về điều này. Vì vậy, có khả năng xung nhịp được định sẵn vẫn là một ví dụ về nhiều điều chưa biết và vẫn tồn tại trên hành tinh của chúng ta.

Nguồn: Earthlymission; Nature; NASA