Nghiên cứu địa chấn toàn cầu mới nhất cho thấy ở phần sâu nhất của Trái đất, ở lớp thấp nhất của lớp phủ gần lõi, có những vùng biến dạng quy mô lớn mà trước đây rất khó quan sát trực tiếp. Điều này cung cấp manh mối mới để hiểu vật chất bên trong Trái đất chảy gần ranh giới lõi-lớp phủ như thế nào. Các kết quả được công bố trên tạp chí địa chấn The Seismic Record, bao phủ khoảng 75% lớp phủ dưới, cách bề mặt khoảng 2.900 km (khoảng 1.800 dặm).


Lớp phủ bên trong Trái Đất không đứng yên mà bị tác động bởi nhiệt từ sâu, tạo thành sự đối lưu chậm và lớn, đẩy các mảng bề mặt trôi dạt trên bề mặt hành tinh. Những sự đối lưu này không chỉ thúc đẩy sự chuyển động của các mảng kiến ​​tạo mà còn “kéo dài”, “xoắn” và định hình lại lớp phủ ở độ sâu. Tuy nhiên, trước đây, các nhà khoa học khó có thể mô tả trực tiếp sự phân bố không gian của biến dạng sâu này trên quy mô toàn cầu.

Nghiên cứu mới do Jonathan Wolf và nhóm của ông dẫn đầu đã sử dụng hơn 16 triệu bản ghi động đất từ ​​24 trung tâm dữ liệu trên khắp thế giới để xây dựng hình ảnh toàn cầu chi tiết nhất về tính dị hướng lớp phủ ở mức độ thấp cho đến nay. Nghiên cứu tập trung vào sóng biến dạng truyền qua lớp phủ, đi vào lõi và sau đó quay trở lại lớp phủ. Sự khác biệt về tốc độ truyền sóng địa chấn theo các hướng khác nhau có thể phản ánh cấu trúc và thành phần bên trong của vật liệu đi qua, từ đó tiết lộ liệu đá sâu có ở trạng thái biến dạng định hướng hay không.

Các nhà khoa học gọi hiện tượng truyền sóng phụ thuộc vào hướng này là "dị hướng địa chấn" và nó được coi là tín hiệu vật lý quan trọng để xác định xem lớp phủ có bị biến dạng hay không. Thông qua phân tích có hệ thống các tín hiệu này, nhóm nghiên cứu có thể lập bản đồ phân bố biến dạng của lớp phủ dưới ở quy mô hàng trăm km để suy ra tốt hơn đường đi và mô hình của vật liệu ở độ sâu đó.

Kết quả cho thấy khoảng 2/3 vùng lớp phủ phía dưới được phân tích có tín hiệu dị hướng đáng kể và hầu hết các tín hiệu này tập trung ở những khu vực được coi là "nghĩa địa của các mảng hút chìm" - nơi các mảng chìm lâu ngày đã tích tụ ở độ sâu. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng sự tương ứng về không gian này phù hợp với dự đoán của các mô phỏng địa động lực trước đây, nhưng lần này ở quy mô toàn cầu chưa từng có, sử dụng dữ liệu quan sát quy mô rất lớn để đưa ra bằng chứng địa chấn trực tiếp.

Vẫn có nhiều cách giải thích có thể giải thích tại sao những mảng hút chìm sâu này lại có tính dị hướng. Một quan điểm cho rằng một số mảng có thể giữ lại "tính dị hướng hóa thạch" được hình thành khi chúng ở gần bề mặt; nhưng một lời giải thích hứa hẹn hơn là khi mảng này chìm xuống hoàn toàn cho đến khi tiếp cận ranh giới lõi-lớp phủ, nó sẽ bị biến dạng nghiêm trọng hơn, đồng thời ép và làm xáo trộn vật liệu lớp phủ bên dưới xung quanh, do đó định hình lại sự sắp xếp tinh thể bên trong đá ở quy mô lớn hơn.

Ở độ sâu này, nhiệt độ và áp suất cực cao cũng có thể làm thay đổi cấu trúc của khoáng chất trong tấm và các vật liệu xung quanh, khiến nó hình thành một "kết cấu" dị hướng mới, tăng cường hơn nữa sự khác biệt về hướng truyền sóng địa chấn. Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh việc thiếu các khu vực có tín hiệu dị hướng rõ ràng không có nghĩa là không có biến dạng nào cả, mà nhiều khả năng là các phương pháp quan sát và phân tích hiện tại không đủ để phân biệt các tín hiệu yếu hơn hoặc phức tạp hơn này.

Wolf cho biết bản thân dữ liệu địa chấn thu thập được lần này vẫn là một "kho báu" cần được khám phá chuyên sâu và dự kiến ​​sẽ hỗ trợ nhiều nghiên cứu hơn về cấu trúc sâu và các quá trình động của trái đất trong tương lai. Ông hình dung rằng với việc tích lũy thêm dữ liệu và phương pháp, cộng đồng khoa học cuối cùng sẽ có cơ hội phân định rõ ràng hơn hướng dòng chảy tổng thể của lớp phủ dưới trên quy mô toàn cầu, tích hợp thông tin dị hướng ở các quy mô bên khác nhau và "chiếu sáng" vùng ẩn này của bên trong Trái đất từ ​​nhiều góc độ.

Bài báo có tựa đề "Biến dạng lan rộng ở đáy lớp phủ liên kết với các phiến bị hút chìm". Các tác giả bao gồm Jonathan Wolfe, Barbara Romanowicz, Ed Ganero, Weiqiang Zhu và John D. West. Nó được xuất bản vào ngày 1 tháng 4 năm 2026. Nghiên cứu do Hiệp hội Địa chấn Hoa Kỳ công bố, nhấn mạnh thêm vai trò quan trọng của địa vật lý sâu trong việc tìm hiểu sự tiến hóa của kiến ​​tạo mảng và lịch sử nhiệt lâu dài của hành tinh.