Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí AGU Advances cung cấp bằng chứng cho thấy chất lỏng đóng vai trò quan trọng trong các trận động đất tập trung sâu - xảy ra từ 300 đến 700km dưới bề mặt hành tinh. Nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học Viện Khoa học Carnegie và Đại học Alberta.
Hầu hết các trận động đất xảy ra gần bề mặt Trái đất tới độ sâu khoảng 70km, xảy ra khi sức ép tích tụ tại chỗ đứt gãy giữa hai khối đá, khiến các khối này đột ngột trượt qua nhau.
Những điều kiện này khó xảy ra khi càng vào sâu trong Trái đất nhưng từ những năm 1920, giới khoa học đã xác định được những trận động đất ở độ sâu hơn 300km.
Nghiên cứu nhiều thập kỷ qua chỉ ra vai trò của nước trong các trận động đất ở độ sâu trung bình - 70 đến 300km dưới bề mặt Trái đất. Trong đó, nước giải phóng từ các khoáng chất, làm suy yếu đá xung quanh đứt gãy và khiến các khối đá trượt đi.
Tuy nhiên, các nhà khoa học không nghĩ rằng hiện tượng này có thể giải thích các trận động đất tập trung sâu bởi họ tin rằng nước và các hợp chất tạo chất lỏng khác không thể đi đủ sâu vào trong Trái đất để gây ra hiệu ứng tương tự.
Suy nghĩ này thay đổi khi nhóm nghiên cứu so sánh độ sâu của những viên kim cương siêu sâu hiếm có trong Trái đất với những trận động đất tập trung sâu bí ẩn. "Kim cương hình thành trong chất lỏng", do đó, "nếu kim cương ở đó, chất lỏng ở đó", nhà nghiên cứu Steven Shirey, Viện Khoa học Carnegie, giải thích.
Kim cương không chỉ chứng minh sự hiện diện của chất lỏng mà còn mang các mẫu vật ở sâu trong lòng Trái đất lên bề mặt để các nhà khoa học nghiên cứu. Các mảnh khoáng chất mà kim cương lấy từ đất đá xung quanh có dấu hiệu hóa học đặc trưng với những chất tương tự tìm thấy ở lớp vỏ đại dương. Điều đó có nghĩa là, nước và các chất liệu khác không được tạo ra sâu bên trong Trái đất mà được đưa vào sâu Trái đất khi mảng đại dương chìm dần.
Để thử nghiệm, nhóm nghiên cứu xây dựng các mô hình tính toán tiên tiến mô phỏng nhiệt độ các mảng chìm ở độ sâu lớn hơn nhiều so với những thử nghiệm trước. Nhóm cũng kiểm tra tính ổn định của các khoáng chất chứa nước để thấy rằng dưới sức nóng và áp suất dữ dội trong Trái đất, các khoáng chất này có khả năng giữ nước trong một số điều kiện nhất định.
Các nhà khoa học nhận thấy, dù các mảng ấm hơn không giữ nước, các khoáng chất trong các mảng đại dương lạnh có thể mang nước đến độ sâu xảy ra các trận động đất tập trung sâu.
Để củng cố kết quả nghiên cứu, nhóm so sánh các mô phỏng với dữ liệu địa chấn đời thực sau đó kết luận rằng các mảng mang nước đến những độ sâu này cũng là những mảng từng trải qua những trận động đất tập trung sâu.
Nghiên cứu này khác thường khi áp dụng bốn chuyên ngành - địa hóa, địa chấn, địa động lực học và thạch học - cho cùng một câu hỏi và cho ra cùng kết luận: Nước và các chất lỏng khác là thành phần chính của các trận động đất tập trung sâu.
