Tiếp cận các giả thuyết, học thuyết của khoa học trái đất và một số vấn đề về học thuyết kiến tạo mảng

Nghiên cứu khoa học và ñổi mới nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý 
 29 
TIẾP CẬN CÁC GIẢ THUYẾT, HỌC THUYẾT 
CỦA KHOA HỌC TRÁI ðẤT VÀ MỘT SỐ VẤN ðỀ 
VỀ HỌC THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG 
LƯƠNG HỒNG HƯỢC, ðẶNG VŨ KHẮC 
Khoa ðịa lý, Trường ðHSP Hà Nội 
1. CÁC GIẢ THUYẾT, HỌC THUYẾT CỦA KHOA HỌC TRÁI ðẤT 
Trái ðất từ khi hình thành ñến nay ñã trải qua nhiều biến cố và các hiện tượng 
tự nhiên xung quanh chúng ta xảy ra hết sức phong phú và ña dạng. Chúng ta ñã 
từng chứng kiến hoạt ñộng núi lửa, ñộng ñất, sóng thần và quan sát lũ bùn ñá, trượt 
lở ñất, v.v... cùng nhiều hiện tượng khác nữa. Trong con mắt của người xưa, nhiều 
hiện tượng tự nhiên thật bí ẩn, tuy nhiên họ chỉ có thể ghi nhận lại các hiện tượng ñó 
mà thôi. Nhưng cùng với sự phát triển của loài người, các nhà khoa học ñã phát 
minh ra nhiều giả thuyết, học thuyết khoa học về cuộc sống và các thay ñổi của Trái 
ðất liên quan ñến các hiện tượng này. Dựa trên những cơ sở ñó, nhận thức và sự 
hiểu biết của con người về thế giới xung quanh ngày càng ñược cải thiện và con 
người ñã biết sử dụng các giả thuyết, học thuyết ñó nhằm lý giải các nguyên nhân 
gây ra các hiện tượng tự nhiên trên Trái ðất. Các nhà ñịa lý, ñịa chất có thể luận giải 
các ñá ñã ñược thành tạo như thế nào cách ñây hàng trăm triệu năm về trước và cũng 
qua chu trình ñá (Hình 1), họ cũng giải thích ñược quá trình chuyển hóa từ loại ñá 
này sang loại ñá khác khi có sự thay ñổi ñiều kiện nhiệt ñộ, áp suất cũng như các 
ñiều kiện của môi trường xung 
quanh. Họ cũng có thể dự ñoán 
tương lai sau này của các dãy núi, 
thung lũng sông sẽ ra sao. Các khoa 
học về Trái ðất không chỉ nghiên 
cứu các sự kiện (biến cố) mà chúng 
ta có thể chưa bao giờ quan sát ñược 
trực tiếp ñược hay cũng chẳng bao 
giờ quan sát nổi; ñồng thời cũng 
nghiên cứu những ñối tượng mà có 
thể chúng ta chẳng bao giờ nhìn 
thấy, sờ nắm, cảm nhận ñược. Chẳng 
hạn chúng ta mô tả tâm Trái ðất 
cách dưới chân chúng ta 6370 km. 
Nhiều khoa học, trong ñó có khoa học về Trái ðất ñược xây dựng dựa trên cơ sở tư 
duy, suy luận về các sự kiện, các ñối tượng nằm ngoài phạm vi quan sát trực tiếp của 
con người. Theo Thomson & Turk (1997), các nhà khoa học tiếp tục phát triển sự 
Hình 1. Chu kỳ ñá cho thấy ñá biến ñổi 
 liên tục theo thời gian 
(Thomson & Turk, 1997) 
Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng và phát triển 
 30 
hiểu biết thế giới tự nhiên dựa trên 4 nguyên tắc chỉ ñạo khi tiến hành các nghiên 
cứu khoa học: 
Quan sát: tất cả các môn khoa học về Trái ðất ñều dựa vào việc quan sát. 
Quan sát là bước ñầu tiên và quan trọng nhất ñối với những người làm công tác 
nghiên cứu khoa học. Ví dụ quan sát cát kết ðevon ở ðồ Sơn, cát kết Trias thượng ở 
Cẩm Phả, vv... có thể rút ra mối liên hệ về quá trình tự nhiên giữa hai khu vực. 
Hình thành giả thuyết: là bước tiếp theo của quá trình quan sát. Những quan 
sát chỉ ñơn giản là bước khởi ñầu trên con ñường ñi tới học thuyết. Giả thuyết là 
cách luận giải một hiện tượng dựa trên các bằng cứ ñược nhiều người cùng thừa 
nhận. Có thể hiểu giả thuyết là một phác thảo thô sơ của học thuyết và có thể ñược 
kiểm ñịnh bởi các bằng cứ thực tế có thể quan sát ñược. Nếu giả thuyết ñó giải thích 
ñược một vài hiện tượng thực tế mà không phải là tất cả thì giả thuyết ñó phải ñược 
sửa ñổi, hoặc nếu nó không thể ñược thay ñổi một cách như mong muốn thì giả 
thuyết ñó nhất thiết phải bị loại bỏ và ñương nhiên các giả thuyết mới sẽ hình thành 
và ñược ñưa ra. 
Kiểm ñịnh giả thuyết và hình thành học thuyết: là bước quan trọng tiếp sau 
trong quá trình nghiên cứu khoa học. Một số ngành khoa học ñôi khi trải qua những 
chuyển biến mang tính chất cách mạng, ví dụ như từ thuyết ñịa máng sang thuyết 
kiến tạo mảng trong ñịa chất học và cuối cùng ñược chứng minh bằng các học 
thuyết. Một giả thuyết lý giải những quan sát như chúng ñã ñược tích lũy và không 
bị phủ nhận, sẽ ñược nâng cao lên thành học thuyết. Học thuyết phân biệt rõ ràng về 
hình thức và nội dung theo 4 tiêu chí cơ bản: 
• Học thuyết phải dựa trên một loạt quan sát hoặc các kết quả thí nghiệm 
ñã ñược xác nhận. 
• Học thuyết phải giải thích ñược tất cả các quan sát hoặc các kết quả thí 
nghiệm. 
• Học thuyết không bác bỏ bất kỳ kết quả quan sát hoặc các nguyên lý 
khoa học phù hợp nào. 
• Học thuyết nhất thiết phải mang tính nhất quán và phải ñược xây dựng 
theo phương thức logic, mà những kết luận không bác bỏ bất kỳ một 
tiền ñề ban ñầu nào. 
Tuy vậy, nhiều học thuyết có thể không bao giờ ñược chứng minh một cách 
tuyệt ñối. Thí dụ, hầu hết các nhà khoa học ñều chắc rằng ấn tượng của họ về cấu 
trúc nguyên tử là ñúng, nhưng không ai ñã và sẽ quan sát ñược cuộc hành trình của 
một nguyên tử riêng lẻ trong quỹ ñạo của nó. Chính vì vậy, các luận giải về cấu trúc 
nguyên tử gọi là học thuyết nguyên tử. 
Trong một số trường hợp, học thuyết ñược nâng cao thành nguyên lý khoa học. 
Nguyên lý là sự thừa nhận các sự kiện thường xảy ra như thế nào trong các ñiều kiện 
ñã cho và ñược coi là có căn cứ thực tế và chính xác. Nguyên lý là sự thể hiện chắc 
Nghiên cứu khoa học và ñổi mới nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý 
 31 
chắn nhất của các luận cứ khoa học. Chẳng hạn nguyên lý hấp dẫn cho rằng tất cả các 
vật hút lẫn nhau theo tỷ lệ trực tiếp với khối lượng của chúng. 
Chia sẻ thông tin: bước cuối cùng trong quá trình nghiên cứu khoa học là chia 
sẻ những quan sát và kết luận của nhà khoa học với các ñồng nghiệp và công chúng. 
Nhà khoa học thông báo các kết quả nghiên cứu của mình với các ñồng nghiệp 
thông qua các cuộc hội thảo khoa học, hay bằng các phương tiện truyền thông. Khi 
nhà khoa học tin tưởng vào các kết quả nghiên cứu của mình, họ sẽ viết thành các 
báo cáo khoa học, bài báo ñể ñăng trong các tạp chí khoa học chuyên ngành hoặc 
viết thành sách. 
2. NHỮNG VẤN ðỀ CƠ BẢN CỦA HỌC THUYẾT KIẾN TẠO MẢNG 
Hàng năm có khoảng 1 triệu vụ ñộng ñất làm rung chuyển các khu vực khác 
nhau của Trái ðất. Chúng ta không cảm nhận ñược những vụ ñộng ñất nhỏ, mà có 
thể dễ dàng ghi nhận những vụ ñộng ñất lớn có thể gây thiệt hại nặng nề về người, 
tài sản ñồng thời có thể là nguyên nhân gây ra các thảm họa khác như sóng thần, núi 
lửa, lở ñất, nứt ñất... (Hình 2). 
Hình 2. Hình ảnh trước và sau trận ñộng ñất xảy ra tháng 12/2003 tại Bam, Iran 
làm thiệt mạng và mất tích 40.000 người ( 
Trước năm 1960, không có một học thuyết riêng rẽ nào giải thích ñược các 
hiện tượng nêu trên. ðến những năm ñầu của thập kỷ 60, các nhà ñịa chất ñã phát 
triển học thuyết kiến tạo mảng. Học thuyết này ñưa ra cơ sở lý luận thống nhất và 
ñơn giản ñể giải thích hiện tượng ñộng ñất, phun trào núi lửa, sự tạo núi, sự vận 
ñộng của các lục ñịa và một loạt các hiện tượng ñịa chất khác. Nó cho rằng thạch 
quyển của Trái ðất như các mảng cứng dịch chuyển tương ñối với nhau. Trong quá 
trình dịch chuyển ñó, các mảng tách dãn hoặc va chạm mạnh vào nhau, làm cho chỗ 
ñược nâng lên, chỗ bị sụt xuống, vv... Khái niệm này ñược ñề cập tới từ năm 1915, 
do Alfred Wegener (1880-1930) ñưa ra dưới dạng giả thuyết về sự trôi dạt lục ñịa ñể 
giải thích một số hiện tượng. Ông cho rằng: 
• Phần ñất liền của vỏ Trái ðất thoạt tiên chỉ là một siêu lục ñịa duy nhất, rất 
rộng có tên là Pangea, 
Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng và phát triển 
 32 
• Nó bị tách thành nhiều mảng vào khoảng ñầu Mesozoi, chúng dịch chuyển 
trên bề mặt Trái ðất cho ñến Pleistocen thì ñạt ñến vị trí như hiện nay, 
• Vỏ ñại dương thụ ñộng, vỏ lục ñịa thì di chuyển chờm lên móng ñại dương, 
• Cơ chế gây ra sự dịch chuyển là sức hút do hoạt ñộng thủy triều từ Mặt 
Trời và Mặt Trăng. 
ðể ñưa ra giả thuyết này, A.Wegener ñã dựa trên các bằng chứng xác thực về 
sự trùng khít của hình dạng ñường bờ biển cũng như ñường viền thềm lục ñịa khi 
dịch sát các lục ñịa vào nhau, về cấu trúc ñịa chất, 
cổ sinh ñịa tầng, cổ khí hậu, v.v... (Hình 3). Tuy 
nhiên, ñến năm 1925, các tính toán của Harold 
Jeffreys về ñộ bền của Trái ðất và trị số lực cần có 
ñể làm chuyển ñộng các lục ñịa ñã cho thấy: lực 
thủy triều và lực hướng tâm không thể là nguyên 
nhân gây ra hiện tượng trôi dạt các mảng lục ñịa. Cơ 
chế gây ra hiện tượng này ñã hoàn toàn bị phản bác 
bởi các kết quả tính toán của Jeffreys. Thuyết trôi 
dạt lục ñịa ñược hồi sinh vào những năm 50 của thế 
kỷ XX nhờ các tiến bộ của khoa học kỹ thuật mà ñặc 
biệt là trong lĩnh vực ñịa vật lý. Thông qua các 
phương pháp nghiên cứu ñịa vật lý mà các nhà khoa 
học có thể tìm hiểu ñược cấu trúc và trạng thái vật 
chất bên trong lòng Trái ðất, nguồn gốc từ tính của 
Trái ðất, mối liên quan giữa nhiệt ñộ (nhiệt ñộ 
Curie) với ñặc ñiểm từ tính của các loại khoáng vật sắt, mối liên quan giữa từ dư 
trong ñá magma với cường ñộ và hướng của từ trường Trái ðất tại thời ñiểm dung 
nham kết tinh, hiện tượng ñảo từ. Từ ñó các nhà khoa học ñã ñưa ra những kết quả 
nghiên cứu về cổ từ của Trái ðất và sử dụng các kết quả này làm cơ sở ñể chứng 
minh cho sự dịch chuyển ngang của các mảng lục ñịa. Hơn thế nữa, sự phát hiện ra 
Quyển mềm - một quyển ñịa chất nhớt, thành phần vật chất mềm và dẻo, ñã xóa ñi 
những nghi ngờ về sự trôi ngang của các mảng vì Quyển mềm ñược ví như là nền ñể 
các mảng thạch quyển vận ñộng trượt ngang bên trên. 
Quá trình lập bản ñồ ñáy ñại dương vào thập niên 1960 cũng phát hiện hệ 
thống sống núi ngầm dài 65000 km (hiện nay có số liệu là hơn 80000 km) giữa Thái 
Bình Dương và ðại Tây Dương. Dọc theo các sống núi này, tồn tại một máng sâu 
kéo dài liên tục (ñược gọi là rift) và ñược bao quanh bởi các ñứt gãy căng ñang hoạt 
ñộng. Ở ñây, hiện tượng phun trào núi lửa theo khe nứt dưới biển thường xuyên xảy 
ra. Theo mặt cắt ngang, rift lại bị các ñứt gãy chuyển dạng chia cắt thành nhiều ñoạn 
với chiều dài khác nhau và tốc ñộ tách dãn của từng ñoạn cũng khác nhau. ðứt gãy 
chuyển dạng là một trong những nguyên nhân gây ra các trận ñộng ñất dưới ñáy 
Hình 3. Phân bố của một số cấu 
tạo ñịa chất 2 bên bờ 
ðại Tây Dương hình thành 
những khối liên tục 
(Thomson & Turk, 1997) 
Nghiên cứu khoa học và ñổi mới nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý 
 33 
biển. Các nhà khoa học cũng phát hiện ra hiện tượng tách dãn móng ñại dương trên 
một bề rộng từ 1 ñến 2 km dọc theo sống núi giữa ñại dương. Khoảng không gian 
tách mở này luôn ñược vật liệu magma từ quyển manti trồi lên lấp ñầy liên tục (Tạ 
Trọng Thắng và nnk, 2005). 
Nhờ quá trình tách dãn-bồi tụ mà một dải vỏ ñại dương mới ñược thành tạo với 
tốc ñộ thay ñổi từ 1 ñến 20 cm/năm tùy theo từng khu vực; còn vỏ cổ hơn lại bị ñẩy 
theo chiều ngang ra xa sống núi giữa ñại dương, cho thấy vỏ ñại dương ñược tái sinh 
liên tục. Ví dụ như ở Biển ðông, sự tách dãn tạo vỏ ñại dương mới xảy ra trong 
khoảng từ 32 ñến 15,5 triệu năm trước ñây mà hiện nay chúng ta quan sát ñược. So 
với vỏ lục ñịa thì vỏ ñại dương khá trẻ, tuổi của vỏ ñại dương cổ nhất khoảng 180 
triệu năm, trong khi tuổi của vỏ lục ñịa cổ nhất tới 4,6 tỷ năm. Dọc theo các vết nứt, 
thạch quyển ñược chia thành 6 mảng lớn và một số mảng phụ. Mỗi mảng có thể chỉ là 
vỏ ñại dương, nhưng có mảng gồm cả vỏ lục ñịa và vỏ ñại dương. Các mảng lớn là: 
• Mảng Ấn - Úc (có tài liệu chia ra mảng Ấn ðộ, mảng Châu Úc) 
• Mảng Á -Âu 
• Mảng Thái Bình Dương 
• Mảng Châu Nam Cực 
• Mảng Châu Mỹ (có tài liệu chia ra mảng Bắc Mỹ, mảng Nam Mỹ) 
• Mảng Châu Phi 
Theo Tống Duy Thanh và nnk (2004), trong hoạt ñộng ñịa chất của các mảng 
thì cơ chế vận ñộng của các ranh giới giữa các mảng có một vai trò hết sức quan 
trọng. Dọc theo ranh giới, các mảng phát triển, tiêu biến hay trượt ngang từ mảng 
này qua mảng khác và ở ñây tập trung nhiều hoạt ñộng núi lửa, ñộng ñất. Theo 
thống kê thì có tới hơn 90% núi lửa ñang hoạt ñộng phân bố dọc theo ranh giới giữa 
các mảng thạch quyển và các ñới ñịa chấn cũng là ranh giới va chạm, hút chìm, trồi 
trượt của các mảng. Mặt khác, do nhiều khoáng sản có liên quan chặt chẽ với hoạt 
ñộng nhiệt dịch và ñá magma nên dọc theo ranh giới giữa các mảng, có sự phân bố 
của các mỏ khoáng sản quý như ñồng, vàng, chì, bạc, kẽm. Nguyên nhân là do một 
phần magma nóng chảy ở ñới hút chìm khi trào lên bề mặt Trái ðất thì sẽ nguội lạnh 
và trong quá trình kết tinh magma nhiều khoáng vật sulfur sẽ lắng ñọng và tích tụ lại 
thành các mỏ khoáng sản lớn. 
Có thể phân ra 3 cơ chế hoạt ñộng của ranh giới mảng là: hội tụ, phân kỳ và 
chuyển dạng. Ranh giới phân kỳ gặp ở những nơi mà các mảng ñang tách dãn ñối 
với nhau như dọc theo các sống núi giữa ñại dương, hay trên lục ñịa dưới dạng 
thung lũng rift. Ranh giới hội tụ gặp ở những nơi mà các mảng tiến ngược chiều sát 
lại gần nhau theo cơ chế nén ép với 3 loại: cơ chế hút chìm, cơ chế chờm trượt và cơ 
chế xô húc. Còn ranh giới chuyển dạng gặp ở nơi mảng này trượt ngang qua mảng 
khác theo các ñứt gãy chuyển dạng. 
Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng và phát triển 
 34 
Ranh giới hội tụ Ranh giới phân kỳ Ranh giới chuyển dạng 
Học thuyết kiến tạo mảng ñã ñược các nhà ñịa chất Việt Nam áp dụng trong 
các nghiên cứu của mình bắt ñầu từ những năm 80 của thế kỷ XX và cho ñến nay, 
ñại bộ phận các hiện tượng ñịa chất xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam ñều ñã ñược giải 
thích dựa trên cơ sở của học thuyết kiến tạo mảng (Nguyễn Xuân Tùng và nnk, 
1980). 
Trên ñây, chúng tôi ñã trình bày những nét sơ lược về giả thuyết, học thuyết 
trong khoa học Trái ðất và những nét cơ bản của thuyết kiến tạo mảng hay thuyết 
kiến tạo toàn cầu. Các tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Văn Trị ñã hiệu 
ñính bài báo này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Huỳnh Thị Minh Hằng (chủ biên) và nnk dịch. 2002. ðịa chất ñại cương. Thành 
phố HCM: NXB ðại học Quốc gia, 377 tr. 
[2]. Kent C Condie. 1989. Plate tectonics & crustal evolution. New Mexico: 
Pergamon Press, 469 tr. 
[3]. Tống Duy Thanh (chủ biên) và nnk. 2004. Giáo trình ñịa chất cơ sở. Hà Nội: 
NXB ðại học Quốc gia Hà Nội, 306 tr. 
[4]. Tạ Trọng Thắng (chủ biên) và nnk. 2005. ðịa kiến tạo ñại cương. Hà Nội: NXB 
ðại học Quốc gia Hà Nội, 303 tr. 
[5]. Thompson G. R., J. Turk. 1997. Introduction to physical geology. California: 
Thomson Brooks Cole, 432 tr. 
[6]. Nguyễn Xuân Tùng, Nguyễn Nghiêm Minh, Trần Văn Trị. 1980. Sự tiến hóa ñịa 
ñộng lực của lãnh thổ Việt Nam. Tuyển tập báo cáo hội nghị KHðC kỷ niệm 25 năm 
ngành ðịa chất Việt Nam. Hà Nội: Tổng cục ðịa chất, tr. 108-109. 
TÓM TẮT 
Sự ra ñời và phát triển học thuyết kiến tạo mảng (plate tectonics) là một trong 
10 vấn ñề nổi bật nhất thế kỷ XX, trong ñó có thuyết tương ñối của A. Einstein. Học 
thuyết kiến tạo mảng (hay kiến tạo toàn cầu mới) ñược các nhà nghiên cứu Trái ðất 
vận dụng ñể giải thích các hiện tượng ñộng ñất, núi lửa, các quá trình biến dạng, 
biến chất xảy ra ở trên bề mặt cũng như bên trong lòng Trái ðất; giải thích quy luật 
hình thành, phân bố và phá hủy các mảng thạch quyển; tìm hiểu quy luật phân bố 
các khoáng sản phục vụ cho cuộc sống con người; dự báo những diễn biến trong 
Nghiên cứu khoa học và ñổi mới nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý 
 35 
tương lai của Trái ðất. Bài báo này trình bày khái lược sự hình thành các giả thuyết, 
học thuyết của khoa học Trái ðất và ñề cập một số vấn ñề về kiến tạo mảng - là 
phần rất quan trọng trong các học phần ðịa chất ñại cương và ðịa chất lịch sử trong 
chương trình ñào tạo của khoa ðịa lý các trường ðại học Sư phạm. 
SUMMARY 
APPROACH TO HYPOTHESES, THEORIES OF GEO-SCIENCE AND 
SEVERAL ISSUSES REGARDING TO THE PLATES TECTONIC 
LUONG HONG HUOC, DANG VU KHAC 
Generation and development of plate tectonics theory is one of ten remarkable 
matters in 20th century. Scientists apply this theory in order to explain the 
earthquake, volcano, deformation and metamorphism processes which have 
occurred on the surface, as well as in the earth’s womb. This article present sketchily 
the generation of hypotheses and theories of Earth’s sciences and mention some 
issues regarding to the plate tectonics - one important part in physical geology and 
historical geology disciplines in Geography Department in Universities of 
Education.