Trong thế kỷ XX, có một nhà địa chất đã đề xướng một lý thuyết mới, cho rằng những biến động kể trên là do các mảng khổng lồ trên bề mặt Trái đất dịch chuyển và va chạm vào nhau. Lý thuyết đó có tên là thuyết kiến tạo mảng, và người đưa ra tầm nhìn mới có ảnh hưởng lớn này là nhà địa chất William Jason Morgan.
William Jason Morgan sinh ngày 10/10/1935 tại Savannah, cha mẹ ông kinh doanh một công ty chuyên bán phần cứng và linh kiện máy móc. Morgan lên 9 tuổi thì cha ông qua đời. Tuy được kì vọng là một ngày nào đó ông sẽ kế nghiệp gia đình, nhưng Morgan lại hứng thú với lượng giác ở trường cấp ba, và sở thích này đã dẫn ông gây dựng sự nghiệp trong lĩnh vực khoa học.
Ông tốt nghiệp năm 1957 tại Học viện Công nghệ Georgia, sau đó phục vụ hai năm trong Hải quân. Trong quân đội, ông được học về điều hướng và các phép chiếu bản đồ, những kỹ năng sẽ làm nền móng để ông khám phá ra kiến tạo mảng.
Morgan nhận bằng tiến sĩ tại Princeton vào năm 1964 và trở thành phó giáo sư tại khoa khoa học địa chất hai năm sau đó. Thứ hướng ông tới lý thuyết kiến tạo mảng là niềm yêu thích giải đố và khát vọng đặt ra những câu hỏi bao quát nhất: Trái đất đã hình thành như thế nào? Tại sao núi lửa và các rãnh đại dương lại tồn tại?
Vào tháng 4/1967, tại cuộc họp của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ ở Washington, tiến sĩ Morgan dự định phát biểu về rãnh Puerto Rico, điểm sâu nhất ở Đại Tây Dương. Nhưng rồi ông đổi ý và quyết định chia sẻ những thông tin mà ông cho là công trình mới mẻ và thú vị hơn nhiều, dựa trên nhiều tháng ròng rã nghiên cứu, nghiền ngẫm dữ liệu từ đáy biển do các tổ chức hải dương học thu thập. Có thể nói rằng, bài nói chuyện này gần như biến đổi lĩnh vực khoa học trái đất ngay lập tức, dù nhiều năm sau tiến sĩ Morgan châm biếm: “hầu hết khán thính giả đã rời khỏi phòng vì tôi là diễn giả cuối cùng trước giờ nghỉ trưa”.
Tại cuộc họp, ông đã phát cho những người tham dự một bản đề cương mở rộng mà mình chuẩn bị cho bài thuyết trình mới với tiêu đề: “Sự trồi lên, các rãnh, đứt gãy lớn và khối vỏ”. Sau này khối vỏ được gọi là mảng.
Vào thời điểm đó, nhiều nhà cổ sinh vật học tin rằng các lục địa từng kết nối với nhau. Bằng chứng nằm ở các hóa thạch và địa chất tương đồng mà các nhà khoa học quan sát được trên nhiều lục địa. Trên bản đồ, người xem dễ dàng nhận thấy Nam Mỹ và châu Phi tựa như hai mảnh ghép khổng lồ khớp vào với nhau. Điều mà các nhà khoa học thiếu là một lý thuyết quyết định giải thích vì sao những vùng đất khổng lồ này lại tách ra.
Nhờ từng theo học một nhánh toán học gọi là lượng giác cầu, tiến sĩ Morgan đã có thể xem bản đồ theo một cách khác, giống như các phần nổi ba chiều trên Trái đất hình cầu chứ không phải là hình phẳng trên bản đồ.
Tuy nhiên, danh tính của người đề xuất thuyết kiến tạo mảng lại trở thành vấn đề gây tranh cãi. Bởi lẽ, sau bài nói chuyện, tiến sĩ Morgan không hề đăng ngay bài báo về lý thuyết này mà mãi tới tháng 3/1968 mới công bố nghiên cứu của mình trên tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý. Trong vòng 11 tháng kể từ cuộc nói chuyện cho tới khi bài báo của tiến sĩ Morgan được bình duyệt, đã có hai nhà khoa học khác là Dan McKenzie và Bob Parker độc lập đi tới ý tưởng về kiến tạo mảng và cùng nhau viết một bài báo đăng trên tạp chí Nature.
Nhà khoa học McKenzie đã nói về vấn đề này trong một cuộc phỏng vấn vào năm 2017: “Sau khi đã làm được kha khá rồi thì tôi mới biết là anh Jason cũng đang tiến hành điều tương tự. Tôi đã được khuyên là nên đăng bài báo ngay và đã làm vậy”.
Jason P. Morgan, con trai tiến sĩ Morgan, là nhà địa vật lý và cùng cha mình viết nhiều bài báo, cho biết: “Cuộc tranh cãi sau đó chắc chắn đã ảnh hưởng tới cha tôi, nhưng ông là một quý ông miền Nam. Cha tôi rất thích những điều diễn ra lúc đó trong khoa học tới nỗi ông chẳng hề thúc ép đòi được công nhận”.
Sau đó, tiến sĩ Morgan tiếp tục lao vào nghiên cứu, tìm hiểu bản đồ động đất toàn cầu. Ông kết nối các điểm đánh dấu những trận đống đất này để tạo ra bản đồ chính xác đầu tiên về đường ranh giới mảng.
Những năm kế tiếp, kiến tạo mảng đã được đưa vào sách giáo khoa về khoa học trái đất, phổ biến cho hàng triệu học sinh trung học và sinh viên đại học. Và những tiến bộ trong công nghệ càng thêm ủng hộ lý thuyết này.
Theo Judith Hubbard, tác giả cuốn sách “Kiến tạo mảng: Động cơ bên trong Trái đất” ra mắt năm 2016: “Hẳn Jason sẽ nói rằng bằng chứng thuyết phục nhất về kiến tạo mảng ngày nay là GPS” – hệ thống định vị dựa trên vệ tinh thường được biết tới với cái tên Hệ thống Định vị Toàn cầu. “Chúng ta có thể theo dõi các mảng di chuyển tăng dần qua từng năm, bằng cách đo chuyển động của các trạm GPS bằng vệ tinh”.
Năm 1971, tiến sĩ Morgan đưa ra một lý thuyết lớn thứ hai đề cập tới một đặc điểm địa chất khó mà phù hợp với lý thuyết kiến tạo mảng. Ông đã kiểm tra “các điểm nóng” núi lửa thường xuất hiện ở giữa các mảng, thay vì những núi lửa nằm tại những đường ranh giới hỗn loạn giữa chúng.
Dựa trên công trình trước đó của nhà địa vật lý John Tuzo Wilson người Canada, tiến sĩ Morgan đề xuất rằng những “điểm nóng” này phát triển khi những cột vật chất nóng chảy dâng cao từ ranh giới giữa lớp manti của Trái đất và phần lõi siêu nóng của nó. Vật chất nóng sẽ tan chảy để tạo ra magma bên dưới mảng kiến tạo.
Giống như kiến tạo mảng, các chùm manti đã được đưa vào sách giáo khoa khoa học. Nhưng vào đầu những năm 2000, một số nhà khoa học đã dấy lên làn sóng thách thức ý tưởng này, họ khẳng định rằng không thể tìm thấy bằng chứng cho hiện tượng này. Tiến sĩ Morgan vẫn quyết tâm giữ vững niềm tin tiếp tục thu thập bằng chứng cho lý thuyết của mình.
Trong 40 năm giảng dạy tại Princeton, tiến sĩ Morgan đã nhận được nhiều danh hiệu cao quý nhất trong nghề, trong đó bao gồm Huân chương Khoa học Quốc gia được trao cho ông vào năm 2002 vì đã “làm nên một cuộc cách mạng trong nghiên cứu địa vật lý về Trái đất và lịch sử của hành tinh này”, và Giải thưởng Nhật Bản năm 1990.
Tiến sĩ William Jason Morgan qua đời ngày 31/7/2023 tại Natick, Mass.