Hy vọng về khả năng dự báo động đất

- 00:00, 26/05/2008
Trận động đất làm rung chuyển tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc ngày 12.5.2008 đã gây ra những thiệt hại khủng khiếp về sinh mạng con người và của cải vật chất. Một lần nữa, người ta lại đặt câu hỏi: Với những tiến bộ của khoa học ngày nay, liệu có thể tiên đoán được ngày giờ xuất hiện một trận động đất hay không?

      Các nhà khoa học đã rất nỗ lực để đi tìm câu trả lời và thử nghiệm rất nhiều phương pháp. Từ các phương pháp đo lường thay đổi của từ trường, địa nhiệt, địa áp... dọc theo các đường đứt gãy đang hoạt động, các khảo sát về cổ địa chấn, đến các phương pháp ngoại cảm ghi nhận những biểu lộ bất thường của các loài động vật khi có động đất xảy ra, câu trả lời vẫn là: “Chúng ta chưa có khả năng dự đoán thời điểm một trận động đất sẽ xảy ra”. Vào tháng 10.2007, chương trình nghiên cứu SAFOD (San Andreas Fault Observatory at Depth) do Tổ chức  NSF (National Scientific Foundation), Đại Học Stanford, và ICDP (International Continental Drilling Program) tài trợ, đã công bố kết quả nghiên cứu mới nhất với hy vọng sẽ đóng góp phần nào trong công việc nan giải này.
      SAFOD đã chọn Parkfield, một thị trấn nhỏ nằm giữa San Jose và Los Angeles của California để thực hiện khảo sát. Mặc dù chỉ là một thị trấn nhỏ bé với 900 dân nhưng Parkfiel rất nổi tiếng nhờ “danh hiệu”: Thủ phủ động đất của thế giới. Thực vậy, nằm bên cạnh đường đứt gãy nổi tiếng San Andreas, dài 800 dặm chạy dọc từ Bắc xuống Nam tiểu bang California, Parkfield là nơi có cường độ động đất thấp hơn 6,0 độ Richter nhưng mật độ thường xuyên nhất thế giới. Chính vì vậy, chọn khu vực này làm khảo sát vừa tránh được những tổn hại về vật chất, vừa giúp các nhà khoa học có được những số liệu dồi dào.
      Như chúng ta biết, dọc theo một hệ thống đứt gãy đang hoạt động, thông thường người ta ghi nhận từng đoạn có động đất xảy ra với cường độ nhỏ hoặc trung bình, nhưng rất thường xuyên trong những khoảng thời gian ngắn với đơn vị tháng hay năm. Tuy nhiên lại có những đoạn động đất xảy ra với cường độ lớn nhưng lại hiếm hoi với đơn vị tính từ trăm năm hoặc nghìn năm. Giải thích sự kiện này, các nhà địa chất cho rằng trong khi di chuyển chèn cạnh bên nhau, nếu phần mặt tiếp xúc của hai địa khối (mặt đứt gãy) là phần đất đá có tính mềm dẻo, chúng sẽ không giữ chặt được nhau lâu và chỉ cần một lực tác động tối thiểu nào đó sinh ra do sự di chuyển trái chiều của hai địa khối, chúng sẽ tách ra, dẫn đến động đất thường xuyên và có cường độ nhỏ. Trái lại, trong trường hợp đất đá nơi mặt tiếp xúc là loại cứng chắc, chúng sẽ giữ chặt nhau trong một thời gian dài và chỉ đứt gãy khi lực tác động có cường độ lớn. Vì thế, động đất ở những khu vực như vậy thường hiếm xảy ra nhưng lại có cường độ mạnh. 
      Bắt đầu vào mùa hè năm 2002, SAFOD khởi động lỗ khoan trên một vùng đá cứng. Trong khoảng một thời gian dài, thu thập kết quả từ lõi khoan và kết hợp với các dữ kiện địa vật lý khác nhau để điều chỉnh hướng lỗ khoan theo được mục đích của dự án – xuyên từ phần địa khối bắc Thái Bình Dương từ phía Tây, qua mặt đứt gãy San Andreas, đi vào địa khối Bắc Mỹ, về phần phía Đông. Tháng 10.2007, SAFOD đã kết thúc giai đoạn đầu của dự án. Các chuyên gia của SAFOD đã lấy được một loạt lõi đá dài 45m ở độ sâu 4km dưới lòng đất, nơi các tâm chấn được xác định trong vùng khảo sát. Đây là loại đá nguyên thủy nằm vắt ngang đường đứt gãy San Andreas, giữa hai địa khối nơi chịu tác động trực tiếp các cơn địa chấn của hệ thống. Mark Zoback của Đại Học Stanford, một trong ba trưởng dự án tuyên bố: “Nay chúng ta có thể cầm trong tay đứt gãy San Andreas, chúng ta biết nó được hình thành bằng cái gì. Chúng ta có thể tìm hiểu nó sẽ hoạt động như thế nào”. 
      Trong các lõi đá, người ta nhận thấy có các mẩu vụn serpentinites. Loại đá này cùng với đá sét smectites là những loại đá mềm dẻo, trơn trượt. Và như phân tích ở trên, chúng phải xuất hiện ở những vùng có động đất thường xuyên và cường độ nhỏ như vùng Parkfield. Như vậy, nghiên cứu này đã củng cố thêm phần nào những lý thuyết về động đất. Ông Steve Hickman của Cục Tầm khảo Địa chất Mỹ (USGS), một trong ba trưởng dự án cho biết các mẫu lõi đá này tương tự như các mẫu đá mặt trăng mà chương trình Apollo mang về. Chúng được bảo quản đông lạnh để giữ được tình trạng nguyên thủy. Rất nhiều các nhà khoa học trên thế giới nộp đơn yêu cầu xin cộng tác để khảo sát. 
      Với kết quả có được trong một tương lai gần, liệu các nhà khoa học có thể dự đoán được thời điểm xảy ra của một trận động đất? Câu trả lời sớm nhất vẫn là “không thể”. Nhưng việc nghiên cứu những mẫu lõi đá này sẽ giúp cung cấp được những dữ kiện chủ yếu để nghiên cứu xa hơn về động đất. Trong giai đoạn kế tiếp, các nhà khoa học sẽ đưa xuống lòng đất dọc theo hai bên và ngay bên trong đường đứt gãy San Andreas các dụng cụ đo đạc tinh xảo về nhiệt độ, áp suất, mặt bình hàng, từ trường... Các dụng cụ này hy vọng sẽ hoạt động trong khoảng từ 10 đến 20 năm và cung cấp liên tục các dữ kiện địa vật lý, trong cả những giai đoạn yên tĩnh cũng như hoạt động địa chấn nơi đây. Với kết quả này, các nhà địa chấn học hy vọng sẽ tạo được một mô hình địa vật lý ở vùng động đất có khả năng dự đoán được khi nào một trận động đất sẽ xảy ra.

Tiến sỹ địa chất học Nguyễn Anh Tuấn
Đại học Tổng hợp San Jose, Mỹ