Khoa học tiến bộ đến vậy, liệu con người có thể dự đoán chính xác động đất?

Những ngày qua, cả thế giới đổ dồn sự chú ý vào tai nạn thảm khốc tại Thổ Nhĩ Kỳ và Syria. Đến nay, lực lượng cứu hộ trên khắp thế giới vẫn đang nỗ lực tìm người trong đống đổ nát và cái lạnh cắt da cắt thịt.

Nguyên nhân gây ra động đất là do các mảng kiến tạo xô đẩy lẫn nhau, tạo sức ép khổng lồ lên ranh giới giữa các mảng (ranh giới này gọi là đứt gãy). Tuy nhiên, động đất không chỉ diễn ra ở các mảng đứt gãy mà có thể ngay trong chính mảng kiến tạo. Chính kiểu động đất này lại khó phát hiện và đo lường hơn hẳn.

Ngoài ra, đôi khi con người cũng góp phần làm yếu kết cấu địa chất. Ví dụ như ở Hoa Kỳ, việc bơm hàng triệu gallon nước thải xuống lòng đất đã làm đá phiến sét trơn trượt hơn, chúng va vào nhau và gây chấn động dưới bề mặt địa chất. 

Hiện nay, chưa có một phương pháp nào có thể dự báo chính xác thời điểm động đất diễn ra, các nhà khoa học chỉ có thể ước tính sơ bộ về thời gian trung bình diễn ra giữa các trận động đất, hoặc vùng nào thì có khả năng xảy ra nhiều động đất. 

Thang đo độ Richter không còn là phương pháp đo lường duy nhất

Thang đo độ Richter, do Charles Richter phát triển vào năm 1935 để đo các trận động đất ở Nam California, đã lỗi thời vì loại thang đo này chỉ đo được biên độ cực đại của sóng địa chấn, chưa đủ để vẽ ra bức tranh toàn cảnh. Ví dụ, nếu hình dung động đất giống như ném hòn đá xuống hồ, thì thang Richer chỉ đo được độ cao của mực nước văng lên, nhưng ta cần thêm thông tin quan trọng như kích thước hòn đá, mức độ gợn sóng mà hòn đá tạo ra. 

Trong trường hợp xảy ra động đất, các sóng địa chấn không di chuyển qua môi trường đồng nhất như nước mà qua đá và các chất rắn có hình dạng, kích cỡ, mật độ và cách sắp xếp khác nhau. Một số cấu trúc địa chất có thể làm giảm tác động của đất hoặc ngược lại, khuếch đại chấn động lên nhiều lần. 

Có một phương pháp đo đạc khác được thay thế là sử dụng thang độ lớn mô men (moment magnitude scale), phương pháp này tập hợp các công cụ tính toán chính xác hơn nên có thể được sử dụng cho trận động đất mạnh 7,8 độ gần đây ở Thổ Nhĩ Kỳ. Dù vậy, vẫn mất tới một năm để giải mã, phân tích, đánh giá được quy mô toàn sự kiện. 

Đo được sự kiện đã xảy ra, vậy dự báo tương lai thì sao?

Dự đoán khả năng xảy ra động đất là vấn đề nhạy cảm đối với các nhà khoa học, một phần vì từ lâu những kẻ lừa đảo hoặc tôn thờ ngụy khoa học liên tục tung ra tuyên bố, lời tiên tri về động đất, một phần nữa là tiến bộ khoa học vẫn chưa đủ toàn diện.

Các nhà khoa học có thể thống kê những nơi dễ xảy ra động đất. Họ ghi chép, đo địa chất và xác định được các điểm nóng địa chấn cũng như phân loại các chấn động. Nhưng điều khó khăn nhất là xác định thời điểm động đất diễn ra, đây là một khoảng trống mà khoa học chưa nắm vững hoàn toàn. 

Dự báo động đất yêu cầu các phép đo có độ phân giải cao trong lòng đất trong suốt nhiều thập kỷ, nếu không muốn nói là lâu hơn, cùng với đó là các mô phỏng phức tạp. Có rất nhiều biến số bất ngờ trong suốt thập kỷ, và các nhà khoa học lại có quá ít công cụ để diễn giải. Nhiều quốc gia hiện đang thiết lập các hệ thống cảnh báo hiện đại để phát hiện chấn động và truyền cảnh báo trước khi mặt đất rung chuyển. Chỉ cần dự báo được trước vài phút là đã tăng khả năng sống sót cho người dân lên rất nhiều.

Các nhà nghiên cứu rất cẩn trọng khi nhắc đến hai chữ “dự báo”, họ không muốn hứa hẹn quá mức, đặc biệt là trong tình huống hàng nghìn sinh mạng đang bị đe dọa. Vào năm 2009, thành phố L’Aquila, Ý đã xuất hiện một số trận động đất nhỏ. Sáu nhà khoa học dự báo khả năng xuất hiện một cơn địa chấn lớn sau đó là rất thấp. Tuy nhiên, thảm họa đã diễn ra ngoài dự kiến, khiến 309 người chết. Sáu nhà khoa học kia bị kết án sáu năm tù. Trường hợp trên đã làm các nhà khoa học khác thận trọng hơn rất nhiều trong việc dự báo rủi ro.

Một số người dân dùng “mẹo dân gian” để dự báo động đất, ví dụ quan sát biểu hiện kỳ lạ của động vật trước khi động đất xảy ra. Nhưng đây kỳ thực chỉ là một dạng thiên kiến xác nhận (confirmation bias), nghĩa là bạn sẽ cố hợp lý hóa các sự kiện quanh mình để minh chứng cho thông tin mà bạn cho là đúng. Giáo sư Greg Beroza nhận định, ngày nào thú cưng cũng sẽ có hành động kỳ lạ, nhưng vì nó vô tình diễn ra trước thời điểm động đất nên bạn mới đồng nhất và liên kết hai tình huống. 

Giảm thiểu rủi ro động đất và cứu sống nhiều người

Khoảng 90% các trận động đất trên thế giới xảy ra ở Vành đai Lửa (Ring of Fire), khu vực xung quanh Thái Bình Dương và chạy dọc qua những quốc gia như Philippines, Nhật Bản, Alaska, California, Mexico và Chile. Vành đai cũng là nơi có 3/4 núi lửa đang hoạt động.

Mexico là “đối tượng” đặc biệt gây tò mò với giới khoa học. Đất nước này nằm trên ba mảng kiến tạo nên hoạt động địa chấn diễn ra khá dữ dội. Năm 1985, một trận động đất xảy ra ở thủ đô, khiến hơn 10.000 người chết. 

Vị trí của quốc gia này rất kỳ lạ vì chỉ cần nếu khu vực lân cận có chấn động, chấn động đó sau cùng lại “dồn” về Mexico. Do vậy, một trận động đất nhỏ cũng ẩn chứa mối họa tiềm tàng với người dân Mexico.

Biện pháp tốt nhất giúp giảm thiểu tử vong do động đất là chuẩn hóa các công trình xây dựng. Các quốc gia hay xảy ra động đất hiểu rõ điều này, điển hình là Nhật Bản, nơi mà chính phủ luôn tích cực cập nhật và tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn xây dựng để thiết kế được nhiều tòa nhà có khả năng đứng vững trước động đất. 

Các quy chuẩn này cũng góp phần đẩy mạnh ngành công nghiệp xây dựng tại Nhật. Vấn đề hiện tại là thiết kế các tòa nhà kiểu mẫu có thể sẽ rất tốn kém với một số quốc gia khác.

Ở các quốc gia như Iran, hơn 1/4 dân số sống ở nông thôn, nhà ở đây được xây bằng vật liệu truyền thống như gạch bùn và đá thay vì bê tông cốt thép, khả năng nhà đổ sập khi động đất xảy ra là rất cao. 

Nhưng điều đáng sợ nhất lại diễn ra ở đất nước hiếm khi xảy ra thảm họa, ví dụ như Haiti. Năm 2010 hiện về như một ký ức kinh hoàng với người dân Haiti khi có đến 150.000 người thiệt mạng bởi vụ động đất 7,0 độ richter. 

Điều đáng nói là trận động đất có sức công phá tương tự đã xảy ra cách đây 200 năm, quá lâu để chính phủ và người dân có tâm lý đề phòng. Chính vì thiếu nguồn lực, quy tắc xây dựng thống nhất và kỹ năng sinh tồn mà thương vong đáng tiếc đã xảy ra.