Đo lường và dự báo động đất hiện nay đã chính xác chưa?

 Trận động đất ở Myanmar (Miến Điện) gần đây nhất được ghi nhận xảy ra vào ngày 28 tháng 3 năm 2025, với cường độ mạnh 7,7 độ theo thang đo mô men, theo thông tin từ Cục Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), đang gây ra một thảm họa với đất nước này. 

Trận động đất chính diễn ra vào khoảng 12h50 giờ địa phương (13h20 giờ Hà Nội) ngày 28/3/2025. Với cường độ 7,7 độ, đây là một trong những trận động đất mạnh nhất từng ghi nhận tại Myanmar trong hơn 70 năm qua. Chỉ 12 phút sau, một trận dư chấn mạnh 6,4 độ xảy ra, với tâm chấn cách Sagaing khoảng 18 km về phía nam. Các dư chấn tiếp theo, bao gồm trận 5,1 độ vào ngày 30/3 gần Mandalay, cũng được ghi nhận, làm gia tăng nguy cơ thiệt hại cho các công trình đã suy yếu. Trận động đất gây ra thiệt hại nghiêm trọng ở các khu vực gần tâm chấn như Sagaing và Mandalay. Nhiều con đường bị nứt gãy, cầu Ava lịch sử ở Mandalay sụp xuống sông Irrawaddy, và hàng loạt công trình nhà ở, cơ sở hạ tầng bị phá hủy. Chính quyền quân sự Myanmar báo cáo ít nhất 1.650 người thiệt mạng (tính đến tối 29/3), nhưng con số thực tế có thể cao hơn nhiều, với ước tính từ USGS cho rằng số nạn nhân có thể lên tới 10.000-100.000 người trong kịch bản xấu nhất.

Do cường độ lớn và độ sâu nông, rung chấn lan rộng hàng trăm kilomet, được cảm nhận rõ ở các nước lân cận như Thái Lan (Bangkok cách tâm chấn hơn 1.000 km), Việt Nam (Hà Nội, TP.HCM), và thậm chí cả Trung Quốc (Vân Nam). Tại Bangkok, một tòa nhà cao tầng đang thi công ở quận Bang Sue đã đổ sập do rung lắc.

Trận động đất bắt nguồn từ hoạt động của đứt gãy Sagaing, một đường đứt gãy lớn dài khoảng 1.200 km, chạy theo hướng bắc-nam xuyên qua Myanmar. Đây là ranh giới giữa mảng kiến tạo Ấn Độ và vi mảng Burma (một phần của mảng Á-Âu). Sự dịch chuyển của các mảng này tạo ra áp lực tích tụ trong vỏ Trái Đất qua nhiều thập kỷ. Khi áp lực này vượt quá sức chịu đựng của đá, nó giải phóng năng lượng đột ngột dưới dạng sóng địa chấn, gây ra động đất.

Đứt gãy Sagaing hoạt động theo kiểu trượt ngang, nghĩa là hai khối đất đá di chuyển ngang qua nhau (khác với đứt gãy nghịch hoặc thuận). Tốc độ trượt của đứt gãy này được ước tính từ 11 đến 18 mm mỗi năm, dẫn đến tích tụ năng lượng lớn theo thời gian.

Tâm chấn của trận động đất nằm ở độ sâu chỉ 10 km dưới bề mặt, gần thành phố Sagaing, cách khoảng 16 km về phía tây bắc. Động đất ở độ sâu nông làm tăng cường độ rung lắc trên bề mặt, gây thiệt hại nghiêm trọng hơn so với các trận động đất sâu hơn.

Độ sâu nông và cường độ mạnh có thể gây ra hiện tượng đất hóa lỏng (liquefaction) ở một số khu vực, làm tăng mức độ tàn phá cho các công trình xây dựng.

Vì sao động đất Myanmar xảy ra mạnh như vậy?

Myanmar nằm trên một khu vực có hoạt động địa chấn cao, gần giao điểm của các mảng kiến tạo lớn. Đứt gãy Sagaing đã từng gây ra nhiều trận động đất mạnh trong lịch sử (như trận 7,7 độ năm 1946 và 6,8 độ năm 2012). Khu vực này đã "yên tĩnh" trong khoảng 200 năm, tích tụ năng lượng lớn. Khi năng lượng được giải phóng, nó tạo ra một trận động đất có sức tàn phá khủng khiếp. Tâm chấn gần các thành phố lớn như Mandalay (hơn 1,2 triệu dân), nơi có nhiều công trình không được thiết kế chống động đất, làm gia tăng thiệt hại.

Làm sao đo được cường độ một trận động đất?

Cường độ của một trận động đất thường được đo bằng hai cách chính: độ lớn (magnitude) và cường độ rung chấn (intensity)*. Hai khái niệm này khác nhau.

1. Độ lớn (Magnitude):

   - Cách đo: Độ lớn được tính dựa trên năng lượng giải phóng từ tâm chấn, sử dụng các thiết bị gọi là máy đo địa chấn (seismometer). Máy này ghi lại sóng địa chấn (sóng P, sóng S, và sóng mặt) truyền qua lớp vỏ Trái Đất.

   - Thang đo phổ biến:

     - Thang Richter: Đo biên độ sóng địa chấn lớn nhất, nhưng hiện ít dùng vì không chính xác với động đất lớn.

     - Thang mô men (Moment Magnitude Scale - Mw): Hiện đại hơn, đo tổng năng lượng giải phóng dựa trên diện tích mặt đứt gãy trượt và độ dịch chuyển của nó. Đây là thang đo được dùng phổ biến nhất ngày nay, như trận động đất 7,7 ở Myanmar.

   - Công thức cơ bản: Mw = ⅔(log₁₀(M₀) - 9.1), trong đó M₀ là mô men địa chấn (đơn vị Nm), phụ thuộc vào kích thước đứt gãy và độ trượt.

Ví dụ: Trận động đất 7,7 độ ở Myanmar được USGS xác định bằng cách phân tích dữ liệu từ mạng lưới máy đo địa chấn toàn cầu.

2. Cường độ rung chấn (Intensity):

   - Cách đo: Đánh giá mức độ ảnh hưởng của động đất lên con người, công trình và môi trường tại một khu vực cụ thể, dựa trên quan sát thực tế (không dùng máy).

   - Thang đo: Thang Mercalli cải tiến (MMI) hoặc thang JMA (Nhật Bản) thường được dùng. Ví dụ: MMI cấp X là "phá hủy hoàn toàn", thường tương ứng với động đất mạnh gần tâm chấn.

   - Ứng dụng: Giúp đánh giá thiệt hại thực tế, như nứt đường hay sập nhà.

Quy trình đo một trận động đất:

- Các trạm địa chấn toàn cầu (như của USGS) ghi nhận sóng địa chấn ngay khi xảy ra.

- Dữ liệu từ nhiều trạm được tổng hợp để tính vị trí tâm chấn, độ sâu, và độ lớn.

- Cường độ rung chấn được bổ sung sau từ báo cáo tại chỗ.

Cường độ động đất bao nhiêu thì gây ra thảm họa cho con người?

Mức độ thiệt hại phụ thuộc vào độ lớn, độ sâu tâm chấn, khoảng cách đến khu dân cư, và chất lượng công trình. Dưới đây là ngưỡng chung:

1. Dưới 4,0 độ (theo thang đô mô men): 

Thường chỉ gây rung nhẹ, ít thiệt hại. Có thể làm rơi đồ vật nhỏ hoặc nứt tường yếu.

2. Từ 4,0 - 5,9 độ:

Gây rung lắc rõ rệt, có thể làm nứt tường nhà kém chất lượng, đặc biệt nếu tâm chấn nông (<20 km).

Ví dụ: Động đất 5,1 độ gần Mandalay (30/3/2025) gây rung lắc nhưng ít thiệt hại lớn.

3. Từ 6,0 - 6,9 độ:

Bắt đầu gây thiệt hại nghiêm trọng ở khu vực gần tâm chấn: nứt đường, sập nhà xây dựng kém (như nhà gạch không gia cố).

Nếu tâm chấn nông và gần khu dân cư đông đúc, thiệt hại tăng lên đáng kể.

4. Từ 7,0 - 7,9 độ:

Gây thảm họa lớn: nhà cửa sụp đổ, đường sá nứt gãy, cầu hỏng nếu không được thiết kế chống động đất.

Ví dụ: Trận 7,7 độ ở Myanmar (28/3/2025) làm sập cầu Ava, nứt đường, và phá hủy hàng loạt công trình vì tâm chấn nông (10 km) và gần khu đông dân.

5. Trên 8,0 độ:

  Gây thảm họa trên diện rộng: phá hủy hầu hết công trình, kể cả những tòa nhà kiên cố, gây nứt đất lớn, thậm chí thay đổi địa hình.

Ví dụ: Động đất 9,1 độ ở Nhật Bản (2011) gây sóng thần và sập hàng nghìn công trình.

Yếu tố bổ sung:

- Độ sâu: Tâm chấn càng nông (dưới 30 km), rung lắc càng mạnh, thiệt hại càng lớn.

- Chất lượng xây dựng: Nhà chống động đất (như ở Nhật) chịu được độ lớn cao hơn so với nhà gạch, gỗ ở Myanmar hay Việt Nam.

- Đất nền: Khu vực đất yếu (đầm lầy, đất bồi) dễ bị đất hóa lỏng, làm sập nhà ngay cả với động đất trung bình (5-6 độ).

Như vậy, ngưỡng cụ thể của thảm họa động đật là:

- Nứt đường: Từ 6,0 độ trở lên, đặc biệt nếu gần tâm chấn.

- Sập nhà: Từ 6,5 độ với nhà yếu, 7,0 độ trở lên với nhà trung bình.

- Gãy cầu: Từ 7,0 độ nếu cầu cũ hoặc không chống động đất, như cầu Ava ở Myanmar.

Theo đó, trận động đất 7,7 độ ở Myanmar vượt xa ngưỡng gây thảm họa, đặc biệt với tâm chấn nông và khu vực đông dân cư có hạ tầng yếu, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như ghi nhận.

Làm sao dự đoán được một trận động đất sắp xảy ra?

Hiện tại, khoa học chưa thể dự đoán chính xác thời gian, địa điểm và độ lớn của một trận động đất. Tuy nhiên, các nhà khoa học sử dụng một số phương pháp để ước lượng nguy cơ và đưa ra dự báo dài hạn:

1. Theo dõi hoạt động địa chấn:

Dùng máy đo địa chấn, các nhà khoa học có thể phát hiện các rung động nhỏ (tiền chấn) trước một trận động đất lớn, nhưng không phải lúc nào cũng có tiền chấn rõ ràng.

Ngoài ra có thể sử dụng mạng lưới GPS để đo sự dịch chuyển chậm của vỏ Trái Đất gần các đứt gãy để phát hiện áp lực tích tụ. Tuy nhiên cách này đến giờ cũng chưa có hiệu quả.

2. Lịch sử địa chấn:

Phân tích các trận động đất trong quá khứ để xác định chu kỳ lặp lại. Ví dụ, đứt gãy Sagaing ở Myanmar có lịch sử động đất mạnh mỗi vài trăm năm.

3. Dấu hiệu vật lý:

Trước mỗi trận động đất, thường có một vài dấu hiệu vật lý. Có thể căn cứ vào đó để dự đoán có động đất hay không. Ví dụ:

   - Thay đổi mực nước ngầm: Áp lực trong vỏ Trái Đất có thể làm nước ngầm dâng lên hoặc giảm xuống bất thường.

   - Khí Radon: Một số nghiên cứu cho rằng khí Radon thoát ra từ đất tăng trước động đất, nhưng chưa đáng tin cậy.

   - Hành vi của động vật: Có báo cáo về động vật bất an trước động đất, nhưng đây không phải bằng chứng khoa học chắc chắn.

4. Mô hình xác suất:

Dựa trên tần suất động đất lịch sử và tốc độ trượt của đứt gãy, các nhà khoa học tính toán khả năng xảy ra động đất trong một khoảng thời gian (ví dụ: 30 năm tới). Ví dụ: Khu vực San Andreas ở California có nguy cơ cao vì tích tụ áp lực lâu năm.

Các phương thức này hiển nhiên có nhiều hạn chế. Vì động đất xảy ra đột ngột và phụ thuộc vào nhiều yếu tố phức tạp (độ bền đá, áp lực tích tụ), nên dự đoán chính xác là bất khả thi với công nghệ hiện nay.

Các hệ thống cảnh báo sớm (như ở Nhật Bản, Mexico) chỉ có thể phát hiện sóng địa chấn ngay sau khi động đất bắt đầu, cho người dân vài giây đến vài phút để phản ứng, chứ không phải dự đoán trước.

Đến nay, chưa có trận động đất nào trên thế giới được dự báo chính xác hoàn toàn về thời gian, địa điểm và độ lớn trước khi xảy ra, với sự xác nhận từ cộng đồng khoa học quốc tế. Dự đoán động đất vẫn là một thách thức lớn do tính chất phức tạp và ngẫu nhiên của các quá trình địa chất trong vỏ Trái Đất. Tuy nhiên, có một số trường hợp được ghi nhận là dự báo "gần đúng" hoặc có dấu hiệu cảnh báo trước, dù không đạt độ chính xác tuyệt đối. Dưới đây là một vài ví dụ nổi bật:

1. Trận động đất Haicheng, Trung Quốc (1975)

Xảy ra ngày: 4 tháng 2 năm 1975, độ lớn: 7,3 độ mô men, tại Haicheng, tỉnh Liêu Ninh, Trung Quốc.

Chính quyền Trung Quốc đã phát lệnh sơ tán vài giờ trước khi động đất xảy ra, dựa trên một loạt dấu hiệu bất thường:

    - Nhiều trận tiền chấn (foreshocks) nhỏ tăng dần trong vài ngày trước đó.

    - Thay đổi mực nước ngầm và hành vi bất thường của động vật (rắn tỉnh dậy giữa mùa đông, chó sủa liên tục).

    - Quan sát từ các trạm địa phương về áp lực tích tụ.

Kết quả: Khoảng 90% dân số khu vực được sơ tán, giảm đáng kể thương vong (ước tính chỉ khoảng 1.300 người chết, thay vì hàng chục nghìn nếu không có cảnh báo).

Đây là trường hợp nổi tiếng nhất được coi là "dự báo thành công". Tuy nhiên, các nhà khoa học sau này cho rằng đây không phải dự đoán chính xác theo nghĩa hiện đại (xác định ngày giờ cụ thể), mà là phản ứng dựa trên các dấu hiệu ngắn hạn. Hơn nữa, không phải lúc nào tiền chấn hay dấu hiệu tương tự cũng dẫn đến động đất lớn.

2. Trận động đất Loma Prieta, Mỹ (1989) - Dự báo dài hạn

Xảy ra ngày: 17 tháng 10 năm 1989, độ lớn: 6,9 độ mô men, tại vùng vịnh San Francisco, California.

Các nhà địa chấn học Mỹ đã dự báo từ thập niên 1980 rằng khu vực này có nguy cơ cao xảy ra động đất lớn trong vòng 30 năm, dựa trên:

    - Lịch sử động đất của đứt gãy San Andreas.

    - Đo đạc tích tụ áp lực qua mạng lưới GPS và địa chấn.

Tuy nhiên, không ai dự đoán được chính xác ngày 17/10/1989.

Kết quả: Dù không có cảnh báo ngắn hạn, dự báo dài hạn giúp chính quyền chuẩn bị các biện pháp giảm thiểu (gia cố công trình, tập huấn cứu hộ), giảm thiệt hại so với mức có thể xảy ra.

3. Trận động đất Tohoku, Nhật Bản (2011) - Dự báo sai

Xảy ra ngày: 11 tháng 3 năm 2011, độ lớn: 9,1 độ mô men, tại Đông Bắc Nhật Bản.

Nhật Bản, quốc gia tiên tiến nhất về công nghệ địa chấn, đã dự đoán khu vực này có nguy cơ động đất lớn (khoảng 7-8 độ) trong vòng 30 năm, nhưng không ai ngờ tới mức 9,1 độ kèm sóng thần khủng khiếp.

Hệ thống cảnh báo sớm (dùng máy đo địa chấn) chỉ phát tín hiệu vài giây đến 1 phút trước khi sóng địa chấn đến, không phải dự đoán trước.

Kết quả: Dù giảm được phần nào thiệt hại nhờ cảnh báo sớm, trận động đất vẫn gây thảm họa (gần 20.000 người chết), cho thấy hạn chế trong việc dự báo độ lớn chính xác.

Tại sao chưa có dự báo động đất chính xác hoàn toàn?

Do nhiều nguyên nhân, điển hình là:

- Tính phức tạp của vỏ Trái Đất: Áp lực tích tụ không phải lúc nào cũng giải phóng theo cách có thể dự đoán. Một đứt gãy có thể "im lặng" hàng thế kỷ rồi đột ngột gây động đất lớn.

- Thiếu dấu hiệu rõ ràng: Tiền chấn, thay đổi khí Radon, hay hành vi động vật không phải lúc nào cũng xuất hiện hoặc đáng tin cậy.

- Công nghệ hạn chế: Dù có máy đo địa chấn, GPS, và mô hình mô phỏng, chúng chỉ cung cấp dự báo xác suất dài hạn (ví dụ: 70% khả năng trong 50 năm), không phải thời điểm cụ thể.

Tóm lại, trận động đất Haicheng (1975) là trường hợp gần nhất với "dự báo thành công", nhưng vẫn dựa nhiều vào may mắn và dấu hiệu ngắn hạn, không phải khoa học chính xác.

Hiện tại, các nhà khoa học tập trung vào dự báo nguy cơ dài hạn (xác định khu vực rủi ro) và cảnh báo sớm (phát hiện sóng địa chấn ngay khi động đất bắt đầu), thay vì dự đoán chính xác thời gian xảy ra. Với công nghệ ngày nay (tính đến 2025), dự đoán động đất vẫn là "giấc mơ chưa thành hiện thực" của nhân loại.