Chúng Ta Có Bó Tay Trước động đất? - Tạp Chí Tia Sáng

Sau một thế kỷ nghiên cứu, hiện tượng động đất vẫn chưa chịu khuất phục sự hiểu biết của con người. Nếu xét về năng lực giác quan thì các loài động vật như cá, chuột, rắn, thỏ, mèo…còn “biết trước” được động đất tốt hơn chúng ta rất nhiều. Các nhà khoa học đang làm mọi thứ có thể để tìm lời giải cho những bí ẩn về hiện tượng này. Họ phân tích những mẫu đá trong phòng thí nghiệm. Họ chui cả vào những khu rừng rậm nguyên sinh để tìm hiểu về những mẫu cây đã chết vì sóng thần từ nhiều năm trước. Họ lập bản đồ về mức độ ổn định của các vỉa đá để xem ở đâu mặt đất đã từng rung chuyển. Họ đào các con mương ngang qua những khe nứt để tìm kiếm những dấu hiệu khả nghi. Họ chăng dây điện khắp những vùng có khe nứt với hàng loạt máy đo giống như thể Trái đất là một con bệnh cần sự quan tâm chăm sóc đặc biệt.

Nhiệm vụ bất khả thi Trở lại thập kỷ 1990, các nhà khoa học cũng đã từng có những dự đoán rất “công phu” về động đất, nhưng đã không đạt được nhiều thành công. Việc phân tích các thông tin về những hành tung trong quá khứ của khe nứt địa lý, việc khảo sát áp lực chất lỏng dưới lòng đất và cả việc thăm dò sự thay đổi của độ dẫn điện trên mặt đất đều tỏ ra không mấy hiệu quả. Nhà địa chấn nổi tiếng Yan Kagan ở Đại học California, Los Angeles từng nói rằng: “Chúng ta chẳng thể trông đợi gì vào những phương pháp này nữa, việc dự đoán động đất sẽ chẳng khá hơn chút nào nếu không phát triển những công cụ toán học và lý thuyết hoàn toàn mới.” Trở lại thập kỷ 1990, các nhà khoa học cũng đã từng có những dự đoán rất “công phu” về động đất, nhưng đã không đạt được nhiều thành công. Việc phân tích các thông tin về những hành tung trong quá khứ của khe nứt địa lý, việc khảo sát áp lực chất lỏng dưới lòng đất và cả việc thăm dò sự thay đổi của độ dẫn điện trên mặt đất đều tỏ ra không mấy hiệu quả. Nhà địa chấn nổi tiếng Yan Kagan ở Đại học California, Los Angeles từng nói rằng: “Chúng ta chẳng thể trông đợi gì vào những phương pháp này nữa, việc dự đoán động đất sẽ chẳng khá hơn chút nào nếu không phát triển những công cụ toán học và lý thuyết hoàn toàn mới.”

Tại độ sâu 3700 mét dưới một mỏ vàng ở Nam Phi, nhà địa chất Malcolm Johnston (thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ – USGS) đang cùng các cộng sự đang lắp đặt các thiết bị để tìm hiểu đặc tính vật lý của động đất. Có một khe nứt sinh ra từ sự đứt gãy của vỏ Trái đất chạy ngang qua cái mỏ này. Bằng việc quan sát khe nứt, các nhà khoa học hy vọng họ có thể hiểu được những hành vi dịch chuyển của các vỉa đá và biết được động đất sinh ra như thế nào. Một khe nứt là điều kiện thiết yếu để tạo ra sự lắng đọng vàng khi các dòng chảy đi qua nó trong nhiều nghìn năm. “Nếu bạn muốn tìm vàng, hãy đi tìm một khe nứt – càng lâu đời càng tốt,” Johnston nói. [Ảnh: National Geographic]

Thậm chí phát biểu của Kagan vẫn còn được coi là khá lạc quan bởi vì ông đã không tính đến một câu hỏi là: liệu chúng ta có khả năng dự đoán được động đất hay không? Trước hết phải thấy rằng, dự đoán (prediction) khác với dự báo (forecast). Dự đoán (hay biết trước) được hiểu là sự xác định rõ thời gian, vị trí và cường độ của một trận động đất. Còn dự báo nghĩa là đưa ra nhận định rằng, qua một số năm nào đó, nhiều khả năng một trận động đất có cường độ nào đó sẽ xảy ra ở một nơi nhất định. Một nhóm các nhà địa chấn ở Đại học Athens (Hy Lạp) đã từng công bố rằng họ có thể có thể đưa ra những dự đoán động đất bằng việc sử dụng một mạng lưới phức tạp các máy dò tín hiệu. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia đã tỏ ra không tin tưởng phương pháp này. Một cuộc tranh luận khoa học đã nổ ra vào năm 1996 trên chuyên san Geophysical Research Letters. Thái độ chung của giới khoa học là rất bất đồng với nghiên cứu này.

Tuy động đất hay tấn công bất thình lình nhưng các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm kiếm những dấu hiệu báo trước nguy hiểm của chúng. Sachiko Tanaka, một nhà địa chấn ở Viện Nghiên cứu Quốc gia về Khoa học Trái đất và Phòng chống thảm họa của Nhật Bản đang nghiên cứu về mối liên hệ của hơn 2000 trận động đất trên toàn thế giới với hiện tượng thủy triều. Tanaka và các đồng nghiệp của cô đã phát hiện rằng, có ba phần tư số vụ động đất đã xảy ra khi có thuỷ triều lớn, cao hơn 2 mét so với mực nước biển. [Ảnh: Tanaka bên bờ biển ở Shizuoka. National Geographic]

Mấy tháng sau đó, trong một hội thảo ở London, các nhà nghiên cứu đã thống nhất với nhau rằng, họ tạm thời “bó tay” trước vấn đề này: có vẻ như động đất vốn không thể biết trước được. Nhà địa chấn nổi tiếng Robert Geller báo cáo tổng kết hội thảo: “Quan điểm bao trùm của hội thảo này là, với trình độ hiện nay, việc dự đoán động đất là không thể có. Bản chất hỗn độn và phi tuyến cao của hiện tượng này là quá khó đối với chúng ta. Những báo cáo đầy lạc quan về việc dự đoán động đất của giới truyền thông là khác xa so với quan điểm của các chuyên gia trong hội thảo, vì vậy các chuyên gia cần phải sửa lại những sai lầm của truyền thông.” Diễn biến của những trận động đất dọc theo một khe nứt là một hiện tượng hỗn độn (chaos) mà từng sự cố của nó là không thể biết trước. Nhưng kết cục toàn thể của chúng thì lại có thể dễ dàng hình dung được. Ở đây, kết cục toàn thể của động đất là chuyển động kiến động kiến tạo của các địa tầng và kèm theo đó là một năng lượng khổng lồ được giải phóng. Từ thông tin này, chúng ta có thể tự tin để chỉ ra được những vùng có nhiều nguy cơ động đất, tức là chúng ta đã thực hiện được một sự “dự báo dài hạn”. Kiểu dự báo dài hạn này là rất có ích đối với việc quy hoạch xây dựng. Nhưng dự báo vẫn chỉ là dự báo. Chuyển từ dự báo sang dự đoán (ví dụ như: “một trận động đất bảy độ sẽ xảy ra tại đây sau ba ngày nữa”) là điều không thể. Niềm tin của người Nhật Ở Nhật Bản, các nhà khoa học của chính phủ đã thống nhất một quan điểm rằng: động đất không phải là ngẫu nhiên. Chúng tuân theo một mô hình. Chúng có những dấu hiệu báo trước mà chúng ta có thể phát hiện được. Chính phủ biết nơi nào dễ bị động đất tấn công nhất. Nhật Bản là một đất nước mà các đoàn tàu luôn chạy đúng giờ, và động đất ở đây cũng được cho là giống như tàu chạy. “Chúng tôi tin rằng, dự đoán động đất là có thể,” Koshun Yamaoka, một nhà khoa học ở Viện Nghiên cứu Động đất (ERI) Đại học Tokyo nói.

Một trận động đất năm 1976 gần thành phố Guatemala đã làm sập cây cầu ở Agua Caliente, cắt đứt con đường thông thương chính nối với thành phố Atlantic. Chấn động 7,5 độ đã giết hơn 23.000 người và làm hàng nghìn người khác mất nhà cửa. [Ảnh: National Geographic]

Thậm chí, Nhật Bản đã đặt sẵn tên cho một trận động đất lớn mà họ dự báo là sẽ xảy ra: động đất Tokai. Chính phủ đã nhận diện và khoanh vùng rõ ràng khu vực bị ảnh hưởng. Đó là một vùng dọc theo bờ biển Thái Bình Dương và trải dài gần 200 cây số ở Tây Nam Tokyo. Sau hàng loạt những chấn động nhỏ ở khu vực Tokai vào thập kỷ 1970, các nhà khoa học đã tiên đoán rằng một trận động đất lớn sắp sửa xảy ra ở đây. Năm 1978, chính phủ đã khởi động một chương trình để chuẩn bị đối phó với thảm họa này. Các nhà khoa học đã ước đoán rằng, một cơn động đất có thể giết 7900 đến 9200 người nếu không có báo động trước ít giờ. Thiệt hại kinh tế ước tính lên đến 310 tỷ USD. Tại trung tâm sẵn sàng ứng phó động đất ở Shizuoka, người ta đã xác định rõ ràng 6449 vị trí lở đất trên một bản đồ. Một bản đồ khác chỉ ra nơi mà 58.402 ngôi nhà có thể bị lửa phát sinh từ động đất đốt cháy. Tất cả được tính toán tới những con số cụ thể một cách đáng ngạc nhiên. Điều duy nhất còn lại chỉ là ngồi chờ thảm họa xảy ra. Câu chuyện Tokai là một dự báo chứ không phải một dự đoán. Cho nên, một sự dự đoán chính xác thời gian và địa điểm sẽ có giá trị hơn nhiều đối với người Nhật. Naoyuki Kato, một nhà nghiên cứu khác ở ERI đã làm thí nghiệm và kết luận rằng, trước khi lớp đất đá bị gãy vỡ, nó sẽ trượt một chút. Vì vậy hiện tượng trượt có thể là dấu hiệu động đất chuẩn bị xảy ra, và họ có thể “dự đoán” chính xác hơn và gần hơn thời điểm của thảm họa. Thế là chính phủ Nhật xây dựng một kế hoạch hành động dựa trên dấu hiệu trượt này. Các đồng hồ đo được đặt khắp khu vực Tokai. Chỉ cần một hoặc hai đồng hồ đo được sự bất thường, các nhà khoa học sẽ xúm lại để phân tích và trẻ con sẽ được nghỉ học. Nếu có ba cái đồng hồ báo hiệu bất thường, nước Nhật sẽ ở tình trạng báo động cao. Cảnh sát, quân nhân, cứu hỏa sẽ đổ xô ra đường biên của khu vực nguy hiểm. Thủ tướng sẽ đọc thông báo trước toàn dân rằng động đất sắp sửa xảy ra. Robert Geller, nhà địa vật lý người Mỹ làm việc ở Tokyo đã sống ở Nhật Bản hàng chục năm và cũng đã từng thử “liều” dự đoán động đất. Ông gọi chương trình dự đoán của Nhật là “khoa học dựa trên niềm tin.” Thêm vào đó, ông còn nói rằng: “Hiện tượng trượt chưa bao giờ được sử dụng để xác nhận sự tồn tại của những trận động đất thực tế.” Sự hoài nghi không chỉ của người Mỹ. Hideki Shimamura, một nhà khoa học động đất ở Đại học Musashino Gakuin cũng đã nói thẳng. “Có thể có sự trượt, nhưng tôi vẫn khá là nghi ngờ, và cũng có một số nhà nghiên cứu đang muốn xem xét lại vấn đề Tokai.”

Còn những khó khăn gì nữa? Trong một vài năm sau hội thảo ở London, các nhà khoa học đã hầu như không còn thiết lao đầu vào việc dự đoán động đất nữa. Dự báo động đất không chỉ khó về mặt chuyên môn khoa học mà còn khó về mặt xã hội. Trong quá khứ, người ta đã từng cư xử không đẹp với những nhà khoa học – những người đã cố gắng dự đoán động đất. Sau trận động đất Santa Barbara xảy ra năm 1925, nhà địa chấn nổi tiếng Bailey Willis đã bày tỏ một dự đoán đầy lo ngại rằng, một trận động đất nghiêm trọng nữa sẽ xảy ra ở miền nam California trong 10 năm, hoặc thậm chí là 5 năm tới. Nhưng khi ấy tạp chí Time đã không hề giúp ông phổ biến thông tin này. Dự báo của Willis động chạm đến công việc làm ăn của các hãng bảo hiểm và kinh doanh bất động sản nên họ đã đe dọa rằng: “Nếu các nhà khoa học không ngừng ngay việc luyên thuyên về nguy cơ động đất thì chúng tôi sẽ có cách để dẹp hết cái trò chơi địa chấn học của họ.” Willis vốn là người tiên phong trong môn kiến tạo học địa chất, nhưng chỉ vì dự báo động đất mà danh tiếng của ông đã bị hủy hoại nghiêm trọng. Willis đã phải rút khỏi việc nghiên cứu địa chấn và ngừng lại chiến dịch vận động xây nhà chống động đất của ông. Đến năm 1933 thì đúng là có một trận động đất xảy ra ở Long Beach (thuộc miền nam California). Những trường hợp “oan uổng” như của Willis đã gây trở ngại cho sự phát triển của khoa học động đất. Những trường hợp đó vẫn còn tạo sự “ám ảnh” cho đến tận ngày nay. Bây giờ, thậm chí cả những dự đoán nghiêm túc nhất cũng vẫn có thể khiến mọi người phản ứng dữ dội, thành ra hầu hết các nhà nghiên cứu đều không chia sẻ kết quả của họ trên mạng. Trước đây, để việc dự báo thời tiết được chấp nhận rộng rãi, người ta đã phải mất nhiều thập kỷ để nghiên cứu về khí hậu, động lực học chất lỏng cũng như các định luật vật lý chi phối đại dương và bầu khí quyển. Người ta cũng đã phải thu thập một lượng tư liệu khổng lồ và phóng các vệ tinh để theo dõi bầu khí quyển. Nếu muốn việc dự báo động đất theo kịp được dự báo thời tiết như hiện nay thì môn địa chấn học cần phải được phát triển ngang bằng với các môn khoa học thời tiết. Thực ra hiện nay cũng có rất nhiều nhóm ở Mỹ, Nga, Nhật Bản và các nơi khác đang hồ hởi phát triển những phương pháp dự đoán mới. Bây giờ việc nghiên cứu đang gắn với những mục tiêu cơ bản hơn, thiết thực hơn và khả thi hơn. Các nhà khoa học đang nhắm tới việc thiết lập những dự báo dài hạn và trung hạn dựa trên một nền tảng thực nghiệm chặt chẽ. Các nhà lý thuyết cũng đang triển khai những phân tích thống kê tân tiến và khám phá các hình thái tinh vi của hoạt động địa chấn. Mới đây, Ross Stein ở trung tâm Khảo sát Địa chất Mỹ đã xây dựng được một mô hình lý thuyết có thể chỉ ra địa điểm mà một trận động đất trong tương lai có thể xảy ra. Hiểu biết này có thể trở nên rất hữu ích cho những kế hoạch dài hạn, giống như ở chương trình Tokai của Nhật Bản. Nói tóm lại, dù bất khả thi hay không thì dự đoán động đất vẫn là một việc mà tất cả chúng ta đều mong muốn.

TT.

Tài liệu tham khảo 1. Joel Achenbach – Earthquake Technology, The Next Big One. National Geographic. 2. Andrew Alden – Earthquake articles [geology.about.com] 3. Ross Stein – Earthquake Conversation. Scientific American 4. Peter Cervelli – The threat of silence earthquake. Scientific American