Hiện tại, chúng ta không thể dự đoán động đất với độ chính xác mong muốn – thời gian và địa điểm, và có một số lý do cho điều đó.
Sự thiếu khả năng dự đoán này được nêu bật trong một vụ kiện gây tranh cãi năm 2012 tại Ý, nơi các nhà khoa học ban đầu bị kết án vì không cảnh báo đầy đủ cho công chúng trước khi trận động đất tàn khốc xảy ra ở L’Aquila năm 2009. Vụ án này phơi bày một thách thức cơ bản: hiểu biết khoa học hiện tại của chúng ta đơn giản là không cho phép dự đoán được động đất.
Động đất là kết quả của kiến tạo mảng. Lớp vỏ Trái Đất được tạo thành từ những mảng đá khổng lồ, đan xen vào nhau, được gọi là các mảng kiến tạo, liên tục chuyển động. Các mảng trượt, va chạm và nghiền vào nhau. Dọc theo ranh giới nơi các mảng này gặp nhau – các đường đứt gãy – các cạnh gồ ghề của đá thường bị kẹt.
Khi các mảng tiếp tục di chuyển, ứng suất và năng lượng khổng lồ tích tụ tại các điểm kẹt này. Cuối cùng, lực tác động vượt qua lực ma sát, và đứt gãy đột ngột trượt, giải phóng năng lượng dự trữ này dưới dạng sóng địa chấn, khiến mặt đất rung chuyển.
Để dự đoán một trận động đất, các nhà khoa học cần biết điều gì đang xảy ra hàng dặm bên dưới bề mặt, nhưng môi trường sâu thẳm, khó tiếp cận này đặt ra một thách thức lớn. Con người không có đủ dữ liệu về các điều kiện phức tạp – loại đá, nhiệt độ, áp suất và chuyển động chất lỏng chính xác – ở độ sâu nơi những trận động đất này bắt nguồn.
Mặc dù có thể mô phỏng động đất trong phòng thí nghiệm, nhưng những môi trường được kiểm soát này không thể tái tạo bản chất phức tạp, khó lường của các đứt gãy tự nhiên.
Việc quan sát các trận động đất trong thế giới thực luôn mang tính gián tiếp, dựa trên việc phân tích sóng địa chấn và biến dạng mặt đất, giống như cố gắng hiểu một cỗ máy phức tạp chỉ bằng cách nhìn vào bóng của nó.
Một trở ngại lớn là động đất nhỏ và động đất lớn thường bắt đầu không giống nhau. Theo Michael Blanpied thuộc USGS Earthquake Hazards Program, động đất bắt đầu từ những vết nứt nhỏ trên một đứt gãy.
Hầu hết những trận động đất nhỏ này sẽ lắng xuống, nhưng một số lại nhanh chóng phát triển thành các sự kiện lớn.
Nếu tất cả các trận động đất đều bắt đầu từ quy mô nhỏ, thì một phương pháp dự đoán chính xác cần phải có khả năng phân biệt được những cơn địa chấn nhỏ nào sẽ trở thành thảm họa lớn, và những cơn nào thì không – một sự phân biệt mà hiện tại con người chưa thể thực hiện được.
Những dấu hiệu báo trước mà chúng ta đang tìm kiếm, nếu có, lại quá khó phát hiện qua hàng dặm đá rắn.
Mặc dù không thể dự đoán động đất, nhưng chúng ta đang ngày càng cải thiện khả năng dự báo. Dự báo như việc ước tính xác suất xảy ra động đất ở một khu vực cụ thể trong một khoảng thời gian dài, chẳng hạn như hàng thập kỷ.
Điều này được thực hiện bằng cách nghiên cứu hoạt động địa chấn lịch sử của một đường đứt gãy. Ví dụ như bằng cách biết tốc độ di chuyển của một đường đứt gãy và tần suất xảy ra các trận động đất lớn trên đường đứt gãy đó trong quá khứ, các nhà khoa học có khả năng tính toán thời gian trung bình giữa các sự kiện.
Một ví dụ điển hình về thách thức của dự đoán là thí nghiệm Parkfield. Vào những năm 1980, dựa trên dữ liệu lịch sử, USGS dự đoán một trận động đất mạnh sáu độ richter trên đường đứt gãy San Andreas gần Parkfield trong vòng năm năm.
Trận động đất này không xảy ra cho đến năm 2004, hơn một thập niên sau đó, chứng minh ngay cả với lịch sử chi tiết, việc dự đoán thời điểm chính xác là bất khả thi.
Thay vì tập trung vào những dự đoán bất khả thi, một nỗ lực lớn hiện đang được triển khai vào các hệ thống cảnh báo sớm động đất, chẳng hạn như hệ thống ShakeAlert ở Hoa Kỳ. Công nghệ này sử dụng một mạng lưới cảm biến để phát hiện những sóng địa chấn đầu tiên từ một trận động đất và nhanh chóng gửi cảnh báo.
Mặc dù không thể ngăn chặn động đất, nhưng nó cung cấp cảnh báo trước vài giây hoặc thậm chí một phút. Cảnh báo ngắn gọn này tự động giảm tốc độ tàu hỏa, dừng thang máy và cho mọi người thời gian để hạ xuống, che chắn và bám chặt, từ đó sống sót và giảm thiểu thiệt hại.
Cuối cùng, mặc dù có lẽ khoa học không bao giờ có thể cung cấp một phương pháp đáng tin cậy để dự đoán chính xác thời điểm động đất sẽ xảy ra, nhưng chúng ta có khả năng sử dụng kiến thức của mình để xây dựng các cộng đồng và cơ sở hạ tầng kiên cố.
Các tòa nhà kiên cố hơn và hệ thống cảnh báo sớm hiệu quả là hàng phòng thủ tốt nhất, bảo đảm con người sẵn sàng ứng phó khi Mẹ Thiên Nhiên “tức giận.”
(SGN)
