Động đất Tứ Xuyên dưới con mắt các nhà khoa học

14 giờ 28 phút ngày 12-5-2008 (giờ Bắc Kinh) tại huyện Vấn Xuyên tỉnh Tứ Xuyên xảy ra một trận động đất (động đất) lớn; sau đó lại liên tiếp xảy ra mấy nghìn dư chấn. Nghiên cứu của các cơ quan địa chấn cho thấy vùng bị động đất tàn phá nặng rộng tới hơn 100 nghìn km vuông; cường độ rung lớn hơn trận động đất Đường Sơn năm 1976.

Dư chấn xảy ra từng phút

Phó Giám đốc Sở nghiên cứu dự báo động đất Cục Địa chấn Tứ Xuyên Đỗ Phương cho biết: dư chấn có thể xảy ra hầu như từng phút, nhưng cường độ lúc to lúc nhỏ. Máy đo có thể ghi được các dư chấn cực nhỏ con người không cảm thấy.

Tính đến ngày 18-5 đã xảy ra mấy nghìn dư chấn to nhỏ; mạnh nhất có cường độ 6,1 độ Richter, dư chấn 5~5,9 độ đã xảy ra hơn 20 lần; dư chấn trên 6 độ có ba lần. Chủ chấn có cường độ lớn cho nên dư chấn có thể kéo dài một thời gian; cụ thể bao lâu phải xem tình hình suy giảm của dư chấn.

Dư chấn không vượt quá chủ chấn

Thông thường động đất không thể một lần giải phóng hết năng lượng, do đó vùng xung quanh Tứ Xuyên cho tới nay vẫn không ngừng có dư chấn.

Nghiên cứu viên Trương Quốc Dân thuộc Sở Nghiên cứu dự báo động đất Cục Địa chấn Trung Quốc nói: nhìn chung, dư chấn có cường độ thấp hơn chủ chấn 1 độ Richter trở lên, thường không vượt quá chủ chấn. Sau khi đã xảy ra động đất 8 độ Richter thì xác suất xảy ra động đất cùng cấp cường độ là cực nhỏ. Dĩ nhiên, dư chấn cũng có thể gây thiệt hại. Hiện nay cần đề phòng đất đá trên núi lở xuống, sụt đường giao thông.

Dư chấn có thể kéo dài một - hai tháng

Ông Tôn Sĩ Hồng Dự báo viên đầu ngành của Trung tâm mạng các đài địa chấn Trung Quốc phân tích: các chuyên gia địa chấn Trung Quốc phổ biến cho rằng trận động đất Vấn Xuyên là do sự nghịch xung (đâm ngược) của hai mảng kiến tạo (nguyên văn: bản khoái) gây ra chứ không phải là sự trượt của mảng kiến tạo (chẳng hạn trận động đất xảy ra tại Tân Cương hồi tháng ba năm nay thuộc loại trượt mảng kiến tạo, tức đất trượt theo tầng đứt gãy; năng lượng giải phóng tương đối triệt để cho nên ít dư chấn).

Trường hợp do sự nghịch xung của mảng kiến tạo thì năng lượng giải thoát ra không triệt để, tốc độ suy giảm địa chấn khá chậm, thường có một thời kỳ dư chấn kéo dài một -hai tháng. Vấn Xuyên chỉ là một thị trấn huyện lị nhỏ vùng rìa Tây Bắc của thung lũng Tứ Xuyên, thế mà lại bất ngờ xảy ra một trận động đất lớn.

Tại sao lại là Vấn Xuyên? Tuy hiện nay chúng ta chưa hoàn toàn làm rõ cơ chế của trận động đất này, song căn cứ vào tình hình đã nắm được, các chuyên gia địa chấn Trung Quốc và nước ngoài đưa ra những cách giải thích của họ như sau.   

Giải thích 1: Thuyết Dải địa chấn

Vụ phó Vụ Dự báo giám trắc Cục Địa chấn Trung Quốc Xa Thời nói: trận động đất này thuộc loại hoạt động tầng đứt gãy của mảng kiến tạo lớn. Địa tầng Trung Quốc chia làm sáu mảng lớn: cao nguyên Thanh Tạng, vùng Hoa Nam, vùng Hoa Bắc… Vấn Xuyên thuộc vào vùng địa chấn hoạt động mạnh, ở vào dải đứt gãy của 6 mảng nói trên.

Nghiên cứu viên Trương Quốc Dân ở Sở Nghiên cứu dự trắc động đất Cục Địa chấn Trung Quốc giải thích: xét trên phương diện lớn thì động đất Vấn Xuyên xảy ra ở vào một dải địa chấn lớn của Trung Quốc – dải địa chấn Nam Bắc; các vùng liên quan gồm từ Ninh Hạ qua miền Đông Cam Túc, miền Tây Tứ Xuyên kéo tới Vân Nam là thuộc dải có nhiều địa chấn. Xét trên phương diện nhỏ thì Vấn Xuyên lại nằm trên dải địa chấn Long Môn Sơn của Tứ Xuyên, xác suất xảy động đất tương đối cao. 

Viện sĩ Lô Diệu Như, Viện sĩ Viện Công trình Trung Quốc, nhà địa chất trường ĐH Đồng Tế nói: Vấn Xuyên thuộc vùng Xuyên Tây, một dải đất có nhiều động đất, nằm chính vào chỗ giáp giới của “Bậc thang thứ nhất” và “Bậc thang thứ hai” của địa thế Trung Quốc, tương đối dễ xảy ra động đất, phần lớn mạnh trên 7 độ Richter.

Giải thích 2: Thuyết năng lượng tích tụ

Nghiên cứu viên Vương Nhị Thất của Sở nghiên cứu Địa chất và Vật lý địa cầu thuộc Viện Khoa học Trung Quốc nói: trận động đất Vấn Xuyên xảy ra tại rìa phía Đông Nam cao nguyên Thanh Tạng, ở giữa Long Môn Sơn thuộc vùng Xuyên Tây, nằm trên dải đứt gãy lớn Vấn Xuyên-Mậu Vấn. Các ghi chép lịch sử cho thấy tuy chủ thể Long Môn Sơn chưa từng xảy ra động đất lớn nhưng vùng Tùng Phan ở phía Bắc nó năm 1976 từng xảy ra động đất mạnh 7,2 độ. Bởi vậy tuy vùng Long Môn Sơn xem ra có tính hoạt động cấu tạo không mạnh nhưng lại rất có thể là ở trong quá trình tích lũy ứng lực; khi tích lũy tới mức nào đó thì vỏ Trái Đất sẽ nứt rạn, xảy ra động đất.

Viện nghiên cứu Địa chấn của trường ĐH Tokyo Nhật Bản giải thích: trận động đất này xảy ra trên dải đứt gãy Long Môn Sơn; trong mấy trăm năm qua vùng gần dải đứt gãy này từng nhiều lần xảy ra động đất lớn cấp 7 trở lên, nhưng chủ thể Long Môn Sơn lại chưa có các hoạt động địa chấn mạnh cho đến khi xảy ra trận động đất này. Đứt gãy phân bố từ Đông Bắc hướng về Tây Nam, men theo rìa bồn địa Tứ Xuyên, dài hơn 300 km, rộng khoảng 60 km, men theo đứt gãy cao nguyên Thanh Tạng mở rộng trên bồn địa Tứ Xuyên, do ứng lực tích tụ vượt quá điểm giới hạn của cường độ nham thạch mà phát sinh động đất.

Trung tâm nghiên cứu địa chấn bang California ( Mỹ): vật chất cao nguyên Thanh Tạng trôi về phía Đông khi tới bồn địa Tứ Xuyên thì bị ngăn lại, vận động trồi lên phía trên, vùng biên giới hai mảnh đất đó trở thành mặt tầng đứt gãy. Nếu đứt gãy di chuyển mỗi năm vài cm thì cứ cách 50 đến 70 m ứng lực tích tụ và năng lượng tích tụ sẽ có thể phát sinh động đất lớn trên cấp 7.

Giải thích 3: Thuyết vận động tạo núi

Tiến sĩ John Whiley nhà địa chất Mỹ cho rằng động đất gây ra bởi sự vận động giữa các lục địa trên tầng Manti (địa mạn) ở trạng thái lỏng; dãy Himalaya là một chứng minh của quá trình đó. Ngoài việc tạo nên vùng cao nguyên phạm vi lớn ra, sự đẩy tới của mảng kiến tạo Ấn Độ còn làm cho các vật chất của cao nguyên Thanh Tạng khuếch trương về phía Đông.

Tại vùng Tứ Xuyên, rìa cao nguyên Thanh Tạng đang bị đẩy tới phía dưới lớp nham trầm tích tương đối yếu. Trận động đất này phát sinh ngay trên một dải đứt gãy ở rìa tiêu biểu cho các vật trầm tích đó. Trừ các vùng Cát Lâm, Hắc Long Giang, Tân Cương không phát hiện cảm giác rung chuyển ra, tất cả các vùng còn lại của Trung Quốc đều có rung chuyển với mức độ khác nhau, thậm chí còn ảnh hưởng tới cả Việt Nam và Thái-lan. Tiến sĩ John Whiley

Các từ ngữ quan trọng

1. Tâm chấn nông

Trương Quốc Dân phân tích: động đất Vấn Xuyên là động đất nội bộ đại lục, thuộc loại động đất tâm chấn nông có sức phá hoại khá lớn.

Căn cứ theo độ sâu của tâm chấn (“chấn nguyên”) có thể chia động đất ra làm động đất tâm chấn nông, động đất tâm chấn vừa và động đất tâm chấn sâu . Động đất tâm chấn nông phần lớn xảy ra trong phạm vi độ sâu không quá 30 km dưới bề mặt Trái Đất.

Động đất tâm chấn sâu có thể có độ sâu lớn nhất khoảng 650 km. Trong ba loại động đất này, động đất tâm chấn nông có tần suất phát sinh cao nhất, chiếm trên 70% tổng số các trận động đất, năng lượng động đất giải thoát chiếm 85% tổng năng lượng giải thoát, là nguyên nhân chính gây thiệt hại, có ảnh hưởng lớn nhất với loài người.

2. Cường độ địa chấn cao

Thông thường cấp độ địa chấn càng cao thì sức phá hoại càng lớn. Trận động đất Vấn Xuyên giải thoát năng lượng rất lớn, độ phá hoại (“liệt độ”) vùng tâm chấn khoảng 10 độ, có thể làm sập nhà, gây sụt lở địa chất và nứt rạn mặt đất, là những tai hại có tính hủy diệt.

GS Châu Niệm Thanh, Khoa Công trình Thủy lợi ĐH Đồng Tế, cho rằng động đất là quá trình giải thoát năng lượng nội bộ Trái Đất, cấp động đất càng cao thì năng lượng giải thoát càng lớn, phạm vi truyền lan càng rộng. Nói chung động đất trên cấp 6 là động đất mạnh, có thể làm hư hại các kiến trúc hiện đại; động đất cấp 7 hoặc cao hơn là động đất lớn, phạm vi tàn phá thường lên tới vài trăm km.

 Tiến sĩ Chu Nguyên Thanh, Cục phó Cục Địa chấn Thượng Hải, cho biết: động đất có cấp độ cao thì sóng địa chấn sinh ra sẽ là sóng dài có tần số thấp, loại sóng này truyền lan khá xa. Sóng địa chấn của một trận động đất cấp 8 có thể truyền đi khắp mọi nơi trên Trái Đất, gây ra rung chuyển. Bởi thế lần động đất này chẳng những trong nước Trung Quốc đều cảm nhận được mà một số nước xung quanh cũng có cảm giác rung, các đài địa chấn nước ngoài cũng đo được.

3. Địa chất cứng

Vương Nhị Thất bổ sung: sở dĩ nhiều nơi ở Trung Quốc có rung chuyển mạnh còn có một nguyên nhân nữa là do mảng Tứ Xuyên ở phía đông dải đứt gãy lớn Vấn Xuyên-Mậu Vấn (nơi xảy ra động đất) tương đối cứng rắn, năng lực truyền lan sóng địa chấn tương đối mạnh. Là chuyên gia chuyên nghiên cứu cao nguyên Thanh Tạng, ông Vương hiểu rõ cấu tạo địa chất vùng Vấn Xuyên; ngay trước trận động đất này ông đã đi khảo sát vùng đó.

4. Sự cộng hưởng tần số thấp

Dĩ nhiên, nhà cao tầng hiện đang xây dựng ngày một nhiều, trên mức độ nhất định đã gia tăng phạm vi truyền lan sóng địa chấn. Bất kỳ vật thể nào cũng có thể tự rung (tự chấn) mà sự tự rung của nhà cao tầng thì lại thuộc vào loại sóng dài tần số thấp, cực dễ phát sinh cộng hưởng rung (cộng chấn) với sóng địa chấn, gây ra cảm giác rung. Cho nên ở các đô thị xa Vấn Xuyên, những chỗ có cảm giác rung nói chung đều là nhà cao tầng.

Tại khoảnh khắc xảy ra động đất không ít người làm việc trên tầng cao tuy chưa cảm thấy tòa nhà rung chuyển nhưng lại cảm thấy chóng mặt hoa mắt, thậm chí có người tưởng nhầm là mình bị huyết áp cao hoặc có bệnh ở đốt sống cổ. Tại sao lại có cảm giác chóng mặt hoa mắt như thế? Thực ra, chóng mặt không phải do nhà rung, mà là do “sóng tần số thấp” (infrasound), một loại sóng âm thanh tai người không nghe thấy, có tần số dưới 20 Hz; khi truyền lan trong không khí nó rất ít suy giảm, thường lan xa vài chục nghìn km mà không suy giảm rõ rệt.

Trong thiên nhiên có rất nhiều nguồn sóng tần số thấp, như núi lửa phun trào, động đất, sét, bão, sóng thần, sao băng, cực quang, rối loạn tầng điện ly … , mọi vật thể lớn khi rung chuyển đều sinh ra loại sóng này. Sóng tần thấp mạnh sẽ tác động đến cơ thể người, vì tần số cố hữu của các cơ quan cơ thể người đều nằm trong phạm vi sóng tần thấp. Khi sóng tần thấp do động đất sinh ra trùng với tần số cố hữu của người thì sẽ phát sinh cộng hưởng, người ta sẽ thấy có các cảm giác không bình thường như chóng mặt hoa mắt.

Ngày 31-5 khi trả lời phỏng vấn của Tân Hoa Xã, ông Trương Bồi Chấn Giám đốc Sở nghiên cứu địa chất Cục Địa chấn Trung Quốc, tổ trưởng tổ nghiên cứu cấu tạo địa chấn dải Nam Bắc thuộc Ủy ban Quốc gia chuyên gia động đất Vấn Xuyên nói: kết quả phân tích các số liệu của hệ thống định vị toàn cầu GPS và điều tra địa chất hiện trường cho thấy trận động đất Vấn Xuyên ngày 12-5 đã làm cho dải đứt gãy từ Ánh Tú tới Bắc Xuyên xuất hiện sự xê dịch vị trí theo chiều đứng và chiều nằm ngang, biên độ xê dịch vị trí chiều đứng lớn nhất vào khoảng 4m. Điều đó đã gây ra sự sụt thấp thung lũng Tứ Xuyên và nâng cao Long Môn Sơn với biên độ lớn, vùng Trùng Khánh cũng bị nâng cao. Hiện nay đang đo đạc tính toán các số liệu hoàn chỉnh liên quan. Ông Trương Bồi Chấn nói, cũng như mọi sự biến dạng của các trận động đất khác, loại xê dịch vị trí này – nâng cao và sụt thấp sau khi xảy ra “sẽ dần dần phục hồi trạng thái ổn định tương đối như cũ.”