Vì sao khó dự đoán động đất? - Jean-Baptiste P. Koehl

Xem toàn bộ bài học tại: https://ed.ted.com/lessons/why-are-earthquakes-so-hard-to-predict-jean-baptiste-p-koehl

Năm 132, Trương Hành trình bày phát minh mới nhất: một chiếc bình lớn mà theo ông có thể dự đoán khi nào động đất xảy ra ở cách xa hàng trăm dặm. Ngày nay, ta không còn dựa vào những chiếc bình để dự báo động đất, nhưng đó vẫn là một thử thách cho những nhà địa chấn học. Vậy tại sao động đất lại khó dự đoán đến vậy, và liệu có cách nào phát triển công nghệ dự báo động đất? Hãy cùng Jean-Baptiste P. Koehl tìm hiểu về vấn đề này.

Bài học: Jean-Baptiste P. Koehl, đạo diễn: Cabong Studios.

Năm 132, nhà bác học
người Trung Quốc Trương Hành

trình lên triều đình Hán
phát minh mới nhất của mình.

Chiếc bình lớn này, theo lời ông,

có thể dự báo khi nào động đất xảy ra
trong vương quốc

bao gồm của phương hướng
nơi triều đình nên gửi viện trợ.

Triều đình, ban đầu, có chút nghi hoặc,

nhất là khi thiết bị báo hiệu
vào một buổi chiều tĩnh lặng.

Cho đến khi có hỏa tốc
xin cứu viện vài ngày sau đó,

những ngờ vực
đã biến thành lòng tin phục.

Ngày nay, ta không còn
dựa vào những chiếc bình

để xác định các sự kiện địa chấn,

nhưng đó vẫn là thách thức lớn
cho các nhà địa chấn học.

Vì sao động đất khó dự đoán đến vậy
và làm cách nào để dự báo chính xác hơn?

Để trả lời câu hỏi đó,

ta cần hiểu một số lý thuyết
đằng sau việc xảy ra động đất.

Lớp vỏ Trái đất được tạo nên
từ những phiến đá khổng lồ gồ ghề,

gọi là mảng kiến tạo,

mỗi mảng trượt trên
lớp manti nóng chảy.

Điều này làm cho
mảng kiến tạo dịch chuyển rất chậm,

từ 1 đến 20 cm mỗi năm.

Nhưng những chuyển động nhỏ này

tác động mạnh đến nỗi
tạo ra các vết nứt sâu khi va chạm.

Và trong vùng không ổn định,

sự tăng áp lực
là tác nhân gây ra động đất.

Việc dự đoán
những chuyển động nhỏ ấy đã khó,

các tác nhân biến chúng
thành động đất còn đa dạng hơn nữa.

Các đứt gãy khác nhau
tạo ra những loại nếp gấp khác nhau,

một số loại đá dưới tác dụng của áp lực
sẽ cứng hơn hay mềm hơn.

Các loại đá khác nhau
sẽ có phản ứng khác nhau

với ma sát và nhiệt độ cao.

Một số sẽ tan chảy một phần
thành chất lỏng

chứa các chất khoáng cực nóng

làm giảm ma sát ở vị trí đứt gãy.

Một số lại khô cứng,

dễ hình thành thêm sức ép nguy hiểm.

Các đứt gãy
cũng chịu ảnh hưởng của trọng lực,

cũng như dòng chảy của đá nóng
trong lòng tầng manti.

Vậy trong những nhân tố ẩn ấy,
ta nên phân tích gì,

và chúng có ý nghĩa thế nào trong việc
tạo ra thiết bị dự đoán động đất?

Do các lực này
xảy ra với tần suất không đổi,

hoạt động của các mảng kiến tạo
thường theo chu kì.

Hiện nay, đa số những dự đoán đáng tin
vẫn dựa vào số liệu dự đoán lâu dài,

gắn với thời gian và địa điểm
của những trận động đất trước.

Ở quy mô thiên niên kỷ,

điều này giúp ta dự đoán
khi nào những đứt gãy hoạt động tích cực

như San Andreas

sẽ không còn có thể gây ra
những trận động đất lớn.

Nhưng do có nhiều biến số liên quan,

phương pháp này
không thể dự đoán thời gian chính xác.

Để dự đoán các trận động đất sắp xảy ra,

các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu
các rung động của Trái đất trước động đất.

Các nhà địa chất học,
từ lâu, đã dùng địa chấn kế

để theo dõi và ghi lại
những thay đổi nhỏ của lớp vỏ Trái đất.

Và hiện nay,
hầu hết mọi chiếc smartphone

đều có khả năng ghi nhận
sóng địa chất sơ cấp.

Với mạng lưới điện thoại toàn cầu,

các nhà khoa học có thể kêu gọi cộng đồng

để tạo ra mạng lưới cảnh báo động đất.

Tiếc là điện thoại
vẫn chưa thể đưa ra các dự báo sớm

đủ để khởi động các giao thức an toàn.

Nhưng những số liệu chi tiết như vậy
trở nên hữu dụng

cho phần mềm dự báo động đất
Quakesim của NASA.

Thiết bị này có thể dùng
những dữ liệu địa chất chuẩn xác

để nhận biết khu vực
có nguy cơ xảy ra động đất.

Tuy nhiên, một nghiên cứu
gần đây cho thấy

cảm biến có thể không phát hiện được
những dấu hiệu báo hiệu động đất.

Vào năm 2011,

ngay trước khi động đất xảy ra
tại bờ đông Nhật Bản,

các nhà nghiên cứu gần đó
đã ghi nhận được

nồng độ của cặp đồng vị phóng xạ:
radon và thoron cao đến kinh ngạc.

Trước động đất,
ứng suất hình thành trong lớp vỏ Trái Đất,

những lỗ nhỏ cho phép hai loại khí này
thoát ra khỏi bề mặt.

Những nhà khoa học cho rằng

việc xây dựng mạng lưới rộng,
máy dò radon-thoron

ở những vùng dễ bị động đất,

có thể là một hệ thống
cảnh báo động đất triển vọng,

có thể dự đoán động đất
trước một tuần.

Tất nhiên, không một công nghệ nào
có thể sánh được

việc nhìn sâu
vào bên trong lòng đất,

cho phép ta theo dõi và dự đoán chuẩn xác
thời gian xảy ra thay đổi địa chất lớn,

và cứu sống
hàng vạn người mỗi năm.

Tuy nhiên, đến nay,

những công nghệ hiện có
cũng giúp ta chuẩn bị và ứng cứu nhanh

mà không cần chờ đợi chỉ dẫn
từ chiếc bình nào nữa.