Dự báo động đất

Trước khi trận động đất lớn ở Tứ Xuyên ngày 12/5/2008 xảy ra, xuất hiện vài hiện tượng được một số người xem là điềm báo trước tai họa. Ngày 6/5, gần 80.000 mét khối nước chứa trong ao Quan Âm ở thành phố Ấn Thi, tỉnh Hồ Bắc, ồn ào chui vào lòng đất. Kế đến, ngày 9/5, một đám mây địa chấn xuất hiện ở Lâm Nghi, Sơn Đông. Mây địa chấn là mây đen vắt ngang bầu trời xanh như một con rắn dài và tồn tại một thời gian dài. Ngày 10/5, tại thị trấn Miên Trúc, Tứ Xuyên, cách biểu tâm địa chấn không đến 100 km, người ta nhìn thấy hàng trăm ngàn con cóc di trú trên đường lộ. Trước đó một ngày, hiện tượng cóc di trú được trông thấy ở Thái Châu, Giang Tô. Lâm Nghi và Thái Châu cách xa Tứ Xuyên trên 1.000 km.

Các hiện tượng trên đây không được các nhà địa chấn học chú ý và nhìn nhận là dấu hiện báo trước động đất. Thật vậy, cóc đổ xô về nơi đã sinh ra là hiện tượng không liên quan đến động đất. Ở hai quốc gia có nhiều địa chấn xảy ra là Trung Quốc và Hoa Kỳ, các nhà địa chấn học chú ý đến các dấu hiệu báo trước nào để tiên đoán động đất?

Phương pháp Trung Quốc

Sau trận động đất nghiêm trọng năm 1966 ở Hình Đài, Hồ Bắc, cách Bắc Kinh 300 km về phía tây nam, thủ tướng Chu Ân Lai phát động một chương trình tiên đoán động đất áp dụng cả hai phương pháp cổ truyền và hiện đại với sự tham gia của quần chúng.

Ở tỉnh Liêu Ninh, nơi xảy ra trận động đất Hải Thành sau đó, từ năm 1970 các nhà địa chấn học chuyên và không chuyên bắt đầu quan trắc các dấu hiệu báo trước động đất có cơ sở khoa học như những thay đổi và biến thiên của các thông số vật lý. Ví dụ, ở khu vực đứt gãy Cẩm Châu, mặt đất dâng lên nhanh, cao độ tăng khoảng 2,5 mm trong 9 tháng. Những dao động bất thường của trường địa từ được ghi nhận, cũng như những thay đổi cao độ của bờ biển bán đảo Liêu Đông.

Đầu tháng 2/1975, nhiều dấu hiệu ấn tượng hơn đến từ các trạm địa chấn gần Hải Thành; nhiều trận địa chấn nhỏ được ghi. Sự tiên đoán chuyên biệt được dựa chủ yếu trên sự gia tăng tần suất các địa chấn nhỏ. Trên toàn khu vực, dân chúng kể lại những hành vi, cư xử kỳ lạ của thú vật. Thêm vào đó là nhiều báo cáo, phần lớn từ các quan sát viên nghiệp dư, về những thay đổi của mực nước giếng. Các dụng cụ đo độ nghiêng cho thấy mặt đất thay đổi hướng nghiêng ở vài nơi.

Ngày 3/2, trạm địa chấn học ở phía đông Doanh Khẩu cho rằng các địa chấn nhỏ là những tiền chấn của một trận động đất lớn. Do đó, ngày 4/2, đảng ủy và ủy ban cách mạng Liêu Ninh khẩn cấp cảnh báo dân chúng rằng một trận động đất mạnh có thể xảy ra trong vòng 24 giờ sắp tới. Dân cư trong các thành phố Hải Thành, Doanh Khẩu và các thị trấn, làng tổng kề cận được thúc giục ra khỏi nhà mặc dù thời tiết lạnh giá.

Thế rồi, vào lúc 19 giờ 36 một trận động đất rất mạnh có độ lớn 7,3 trên thang Richter làm rung chuyển khu vực Hải Thành - Doanh Khẩu. Khoảng 1.000 người thiệt mạng, vô số nhà cửa, cầu đường và công trình thủy lợi bị phá hủy. Nếu trận động đất không được dự báo, tổn thất về nhân mạng chắc chắn sẽ cao hơn nhiều. Nhiều phái đoàn khoa học quốc tế đến thăm sau đó nhìn nhận là với một chút may mắn các nhà địa chấn học Trung Quốc đã dự báo thành công trận địa chấn Hải Thành.

Thuyết “rạn nở” ở Hoa Kỳ

Sau trận động đất khủng khiếp ở Alaska năm 1964, Hoa Kỳ đề ra một chương trình quốc gia tích cực nghiên cứu tiên đoán động đất. Các nhà nghiên cứu được tiến hành ngoài thực địa và trong phòng thí nghiệm. Trong phòng thí nghiệm, người ta thấy rằng trước khi vỡ dưới sức ép, đá tăng thể tích một chút vì những rạn nứt cực nhỏ xuất hiện bên trong. Đá tăng thể tích làm cho một số tính chất vật lý của nó thay đổi: vận tốc truyền của sóng địa chấn P qua đá giảm một chút; tính dẫn điện của đá tăng, khả năng thẩm thấu của nó cũng tăng.

Các quan sát này ở phòng thí nghiệm được khái quát hóa dưới tên là thuyết “rạn nở” (dilatancy). Thuyết này giải thích được một cách logic một loạt những quan sát địa chấn học trông thấy ở nhiều nơi khác nhau trước các trận động đất như mặt đất dâng lên ở Niigata (Nhật), tỷ số vận tốc sóng P trên vận tốc sóng S (VP/VS) giảm ở Tadjikistan, hàm lượng khí hiếm radon tăng ở Liên Xô. Các kiểm chứng ngoài hiện trường ở bang Californiavà ở bang New York mang lại kết quả đáng phấn khởi khi đón đầu nghiên cứu các địa chấn vừa và nhỏ.

Tuy nhiên, phương pháp VP/VS nghiệm đúng trong một số trường hợp không thể chối cãi, song nó không đúng trong một số địa chấn quan trọng. Các nghiên cứu điện học và dò khí radon thực hiện dọc theo đứt gãy San Andreas không mang lại những kết quả mong chờ. Hy vọng đã bay đi cũng nhanh như nó đến!

Chưa có phương pháp chính xác

Sau lần dự báo thành công trận động đất Hải Thành, người Trung Quốc còn dự báo được hai trận động đất lớn xảy ra cùng ngày 29/5/1976 ở Vân Nam . Trong khi các nhà khoa học Trung Quốc còn hồ hởi, lạc quan thì ngày 27/7/1976 một thảm họa địa chấn xảy ra bất ngờ ở Đường Sơn, một thành phố công nghiệp cách Bắc Kinh 150 km: trận động đất với độ lớn 7,6 làm thiệt mạng 250.000 người, tức một phần tư dân số Đường Sơn. Trận động đất này không có những tiền chấn và cũng không có dấu hiệu tiên phong dễ nhận thấy.

Việc tiên đoán động đất ở Hoa Kỳ cũng không tiến triển khả quan. Ở nơi các nhà địa chấn học chờ đợi động đất xảy ra, nó không xảy ra. Ở Trung Quốc cũng vậy, có những dự báo hóa ra là báo động nhầm. Tháng 8/1976, báo động nhầm ở tỉnh Quảng Đông làm cho nhiều người dân phải ngủ lều bên ngoài trong gần 2 tháng mà không có địa chấn nào xảy ra.

Nếu chúng ta quan niệm tiên đoán là một phương pháp cho phép khẳng định không sai lầm rằng một địa chấn với độ lớn nào đó sẽ xảy ra vào giờ nào đó ở nơi nào đó, thì phải nhìn nhận rằng chúng ta hiện nay không có trong tay một phương pháp như vậy. Tình hình bế tắc này bao giờ chấm dứt? Có thể trong một tương lai không xa. Có thể một trăm năm nữa.

Nguồn: T/c Hoạt động khoa học, 6/2008