Một số đặc trưng của các nguồn động đất gây sóng thần

Ở Việt Nam , các nghiên cứu sóng thần đã được một số tác giả đề cập đến từ nửa cuối thập niên 90 của thể kỷ trước. Tuy nhiên, các kết quả đạt được từ lĩnh vực nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở mức độ tổng quan, sơ lược, còn chứa nhiều những yếu tố chủ quan. Sau thảm hoạ sóng thần tại Indonexia ngày 26 tháng 12 năm 2004, lần đầu tiên các nghiên cứu dự báo, cảnh báo sóng thần cho các vùng ven biển và hải đảo Việt Nam mới chính thức được Nhà nước quan tâm và đòi hỏi nghiên cứu với quy mô và mức độ chi tiết cao.

Trong các năm 2005 - 2006, Viện Vật lý Địa cầu được Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam giao triển khai thực hiện nhiệm vụ khoa học cấp Viện KH & CN Việt Nam “Nghiên cứu dự báo độ nguy hỉêm động đất sóng thần cho các vùng ven biển Việt Nam phục vụ mục tiêu phòng chống giảm nhẹ thiên tai” với mục tiêu tiến hành những nghiên cứu tổng quan về độ nguy hiểm sóng thần và các biện pháp phòng tránh trong các vùng ven biển. Trong các năm 2007 - 2008, Viện Địa chất và Hạt nhân Newzeeland cùng với Viện Vật lý địa cầu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam xây dựng Dự án hợp tác đánh giá độ nguy hiểm sóng thần và sự ứng phó của Việt Nam với mục tiêu chủ yếu là chuyển giao công nghệ và đào tạo chuyên gia Việt Nam trong lĩnh vực nghiên cứu sóng thần. Năm 2006, Bộ Tài nguyên và Môi trường phê duyệt đề tài cấp bộ “Xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần cho các vùng biển Việt Nam ” với mục tiêu là xây dựng các kịch bản ngập lụt các vùng ven biển do sóng thần.

Với những nhiệm vụ khoa học mang tính tổng quan như trên, một loạt các hướng nghiên cứu phục vụ mục tiêu dự báo độ nguy hiểm sóng thần đã và đang được triển khai ở mức độ khác nhau. Tuy nhiên, các kết quả đạt được từ các hướng nghiên cứu này còn chứa đựng khá nhiều bất cập, mà nguyên nhân cơ bản là chúng ta chưa có được hệ thống phương pháp luận và phương pháp hợp lý và khoa học trong nghiên cứu dự báo sóng thần và độ nguy hiểm sóng thần. Trong bài báo này tác giả mong muốn cung cấp được một số thông tin cần thiết, giúp các nhà khoa học có một sự nhìn nhận toàn diện hơn về đặc điểm của các nguồn động đất gây sóng thần, để từ đó có được cách tiếp cận đúng đắn hơn trong nghiên cứu dự báo độ nguy hiểm sóng thần ở Việt Nam.

Một số đặc điểm của các nguồn động đất gây sóng thần.

Để nghiên cứu đặc điểm của các nguồn động đất sóng thần, các số liệu về động đất, cơ cấu chấn tiêu và sóng thần tại các vùng biển Đông Nam Á, Nhật Bản và các vùng lân cận đã được thu thập và cập nhật tới năm 2003. Số liệu sóng thần có chiều dài quan sát hàng trăm năm (từ năm 684 đối với vùng biển Nhật Bản và từ năm 416 đối với Đông Nam Á). Tuy nhiên để đạt được tính đồng nhất và tính phù hợp cao giữa các nguồn số liệu, các phân tích trong bài báo này chỉ dựa trên các số liệu từ 1900 đến nay và trong nghiên cứu đặc điểm cơ cấu chấn tiêu của động đất sóng thần, tác giả chỉ sử dụng số liệu từ 1978 đến nay, khi mà phương pháp moment tensor được hoàn thiện, áp dụng rộng rãi và có hiệu quả tại nhiều nước trên thế giới. Đây cũng là phương pháp chủ đạo để nghiên cứu cơ cấu chấn tiêu động đất trong giai đoạn hiện nay.

Đặc điểm phân bố theo Magnitude của các nguồn động đất gây sóng thần

Hình 1: Đặc điểm phân bố động đất sóng thần theo magnitude

Hình 2: Đặc điểm phân bố động đất sóng thần theo độ sâu chấn tiêu

Hình 3: Đặc điểm phân bố động đất sóng thần theo góc dốc của bề mặt phá huỷ

Hình 4: Đặc điểm phân bố động đất sóng thần theo góc trượt của bề mặt phá huỷ

Đặc điểm cơ cấu chấn tiêu của động đất sóng thần

Các dạng cơ cấu chấn tiêu động đất.

Khi sử dụng nguồn động đất loại ngẫu lực kép (Double - couple sourse model), các mô hình cơ cấu chấn tiêu động đất đựợc thể hiện qua 7 thông số động lực: Ba ứng suất cơ bản: nén (P), giãn (T) và trung gian (N); Hai bề mặt ứng suất tiếp tuyến cực đại (NP1 và NP2) và hai góc hợp bởi hai véc tơ dịch chuyển trên bề mặt ứng suất tiếp tuyến cực đại và phương nằm ngang 1 và 2.

Trong thực tế, phần lớn các cơ cấu chấn tiêu quan sát được đều thuộc dạng hỗn hợp, chứa đồng thời cả thành phần trượt bằng, (strike - slip) lẫn thành phần trượt chờm (dip - slip), mà độ lớn của chúng có thể đánh giá dựa vào các góc trượt.

Đặc điểm cơ cấu chấn tiêu của động đất sóng thần

Kết quả phân tích 57 mô hình cơ cấu chấn tiêu của động đất sóng thần cho thấy phần lớn bề mặt phá huỷ tại các chấn tiêu động đất sóng thần có độ dốc lớn 86% và chỉ 14% số bề mặt phá huỷ có độ dốc 45 – 60 ^o. Kết quả này cho phép đánh giá rằng, các đứt gẫy sinh chấn độ dốc lớn có khả năng phát sinh động đất sóng thần cao.

Góc trượt 1 là góc giữa véc tơ dịch chuỷên và phương nằm ngang được xác định trên bề mặt phá huỷ tại chấn tiêu. Theo các phân loại cơ cấu chấn tiêu trình bày ở trên, thì trong số 57 mô hình cơ cấu chấn tiêu có tới 31 mô hình thuộc kiểu trượt chờm (55.5%), 14 cơ cấu chấn tiêu thuộc kỉêu trượt chờm có chứa thành phần trượt chờm đáng kể (chiếm 26.3%) và 11 cơ cấu chấn tiêu thuộc các kiểu trượt bằng có chứa yếu tố trượt chờm (chứa 18.2%). Như vậy, cơ chế chuyển động trượt chờm và trượt chờm chứa thành phần trượt bằng là cơ chế chuyển động đặc trưng của động đất gây sóng thần.

Các kết quả phân tích ở trên cho thấy, động đất gây sóng thần liên quan với các chuyển động đặc trưng trong vỏ Trái đất. Đó là các chuyển động dạng trượt chờm hoặc trượt chờm chứa yếu tố trượt bằng.Các chuyển động này xảy ra trong các hệ đứt gẫy hoạt động có độ dốc lớn. Đối với các đứt gẫy thoải hơn 60 ^okhả năng phát sinh động đất sóng thần là rất thấp.

18% động đất gây sóng thần thuộc dạng trượt bằng hoặc trượt bằng chứa yếu tố trượt chờm xảy ra trong các vùng biển Nhật Bản và Đông Nam Á là một phát hiện mới, nằm ngoài dự đoán của hầu hết các nhà địa chấn. Tuy nhiên cơ chế phát sinh sóng thần từ các nguồn động đất loại này cần được tiếp tục nghiên cứu.

Kết luận

Trên cơ sở phân tích 301 giá trị magnitude, 84 giá trị độ sâu chấn tiêu và 57 mô hình cơ cấu chấn tiêu động đất, những đặc trưng cơ bản của các nguồn động đất gây sóng thần trong các vùng biển Nhật Bản và Đông Nam Á đã được xác định. Magnitude của động đất sóng thần thay đổi trong một khoảng rộng, từ các giá trị M 6 đến M 8.6, trong đó động đất sóng thần trong các khoảng magnitude M = 6.1 - 7.0 và 7.1 - 8.0 chiếm tới 46% và 40%. Động đất sóng thần chủ yếu nằm trong dải độ sâu từ một vài ki lô mét tới 30 - 40 km, trong đó tập trung chủ yếu ở các độ sâu 10 - 30km, ở vùng Nhật Bản và 30 - 50km ở khu vực Đông Nam Á. Động đất sóng thần chủ yếu xảy ra trên các bề mặt đứt gẫy dốc đứng, (77.6%) hoặc gần dốc đứng (21.4%) và chỉ 5% số động đất sóng thần xảy ra trên các bề mặt dốc 40 – 50 ^o. Các chuyển động của vỏ trái đất gây sóng thần chủ yếu thuộc kiểu trượt chờm, hoặc trượt chờm có yếu tố trượt bằng (81.8%) và chỉ một số ít thuộc kiểu trượt bằng hoặc trượt bằng có yếu tố trượt chờm (18.2%).