Sự an toàn của mọi người trên toàn thế giới được bảo vệ bằng khoa học và công nghệ.
Tác giả: Dong Hanwen (Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học Địa chất Trung Quốc)
Mở đầu bộ phim "Peak Burst", một bản tin đưa tin: "Mảng kiến tạo Ấn Độ Dương gần đây đang trong tình trạng hoạt động rõ rệt, gây ra nhiều thảm họa ở nhiều mức độ khác nhau tại nhiều quốc gia trên thế giới". Những thảm họa này là những thảm họa địa chất do chuyển động của các mảng kiến tạo: thảm họa động đất và thảm họa địa chất thứ cấp như lở đất, lở bùn và sụt lún. Câu chuyện trong phim diễn ra trong bối cảnh này.
Hình 1. Nguồn: Trailer của Peaky Blinders
01 Tại sao mảng kiến tạo Ấn Độ Dương hoạt động lại gây ra động đất ở các nước xung quanh?
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng động đất không phân bố ngẫu nhiên mà phân bố theo các vành đai đều đặn, mà trong địa chất chúng ta gọi là vành đai địa chấn. Các nhà địa chấn học theo dõi động đất trên toàn thế giới và kết quả cho thấy phần lớn các trận động đất toàn cầu phát triển dọc theo ranh giới của các mảng thạch quyển, và một số xảy ra ở các vùng đứt gãy hoạt động trong các lục địa, chủ yếu là vành đai địa chấn quanh Thái Bình Dương, vành đai địa chấn Địa Trung Hải-Indonesia, vành đai địa chấn sống núi đại dương và vành đai biến dạng nội lục địa.
Vành đai địa chấn quanh Thái Bình Dương nằm ở giao điểm của Mảng Thái Bình Dương, Mảng Á-Âu, Mảng Ấn Độ, Mảng Nam Cực và Mảng Mỹ. Chuyển động của lớp vỏ Trái Đất rất mạnh mẽ và đây là vành đai hoạt động địa chấn lớn nhất thế giới. Vành đai địa chấn này tập trung 80% các trận động đất trên thế giới và là khu vực xảy ra chủ yếu các trận động đất thảm khốc nhất và các trận động đất toàn cầu có cường độ trên 8 độ richter.
Vành đai địa chấn Địa Trung Hải-Indonesia là nơi giao nhau của Mảng Á-Âu, Mảng Ấn Độ và Mảng Châu Phi. Lớp vỏ Trái Đất tương đối hoạt động và tập trung 15% các trận động đất trên thế giới. Trận động đất được nhắc đến trong phim xảy ra trong phạm vi chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của vành đai địa chấn này (rìa đông nam của cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng, xem hình bên dưới).
Hình 2. Các phân chia kiến tạo hoạt động và động đất lớn ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng (theo Deng Qidong và cộng sự, 2014)
Vành đai địa chấn của dãy núi đại dương phân bố dọc theo trục của các dãy núi đại dương toàn cầu. Tất cả đều là động đất có nguồn nông và cường độ thường nhỏ.
Các vùng biến dạng nội lục đề cập đến các vùng va chạm mảng kiến tạo (vùng đứt gãy) và các vùng tách giãn (như vùng địa chấn tách giãn Đông Phi), đây là một số vùng địa chấn tương đối nhỏ phân bố trên khắp thế giới. Chúng là kết quả của sự biến dạng nội lục dưới ảnh hưởng của kiến tạo mảng.
02 Tại sao nhiều thảm họa địa chất lại xảy ra liên tiếp ở cùng một nơi? Các vành đai địa chấn được đề cập ở trên chính là những khu vực dễ xảy ra động đất và các thảm họa địa chất sẽ xảy ra liên tục ở những khu vực này. Ví dụ, vào lúc 14:28 ngày 12 tháng 5 năm 2008, trận động đất bất ngờ 5.12 độ Richter ở Vấn Xuyên đã xảy ra gần thị trấn Doanh Tú, huyện Vấn Xuyên, tỉnh Tứ Xuyên, đất nước tôi. Cường độ của trận động đất này là 8,0MS (MS là cường độ sóng bề mặt, đo quy mô của một trận động đất bằng biên độ sóng bề mặt của một trận động đất có nguồn nông trong khoảng 20 giây). Diện tích bị phá hủy vượt quá 100.000 km2 và thương vong rất nghiêm trọng. Đây là trận động đất có ảnh hưởng lớn nhất kể từ khi thành lập nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa. Vào lúc 23 giờ 36 phút ngày 14 tháng 7 năm 2021, tại huyện Vấn Xuyên, châu A Ba, tỉnh Tứ Xuyên (vĩ độ 30,97 độ Bắc, kinh độ 103,37 độ Đông), xảy ra trận động đất mạnh 4,8 độ Richter, độ sâu chấn tiêu 15 km.
Thật trùng hợp, chúng ta hãy cùng nhìn vào khu vực Đường Sơn thuộc tỉnh Hà Bắc của nước ta. Ngày 28 tháng 7 năm 1976, giờ Bắc Kinh, một trận động đất mạnh 7,8 độ Richter ở Đường Sơn đã xảy ra ở khu vực Đường Sơn và Phong Nam (118,2° kinh độ Đông, 39,6° vĩ độ Bắc) với độ sâu chấn tiêu là 23 km. Sau 44 năm, vào lúc 6 giờ 38 phút sáng ngày 12 tháng 7 năm 2020, một trận động đất có cường độ 5,1 độ Richter đã xảy ra tại Đường Sơn (39,78 độ vĩ Bắc, 118,44 độ kinh Đông), với độ sâu chấn tiêu là 10 km. Trận động đất có thể cảm nhận được ở Hà Bắc, Thiên Tân, Bắc Kinh, Liêu Ninh và nhiều nơi khác.
Điều này không chỉ đúng ở Trung Quốc mà còn đúng trên toàn thế giới. Ví dụ, Haiti, quốc gia đã trải qua trận động đất mạnh 7,2 độ richter vào tháng trước (ngày 14 tháng 8), đã từng trải qua trận động đất mạnh 7,0 độ richter vào năm 2010. Đây là một quốc đảo nằm ở phía bắc Biển Caribe, tại ngã ba của Mảng Caribe và Mảng Bắc Mỹ. Nơi đây cũng là một phần của vành đai địa chấn Thái Bình Dương và là khu vực dễ xảy ra động đất.
03 Còn hàng loạt thảm họa địa chất như lở đất, sụt lún đất trong phim thì sao?
Những thảm họa địa chất trong phim được gọi là thảm họa động đất thứ cấp trong địa chất, tức là những thảm họa địa chất không phải do sóng địa chấn trực tiếp gây ra mà là do các yếu tố bên ngoài khác gây ra sau động đất.
Trên thực tế, ngoài lở đất và sụt lún, động đất còn có thể gây ra nhiều thảm họa địa chất khác, chẳng hạn như sụp đổ, nứt đất và hóa lỏng cát.
Hình 3. Hố sụt trong phim (Nguồn: Trailer phim Peaky Blinders)
Thị trấn nhỏ ở Quý Châu trong "Đỉnh điểm bùng nổ" nằm ở rìa phía đông nam của cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng và chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi sự va chạm của mảng Á-Âu và mảng Ấn Độ. Khu vực địa phương là vùng địa hình karst điển hình với nhiều hang động. Do đó, rất dễ xảy ra tình trạng sụt lún cục bộ dưới tác động của động đất (Hình 3), đồng thời có khả năng xảy ra tình trạng trượt đất thứ cấp. Do đó, cả những người bị mắc kẹt và lực lượng cứu hộ đều đang gặp nguy hiểm lớn vào lúc này và có thể bị nhấn chìm bởi các trận lở đất thứ cấp bất cứ lúc nào. Lượng lớn đá và đất rời do sụp đổ và lở đất có thể dẫn đến lở đất, và sự phát triển tiếp theo của các vết nứt trên mặt đất có thể dẫn đến sụp đổ và lở đất. Khối đất lở có thể chặn dòng sông tạo thành hồ chắn, gây ra thảm họa cho cả thượng nguồn và hạ nguồn. Những ngọn núi gãy đổ không ổn định và các bãi bồi lở đất có nguy cơ sụp đổ trở lại, v.v... Vì vậy, khi động đất xảy ra, lực lượng cứu hộ không chỉ phải giải cứu những người bị mắc kẹt tại thời điểm đó mà còn phải tìm cách ngăn chặn những thảm họa thứ cấp gây ra thương vong lớn hơn. Các biện pháp như nhanh chóng sơ tán người dân và phá núi để dọn sạch khu vực được thể hiện trong phim đều nhằm mục đích giảm thiểu thiệt hại thứ cấp do các thảm họa thứ cấp gây ra.
04 Vì động đất phân bố đều đặn, tại sao người dân sống gần vùng động đất không di chuyển đến nơi khác? Đây là một câu hỏi thú vị. Những câu hỏi tương tự được đặt ra mỗi khi động đất xảy ra. Nguyên nhân có thể là do công chúng chưa hiểu rõ về các yếu tố ảnh hưởng đến quy mô của thảm họa động đất. Nhìn chung, quy mô của thảm họa động đất có liên quan chặt chẽ đến quy mô, cường độ, vị trí và thời gian xảy ra động đất, khả năng chống chịu động đất của các tòa nhà và nhận thức của người dân về phòng ngừa động đất và giảm nhẹ thiên tai.
(1) Độ lớn và cường độ
Độ lớn là thước đo lượng năng lượng được giải phóng bởi chính trận động đất. Cường độ động đất càng lớn, năng lượng giải phóng càng lớn và tất nhiên thảm họa có thể gây ra càng lớn. Nhìn chung, cứ mỗi lần cường độ động đất tăng lên thì năng lượng động đất tăng khoảng 31,6 lần. Theo quan sát và ước tính về chu kỳ động đất, thời gian hình thành của một trận động đất có cường độ 8 thường mất ít nhất 200-300 năm, và một trận động đất có cường độ 7 cũng mất gần 200 năm để tích lũy hoàn toàn năng lượng.
Cường độ đề cập đến tác động và mức độ thiệt hại gây ra cho mặt đất và các tòa nhà khác nhau sau một trận động đất. Cường độ khác với độ lớn. Độ lớn phản ánh quy mô của trận động đất và chỉ liên quan đến lượng năng lượng được giải phóng bởi trận động đất. Mặt khác, cường độ phản ánh hậu quả của động đất. Sau một trận động đất, cường độ ở những địa điểm khác nhau là khác nhau. Trên thực tế, khu vực có cường độ cực đại của một trận động đất là có hạn. Lấy trận động đất Vấn Xuyên ngày 5.12 làm ví dụ, khu vực có cường độ trên 10 độ là một dải hẹp và chỉ có một vài khu vực nhỏ hơn có cường độ trên 11 độ. Thương vong chủ yếu tập trung ở khu vực trong phạm vi 10 độ, thương vong trong phạm vi nhỏ hơn hoặc bằng 9 độ giảm dần.
(2) Địa điểm (thành phố hoặc khu vực không có người ở) và thời gian (ngày hoặc đêm)
Nếu động đất xảy ra ở vùng núi không có người ở, sa mạc hay dưới đáy biển, dù cường độ lớn đến đâu cũng không gây ra thương vong hay mất mát. Đây chính là trường hợp của trận động đất mạnh 7,5 độ richter xảy ra ở miền bắc Tây Tạng vào ngày 8 tháng 11 năm 1997. Ngược lại, nếu động đất xảy ra ở khu vực đông dân cư, nền kinh tế phát triển và tập trung của cải xã hội, đặc biệt là ở một thành phố lớn, nó có thể gây ra những thảm họa lớn. Do đó, việc lựa chọn địa điểm, xây dựng, quản lý và quy hoạch thành phố phải tránh các đứt gãy đang hoạt động và các địa điểm có thảm họa địa chất.
Nhìn chung, nếu một trận động đất tàn phá xảy ra vào ban đêm, số thương vong có thể lớn hơn ban ngày, trung bình gấp 3 đến 5 lần. Một trong những lý do khiến trận động đất Đường Sơn gây ra nhiều thương vong như vậy là vì nó xảy ra vào lúc 3:42 sáng giữa đêm, khi hầu hết mọi người vẫn còn ngủ say trong nhà. Nếu trận động đất xảy ra vào ban ngày, số thương vong chắc chắn sẽ nhỏ hơn nhiều. Nhiều người tin rằng động đất lớn thường xảy ra vào ban đêm, nhưng thực tế đây chỉ là ảo tưởng. Thống kê cho thấy khả năng xảy ra động đất tàn phá vào ban ngày và ban đêm là như nhau, không có sự khác biệt đáng kể giữa hai thời điểm.
(3) Khả năng chống động đất của các tòa nhà
Sự sụp đổ và thiệt hại nghiêm trọng của nhà cửa và các công trình khác trong trận động đất là một trong những nguyên nhân trực tiếp quan trọng nhất gây ra thương vong và mất mát tài sản. Chất lượng và khả năng chống động đất của các công trình như nhà ở ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ thảm họa. Do đó, các tòa nhà phải được chuẩn bị tốt để chống chịu động đất.
(4) Nhận thức của người dân về phòng chống động đất và giảm nhẹ thiên tai
Tiến hành giáo dục phòng ngừa động đất và cứu trợ thiên tai, phổ biến kiến thức khoa học về động đất trước khi xảy ra động đất, đồng thời tiến hành diễn tập cứu trợ thiên tai theo cách có kế hoạch có thể nâng cao chất lượng và kỹ năng của toàn dân trong phòng ngừa động đất và giảm nhẹ thiên tai. Tất cả các sự kiện động đất đã chỉ ra rằng tự cứu hộ và cứu hộ lẫn nhau là cách quan trọng và hiệu quả nhất để cứu sống người sau động đất. Những người được đào tạo có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ thành công của hoạt động cứu hộ bằng cách tự cứu mình và cứu hộ lẫn nhau.
Tóm lại, con người chắc chắn sẽ tiến hành quy hoạch và xây dựng đô thị dựa trên điều kiện địa chất tại địa phương trước, nhưng có nhiều yếu tố quyết định quy mô thảm họa động đất. Ngoài việc lựa chọn địa điểm, vẫn còn nhiều việc có thể làm để phòng ngừa và giảm nhẹ thiên tai.
05 Các biện pháp kỹ thuật hiện nay để phòng ngừa và giảm nhẹ thiên tai là gì? Đất nước tôi có lãnh thổ rộng lớn và điều kiện địa chất phức tạp. Các thảm họa thiên nhiên như động đất, lũ lụt, lở đất và dòng bùn đá thường xuyên xảy ra. Trận động đất Vấn Xuyên năm 2008 đã gây ra thiệt hại to lớn về tính mạng và tài sản của người dân. Trong những thập kỷ gần đây, thiên tai đã gây ra những tổn thất kinh tế to lớn hàng năm. Thiên tai đã trở thành một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế và an sinh xã hội của đất nước tôi.
Để thúc đẩy hiệu quả công tác phòng ngừa và giảm nhẹ thiên tai, các nước trên thế giới nhìn chung đều coi trọng việc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng các biện pháp khoa học công nghệ. Cách tiếp cận chính là xây dựng các phòng thí nghiệm và cơ sở dữ liệu cơ bản, tăng đầu tư vào nghiên cứu khoa học, sử dụng công nghệ thông tin vũ trụ và xây dựng hệ thống công nghệ giám sát thảm họa và cảnh báo sớm.
Công nghệ thông tin không gian, tên đầy đủ là công nghệ thông tin địa không gian viễn thám (hay công nghệ "3S"), bao gồm công nghệ viễn thám (RS), công nghệ thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Đây là công nghệ thông tin hiện đại kết hợp công nghệ vũ trụ, công nghệ cảm biến, định vị vệ tinh với công nghệ máy tính và công nghệ truyền thông để thu thập, xử lý, phân tích, quản lý, phổ biến và ứng dụng thông tin không gian.
Ví dụ, trong phim có một cảnh đưa ra cảnh báo sớm về lở đất để lực lượng cứu hộ có thời gian đưa ra phán đoán và xây dựng các biện pháp cứu hộ. Điều này được thực hiện với sự trợ giúp của dữ liệu vệ tinh có độ chính xác cao và mô phỏng máy tính ba chiều để dự đoán những gì có thể xảy ra với lở đất, do đó cung cấp cơ sở đáng tin cậy cho những người ra quyết định.
Công nghệ thông tin không gian mà đại diện là 3S đã hỗ trợ kỹ thuật hiệu quả trong công tác phòng ngừa và giảm nhẹ thiên tai như động đất, lũ lụt, sạt lở đất, lở bùn, đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong ứng phó nhanh, cứu trợ khẩn cấp và tái thiết sau thảm họa.
Sự an toàn của mọi người trên toàn thế giới được bảo vệ bằng nghiên cứu khoa học và công nghệ. Hiện nay, nhiều trường đại học ở nước tôi (như Đại học Vũ Hán, Đại học Khoa học Trái đất Trung Quốc, v.v.) đã mở các chuyên ngành liên quan đến công nghệ thông tin không gian và thành lập các khóa học như hệ thống thông tin địa lý, viễn thám và khoa học thông tin địa lý, trắc địa và lập bản đồ, kỹ thuật địa chất và địa lý thiên tai, đồng thời đã đào tạo ra một số lượng lớn nhân tài xuất sắc trong những năm qua. Ngoài ra, còn có nhiều viện nghiên cứu khoa học tại Trung Quốc tham gia vào công tác liên quan, bao gồm Bộ Quản lý Tình trạng Khẩn cấp và các đơn vị trực thuộc, Cục Quản lý Động đất Trung Quốc, Trung tâm Cứu hộ Khẩn cấp Sản xuất An toàn Quốc gia, Bộ Tài nguyên Thiên nhiên và các đơn vị trực thuộc (như Cục Khảo sát Địa chất Trung Quốc, Trung tâm Thông tin Địa lý Cơ bản Quốc gia và Viện Khảo sát và Bản đồ Trung Quốc, v.v.), các phòng thí nghiệm trọng điểm của hệ thống Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (như các phòng thí nghiệm trọng điểm về nguy cơ núi và các quá trình bề mặt) và các trường đại học trực thuộc Bộ Giáo dục (như Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Đại học Công nghệ Thành Đô, v.v.).
Trong thế giới ngày nay do nền kinh tế tri thức và công nghệ thông tin thống trị, việc tăng cường mạnh mẽ ứng dụng khoa học và công nghệ trong phòng ngừa và giảm nhẹ thiên tai là cách duy nhất để tiến lên trong lĩnh vực phòng ngừa và giảm nhẹ thiên tai trong tương lai.
Thảm họa thiên nhiên thì tàn khốc, nhưng con người thì tử tế. Cảm ơn các nhân viên cứu hộ đã làm việc chăm chỉ!
Cầu mong mọi người trên thế giới được bình an và khỏe mạnh~
