Trận động đất làm 'rung chuyển' giới khoa học

Trận động đất là bằng chứng cho thuyết kiến tạo mảng.

Thiên tai này vẫn thúc đẩy những khám phá khoa học trong thế giới ngày nay.

Từ lý thuyết sang thực tế

Ngày 27/3/1964, trận động đất lớn nhất trong lịch sử nước Mỹ và mạnh thứ 2 thế giới đã xảy ra ở bang Alaska với cường độ 9,2 độ richter. Tại thành phố Anchorage, đường phố bị chia đôi, thậm chí một khu phố chìm xuống biển.

Dọc theo bờ biển Alaska, những cơn sóng thần lớn đã phá hủy các cảng và cuốn trôi nhiều ngôi làng. Các doanh nghiệp rời trụ sở, người dân phải di dời và tái xây dựng. Thảm họa gây thiệt hại 3 tỷ USD cho toàn bang.

Tuy nhiên, có lẽ tác động lâu dài và nghiêm trọng nhất của trận động đất là đối với khoa học. Thảm họa này đã định hình lại sự hiểu biết của nhân loại về động đất, sóng thần và bề mặt đất ngay dưới chân chúng ta. Ngày nay, các nhà khoa học vẫn nghiên cứu tác động của trận động đất lên đời sống tự nhiên.

Ngay sau thảm họa, Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ đã cử các nhà địa chất thực địa đến Alaska để điều tra nguồn gốc trận động đất. Trong nhiều tuần và nhiều tháng, các nhà khoa học đã đo lường cẩn thận tác động lên cảnh quan và phát hiện những vùng đất rộng lớn của Alaska đã trải qua quá trình nâng lên hoặc hạ xuống vĩnh viễn khi mặt đất rung chuyển.

Đơn cử, một đoạn bờ biển gần Kodiak đã dâng cao khoảng 9m. Hơn 300km về phía Đông Bắc thành phố Anchorage, mặt đất lún sâu khoảng 3m. Kết quả này là những bằng chứng thực tế đầu tiên về kiến tạo mảng. Theo đó, lớp vỏ Trái đất được tạo thành từ các mảng kiến tạo không đứng yên mà dịch chuyển. Các trận động đất khiến các mảng va chạm vào nhau, bị phân tách hoặc chồng lên nhau.

Trước trận động đất năm 1964, các nhà khoa học thiếu dữ liệu cần thiết để chứng minh sự tồn tại của các đới hút chìm, nơi một mảng kiến tạo chìm xuống bên dưới một mảng kiến tạo khác. Nhưng sau trận động đất, họ đã có bằng chứng rõ ràng về kiến tạo mảng.

Dựa vào các ý tưởng về kiến tạo mảng và dữ liệu nâng lên, sụt lún, các nhà địa chất đã ngược dòng xác định chính xác 2 mảng kiến tạo đã trượt tới 18m theo đới hút chìm rồi gây ra trận động đất. Các nhà khoa học đồng thời đạt được nhiều tiến bộ trong lĩnh vực địa vật lý, giúp họ hiểu quy trình chuyển động của Trái đất.

Các nhà nghiên cứu đang xây dựng mạng lưới máy đo địa chấn toàn cầu, đo chuyển động của mặt đất, theo dõi thử nghiệm vũ khí hạt nhân. Các công cụ này còn có lợi ích phụ là thu thập dữ liệu về động đất.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng phát triển các kỹ thuật để xác định niên đại của các loại đá giống nhau được tìm thấy ở các lục địa khác nhau và chứng minh rằng chúng đã tách ra và di chuyển những khoảng cách rất xa trên các mảng kiến tạo trong hàng triệu năm.

Kể từ khi công nghệ này ra đời, giới khoa học đã phát hiện nhiều đới hút chìm ở Indonesia, Nhật Bản, Chile - nơi xảy ra các trận động đất lớn sau đó. “Tôi nghĩ thật công bằng khi nói rằng trận động đất năm 1964 là một phần quan trọng trong việc chuyển đổi lý thuyết về kiến tạo mảng sang thực tế về kiến tạo mảng”, ông Michael West, nhà địa chấn học bang Alaska, cho biết.

Trận động đất năm 1964 gây thiệt hại nặng nề cho bang Alaska, Mỹ.

Lịch sử động đất

Bên cạnh vấn đề kiến tạo mảng, các nhà khoa học còn phát hiện ra lịch sử về động đất tại Alaska. Các khu rừng ven biển ở những khu vực bị sụt lún đột ngột đã ngập trong nước biển.

Khi các nhà khoa học thực địa đào sâu vào lớp bùn trong những khu rừng đó, họ phát hiện các lớp thực vật bị chôn vùi xen kẽ và trầm tích đại dương. Điều này cho thấy những khu vực bị sụt lún vào năm 1964 đã từng bị sụt lún nhiều lần trước đó trong các trận động đất lớn kéo dài hàng nghìn năm.

Rừng mọc lên. Động đất xảy ra, các khu rừng bị nhấn chìm và bị bao phủ bởi trầm tích đại dương. Rồi rừng lại mọc lên.

Bằng cách khoan lõi trầm tích sâu trong những khu rừng này và sử dụng các kỹ thuật mới để xác định niên đại của các lớp vật liệu hữu cơ bên trong, các nhà khoa học phát hiện những trận động đất cách đây hàng thiên niên kỷ. Từ đó, lĩnh vực cổ địa chấn học ra đời.

Khi họ lặp lại phương pháp này về Tây Bắc Thái Bình Dương, họ phát hiện đới hút chìm Cascadia ngoài khơi bờ Tây nước Mỹ từng gây ra những trận động đất lớn trong quá khứ. Khu vực này sẽ xảy ra động đất trong tương lai.

Cổ địa chấn học ra đời tạo cơ sở cho Bản đồ nguy cơ địa chấn quốc gia của Cục Khảo sát Địa chấn Mỹ. Nó bao gồm các ước tính xác suất xảy ra các trận động đất trên cả nước. Chính phủ và các công ty dựa vào những bản đồ này để tìm ra nơi an toàn cho xây dựng, loại công trình cần xây dựng và chi phí bảo hiểm.

Sự kiện ở Alaska còn giúp các nhà khoa học nhận thức rõ về tác động của sóng thần lở đất trong các trận động đất, từ đó theo dõi các nguy cơ sóng thần. Ngoài ra, các nhà khoa học cảnh báo sóng thần có thể mang theo những sinh vật chứa mầm bệnh vào trong đất liền. Tuy nhiên, không ai có thể lường trước được sự việc này để xây dựng biện pháp phòng trừ.

Theo Smithsonian

Nguyễn Minh