Vì sao động đất không thể dự đoán được trước?

Chiều 28/7, một trận động đất với cường độ rung chấn tối đa 7 (cao nhất trên thang đo Shindo của Nhật Bản) đã xảy ra tại tỉnh Kumamoto, phía tây đảo Kyushu. Tâm chấn được xác định ở độ sâu 10km, cách thành phố Kumamoto khoảng 5km.

Trận động đất khiến một trung tâm thương mại, nhà máy giấy và nhiều ngôi nhà bị sập. Ghi nhận ban đầu cho thấy ít nhất 13 người thiệt mạng, hàng trăm người bị thương và hàng chục người mất tích.

Dù các nhà khoa học đang nghiên cứu nhiều phương pháp, trong đó có việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI), đến nay vẫn chưa có cách nào có thể dự đoán chính xác thời gian, vị trí và độ lớn của một trận động đất trước khi nó xảy ra.

"Cách dự báo chính xác động đất luôn giống như "chén thánh" mà các nhà khoa học theo đuổi. Nếu dự đoán được chính xác thời gian và địa điểm xảy ra động đất, thiệt hại sẽ giảm đi đáng kể. Nhưng Trái Đất là một hệ thống vô cùng phức tạp", Wendy Bohon, nhà địa chất học chuyên về động đất tại NASA, nhận định.

Động đất xảy ra chủ yếu tại ranh giới giữa các mảng kiến tạo, chẳng hạn Vành đai lửa Thái Bình Dương - khu vực tập trung nhiều núi lửa và động đất nhất thế giới.

Nhật Bản là một trong những quốc gia hứng chịu nhiều động đất nhất, với hàng nghìn trận mỗi năm. Tuy nhiên, phần lớn trong số đó có cường độ nhỏ hoặc tâm chấn nằm sâu dưới lòng đất nên con người không cảm nhận được.

Vì sao động đất rất khó dự đoán?

Động đất là hiện tượng rung chuyển mặt đất do các mảng kiến tạo dịch chuyển, va chạm hoặc trượt lên nhau, làm giải phóng năng lượng dưới dạng sóng địa chấn.

Theo Wendy Bohon, một trong những nguyên nhân lớn nhất là các trận động đất xảy ra rất đột ngột và cho đến nay chưa có dấu hiệu tiền chấn nào đủ ổn định, nhất quán để có thể sử dụng làm cơ sở dự báo.

"Động đất không giống như một đoàn tàu chuyển động chậm rồi dần tăng tốc. Đó là một sự kiện đột ngột", Ben van der Pluijm, giáo sư địa chất tại Đại học Michigan (Mỹ), cho biết.

Ngoài ra, các quá trình địa chất diễn ra ở độ sâu hàng chục kilomet dưới lòng đất - nơi con người gần như không thể quan sát trực tiếp. Điều này khiến việc theo dõi sự tích tụ ứng suất và thời điểm đứt gãy sẽ giải phóng năng lượng trở nên vô cùng khó khăn.

Các nhà khoa học từng nghiên cứu nhiều dấu hiệu có thể xuất hiện trước động đất, như sự thay đổi của sóng địa chấn nền, khí radon, tín hiệu điện từ hay hành vi bất thường của động vật. Tuy nhiên, đến nay chưa có dấu hiệu nào được chứng minh có thể dự báo động đất một cách ổn định và đáng tin cậy.

Ngay cả AI cũng chưa thể giải quyết bài toán này. Nguyên nhân là AI chỉ có thể học từ dữ liệu đã được ghi nhận, trong khi mỗi đứt gãy địa chất có đặc điểm khác nhau và hiện chưa có đủ dữ liệu về quá trình tích tụ ứng suất dưới lòng đất để mô hình có thể dự đoán chính xác thời điểm xảy ra động đất.

Con người chỉ có thể đánh giá nguy cơ

Dựa trên lịch sử địa chấn, hoạt động của các đứt gãy và các mô hình địa chất, các nhà khoa học có thể đánh giá khu vực nào có nguy cơ xảy ra động đất cao hoặc ước tính xác suất xuất hiện động đất trong một khoảng thời gian nhất định. Tuy nhiên, họ chưa thể xác định chính xác ngày, giờ và vị trí của một trận động đất.

"Chúng ta có thể dự đoán khu vực có thể xảy ra động đất, thậm chí ước tính quy mô của nó, nhưng không thể dự đoán chính xác thời gian và địa điểm thảm họa sẽ xảy ra", giáo sư Ben van der Pluijm cho biết.

Theo ông, các hệ thống cảnh báo sớm hiện nay cũng không phải là công cụ dự báo động đất. Chúng chỉ phát hiện những sóng địa chấn đầu tiên sau khi động đất đã bắt đầu xảy ra và phát cảnh báo trước khi các sóng gây rung lắc mạnh truyền đến khu vực đông dân cư.

"Vài giây đó nghe có vẻ rất ngắn, nhưng đủ để bạn tìm nơi trú ẩn dưới gầm bàn hoặc dừng các hệ thống giao thông tự động. Đây không phải là dự báo, mà là cảnh báo nhằm giảm thiểu thiệt hại", giáo sư Ben van der Pluijm nói.

Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) cũng khẳng định, cho đến nay chưa có cơ quan hay nhà khoa học nào dự đoán chính xác được thời gian xảy ra của một trận động đất lớn.

"Cả USGS lẫn bất kỳ nhà khoa học nào khác đều chưa từng dự đoán được một trận động đất lớn sẽ xảy ra. Chúng tôi không biết cách dự đoán và cũng không kỳ vọng sẽ làm được điều đó trong tương lai gần", USGS cho biết.

Dù chưa thể dự đoán chính xác động đất, việc xác định các khu vực có nguy cơ cao vẫn đóng vai trò rất quan trọng.

Những thông tin này giúp các quốc gia xây dựng tiêu chuẩn công trình kháng chấn, quy hoạch đô thị phù hợp, triển khai hệ thống cảnh báo sớm và chuẩn bị các phương án ứng phó, qua đó giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản khi động đất xảy ra.