Trong nhiều thập kỷ, bản đồ rủi ro động đất thế giới gần như "bỏ qua" những nơi như Hà Lan, cao nguyên Deccan của Ấn Độ hay bang Oklahoma (Mỹ). 

Những nơi này nằm xa ranh giới các mảng kiến tạo, không có lịch sử rung lắc mạnh và được xem là vùng đất an toàn tuyệt đối. 

Nhưng một chuỗi nghiên cứu mới đang buộc giới khoa học phải nhìn lại khi con người đang kích hoạt động đất, đồng thời những khu vực ổn định nhất đôi khi lại dễ gãy rạn nhất.

Khi đứt gãy ngủ yên hàng triệu năm bỗng "bật tung" thành động đất

Ngày 16-8-2012, ngôi làng nhỏ Huizinge ở Hà Lan bất ngờ rung chuyển bởi trận động đất mạnh 3,6 độ. Người dân sửng sốt: “Ở đây làm gì có động đất?”.

Nhưng câu trả lời lại nằm ngay dưới chân họ, đó là dự án khai thác khí đốt tại mỏ Groningen, một trong những mỏ khí lớn nhất thế giới. Hoạt động này đã thay đổi áp lực lòng đất và kích hoạt đứt gãy nông vốn ngủ yên hàng triệu năm.

Groningen không phải ngoại lệ. Từ Ấn Độ đến Mỹ, những vùng tưởng như “không thể có động đất” lại ghi nhận những trận rung lắc liên quan trực tiếp đến hoạt động của con người như khai khoáng, khai thác dầu khí, xây đập, bơm hút chất lỏng, khai thác địa nhiệt…

Vì sao vùng ổn định lại dễ tổn thương hơn?

Câu trả lời nằm ở một quá trình ít người biết có tên “chữa lành ma sát" (frictional healing). 

Trong công trình công bố trên Nature Communications mới đây, nhóm của nhà vật lý địa chấn Ylona van Dinther (Đại học Utrecht, Hà Lan) phát hiện các đứt gãy nông tại những vùng ổn định càng lâu không trượt thì… càng mạnh.

“Ở Hà Lan, các đứt gãy đã không dịch chuyển hàng triệu năm", van Dinther nói. “Khi bị kẹt lại, diện tích tiếp xúc giữa hai mặt đá tăng lên, khiến chúng bám chặt hơn. Chúng tôi gọi đó là quá trình chữa lành ma sát”.

Thoạt nghe, một đứt gãy mạnh hơn có vẻ tốt. Nhưng trong thực tế, chính điều này khiến một thay đổi nhỏ từ hoạt động con người cũng đủ phá vỡ thế cân bằng, giải phóng toàn bộ phần năng lượng tích lũy trong một cú trượt duy nhất.

Mô phỏng máy tính của nhóm Utrecht cho thấy khi áp lực lòng đất thay đổi, chẳng hạn do rút khí hoặc bơm chất lỏng, đứt gãy nông sẽ bắt đầu chịu thêm tải. 

Vài chỉ cần khoảng 35 năm, áp lực đó có thể vượt qua lực ma sát phục hồi đã tích lũy hàng triệu năm, khiến đứt gãy “bật tung” và tạo ra một trận động đất mạnh bất thường.

Một khi năng lượng được giải phóng, đứt gãy sẽ trở lại trạng thái im lặng và phải mất hàng triệu năm để tích lũy lại. Nhưng vấn đề là trên thế giới có hơn một nghìn đứt gãy dạng này, nghĩa là nguy cơ động đất kích hoạt có thể xảy ra nhiều nơi.

Nỗi lo hạ tầng không được thiết kế để chịu rung lắc

Điều khiến giới chuyên gia lo ngại không dừng lại là động đất, mà còn là tác động bề mặt. 

Đứt gãy nông nằm sát mặt đất, nên khi trượt, năng lượng truyền thẳng lên bề mặt, gây rung lắc mạnh hơn so với các đứt gãy sâu thường gặp ở Nhật hay Thổ Nhĩ Kỳ.

“Cơ sở hạ tầng ở những vùng ổn định không được xây dựng để chịu động đất", nhà địa vật lý Daniel Faulkner (Đại học Liverpool, Anh) cảnh báo. 

Ông nhắc lại ví dụ điển hình vụ động đất 5,4 độ năm 2017 tại thành phố Pohang (Hàn Quốc), nơi một dự án địa nhiệt bị xác định góp phần tạo ra chấn động, buộc chính quyền phải đóng cửa. Thành phố này không có sự chuẩn bị cho một tình huống động đất.

Van Dinther cho rằng vẫn có giải pháp giảm rủi ro. Đó là kiểm soát lượng và tốc độ bơm chất lỏng vào lòng đất, khởi động chậm, tăng dần hoặc bơm theo chu kỳ để tránh dồn áp lực đột ngột. 

Một số nghiên cứu trước đây trên tạp chí Geophysical Research Letters (2021) cũng cho thấy phương pháp bơm theo chu kỳ có thể hạn chế cường độ động đất kích hoạt.

Tuy nhiên, bà nhấn mạnh: “Dù thận trọng đến đâu, doanh nghiệp vẫn phải thông tin rõ rằng động đất có thể xảy ra. Trong đánh giá rủi ro, chúng ta phải tính đến quá trình chữa lành và tăng cường độ của đứt gãy".

Động đất mạnh 4,8 độ giáp biên giới ở Thanh Hóa, Hà Nội rung lắc

Đêm 12-11, tại tỉnh Houaphan (Lào) - cách biên giới Việt Nam ở Thanh Hóa 5km, xảy ra một trận động đất mạnh 4,8 độ. Người dân ở Hà Nội, Phú Thọ, Thanh Hóa... cảm nhận được rung lắc từ trận động đất này.