Đây là lý do tại sao rất khó đưa ra cảnh báo sớm về những cơn động đất

Ngay cả những nỗ lực hứa hẹn nhất trong dự báo động đất cũng chỉ có thể đưa ra kết quả trước vài giây.

Những ngôi nhà đổ nát và các tòa cao ốc bị san phẳng chỉ trong vài giây sau trận động đất mạnh 7,8 độ richter tấn công Thổ Nhĩ Kỳ và Syria vào đầu tuần này. Trận động đất đã làm rung động không chỉ hai quốc gia ở Trung Đông mà còn cả thế giới. Các nhân viên cứu hộ đang chật vật tìm kiếm những người sống sót trong đống đổ nát, trong khi số người thiệt mạng đã lên tới hàng nghìn.

Nỗi kinh hoàng về sự hủy diệt gần như tức thời đã đặt ra câu hỏi: Tại sao không ai biết trận động đất sắp xảy đến?

Câu trả lời là rất khó.

Khả năng dự đoán địa điểm và thời điểm một trận động đất sẽ xảy ra vẫn lẩn tránh các nhà khoa học về trái đất trong nhiều năm. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, động đất chiếm gần một nửa số ca tử vong do thiên tai trong gần hai thập kỷ qua.

Nhiều nhà địa chất thậm chí nói rằng gần như không thể dự đoán chính xác một trận động đất, do sự phức tạp tuyệt đối của việc phân tích toàn bộ lớp vỏ của hành tinh này. Những người khác nói rằng một loạt công nghệ mới - bao gồm trí tuệ nhân tạo - có thể giúp đưa ra dự đoán nhanh hơn và chính xác hơn, hay điện thoại thông minh có thể gửi cảnh báo ngay lập tức để mọi người tìm nơi trú ẩn.

Nhưng, ngay cả những nỗ lực hứa hẹn nhất cũng chỉ có thể đưa ra thông báo sớm trong vài giây, hoặc trong một số trường hợp hiếm hoi là vài phút. Và đó là không đủ để mọi người nhận ra tình hình, chứ chưa nói đến việc sơ tán kịp thời. Các chuyên gia khoa học trái đất cho biết, một tương lai trong đó công nghệ dự đoán chính xác hơn vị trí, thời gian và mức độ nghiêm trọng của một trận động đất dường như sẽ còn rất xa. Và ngược lại, nếu vội vã thì các ước tính không chính xác có thể gây hại nhiều hơn là có lợi.

“Một trận động đất xảy ra rất, rất nhanh”, Christine Goulet, giám đốc Trung tâm Khoa học Động đất của Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) cho biết. “Công bằng mà nói thì tại thời điểm này, chúng ta hoàn toàn không có khả năng dự đoán động đất.”

Bởi các chuyển động của mảng kiến tạo thường diễn ra từ từ trong khi các vết nứt vỡ thường xảy ra đột ngột, và chúng tạo ra các trận động đất có sức tàn phá lớn mà ít có thể quan sát lẫn chú ý. Những trận động đất lớn, chẳng hạn như trận động đất năm 2010 ở Haiti, đến như một điều bất ngờ.

Để tránh những dự đoán sai lầm, các nhà địa chất đã bắt đầu tập trung vào khả năng xảy ra động đất thay vì cố gắng dự báo các sự kiện riêng lẻ. Theo đó, các nhà khoa học sử dụng các phép đo địa chất, dữ liệu từ máy địa chấn và hồ sơ lịch sử để làm nổi bật các khu vực có nguy cơ xảy ra động đất. Sau đó họ sử dụng các mô hình thống kê để đánh giá khả năng xảy ra động đất trong tương lai.

Nhưng không giống như dự báo thời tiết - điều đã được cải thiện nhờ sức mạnh tính toán, các mô hình toán học và sự gia tăng của máy bay không người lái và vệ tinh - chất lượng của dự đoán động đất đã bị tụt lại trong dòng chảy lịch sử. Trong nửa thế kỷ qua, các nhà khoa học đã cố gắng dự đoán động đất bằng một số phương pháp và chỉ thu được rất ít thành công.

Trong những năm 1970 và 1980, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu tìm kiếm các tín hiệu có thể xảy ra trước các trận động đất, xem xét một loạt các dấu hiệu như hành vi của động vật, lượng khí thải radon (một dạng khí phóng xạ) và tín hiệu điện từ. John Rundle, giáo sư vật lý và địa chất tại Đại học California ở Davis cho biết đôi khi kết quả cho thấy các mô hình, nhưng không có kết quả nào đủ tin cậy để đáp ứng yêu cầu khoa học .

Vào những năm 1980, các nhà khoa học về động đất cho biết một đoạn của Đứt gãy San Andreas gần Parkfield, bang California, đã quá hạn để xảy ra một trận động đất và đã phân tích hàng loạt dữ liệu lịch sử để dự đoán điều đó. Họ quyết định rằng một trận động đất sẽ xảy ra vào năm 1993, nhưng nó đã không xảy ra cho đến năm 2004, khi nó tràn qua khu vực trung tâm California mà không có cảnh báo nào.

Rundle cho biết, đó là một “hồi chuông báo tử” đối với dự báo động đất. Nó cũng khiến nhiều nhà khoa học tập trung nhiều hơn vào các mô hình thống kê và đánh giá xác suất hơn là tìm cách dự báo động đất giống như thời tiết.

Nhưng khi công nghệ tiếp tục phát triển, các hệ thống cảnh báo sớm động đất đã phát triển. Các mạng lưới này sử dụng máy địa chấn học để phát hiện và phân tích chấn động rồi gửi thông báo cho mọi người vài giây trước khi động đất xảy ra.

ShakeAlert, một hệ thống do USGS xây dựng, có thể gửi thông báo đến điện thoại của một người để thông báo trước cho họ khoảng 20 giây đến một phút trước khi động đất xảy ra.

Công nghệ này chọn lọc dữ liệu từ các cảm biến của trạm hiện trường USGS, thiết bị đo cường độ rung chuyển của mặt đất. Khi một trạm phát hiện động đất, máy tính có thể tính toán dữ liệu trạm và dự đoán trong vòng năm giây nơi sẽ xảy ra rung chuyển.Sau đó, các nhà cung cấp dịch vụ di động có thể đưa ra cảnh báo cho người dùng trong khu vực. Hệ thống này hoạt động vì tín hiệu internet và di động có thể di chuyển với tốc độ cao, nhanh hơn nhiều so với tốc độ chậm mà sóng động đất truyền qua các lớp đá.

Tuy nhiên, việc cung cấp thông tin dự báo sớm dù chỉ vài giây là rất khó thực hiện, nhiều chuyên gia về động đất cho biết. Dự đoán chính xác các trận động đất sẽ yêu cầu lập bản đồ và các phân tích sâu rộng về lớp vỏ Trái đất, bao gồm đánh dấu mọi điểm ứng suất để theo dõi cẩn thận những điểm nào có thể sắp nứt vỡ.

Các chuyên gia cũng cho biết thêm rằng đôi khi có một yếu tố ngẫu nhiên khiến một trận động đất xảy ra, đôi khi nó có thể xảy ra mà không có bất kỳ dấu hiệu cảnh báo nào. Ngay cả khi công nghệ này đầy hứa hẹn, nhiều nhà khoa học lo ngại rằng nếu một sản phẩm được đưa ra sớm mà không được kiểm tra nghiêm ngặt và thất bại, nó sẽ khiến mọi người ít tin tưởng hơn vào công nghệ.

“Cảnh báo sai gần như còn tồi tệ hơn dự đoán đúng”, Rundle nói. “Bởi vì sau đó mọi người sẽ mất niềm tin vào hệ thống.”

Các nhà nghiên cứu cũng đang chuyển sang sử dụng trí tuệ nhân tạo, bằng cách sử dụng phần mềm máy học. Phần mềm này thu nạp một lượng lớn dữ liệu và phát hiện các mẫu bất thường. Các chuyên gia cho biết họ hy vọng có một phần mềm có thể phân tích nhanh chóng nhiều dữ liệu hơn để giúp hiểu rõ hơn những gì xảy ra trước động đất, từ đó phát hiện nhiều dấu hiệu cảnh báo hơn.

Ví dụ, một số người đang phát triển các “mô hình phát hiện”, lấy cảm hứng từ cách mà Cục Dự trữ Liên bang dự đoán sức khỏe của nền kinh tế Mỹ, Rundle nói. Các nhà khoa học đang cung cấp cho các mô hình máy học các kho dữ liệu, từ các bài đọc địa chấn đến dữ liệu radar về bề mặt Trái đất đang biến dạng như thế nào, để dự đoán tốt hơn thời gian và vị trí của các trận động đất trong tương lai, ông nói thêm.

Nhưng ngay cả khi công nghệ được làm chủ, nó cũng khó có thể đưa ra thông số chính xác. Trong trường hợp tốt nhất, các nhà khoa học có thể dự đoán vị trí của một trận động đất trong phạm vi khoảng 1.000 x 1.000 km và kỳ vọng đó là trong vài năm nữa. Theo Rundle, bất cứ điều gì chi tiết hơn sẽ khó xảy ra, bởi vì lượng dữ liệu có sẵn về các trận động đất trong quá khứ vẫn còn thiếu.

“Dữ liệu động đất chỉ được chuyển thành tự động hóa và kỹ thuật số trong 25 hoặc 30 năm qua”, ông nói. “Vì vậy, chúng ta đang làm việc với dữ liệu chưa đầy đủ trước thời điểm đó.”

Các nhà khoa học động đất cho biết, các lý thuyết dự đoán động đất thay thế cũng đã xuất hiện, nhưng nhiều lý thuyết được xem xét một cách hoài nghi. Một phương pháp gây tranh cãi là dựa trên việc nghiên cứu sự thẳng hàng của các hành tinh. Một nhà nghiên cứu từ Hà Lan đã gây sốt trên mạng xã hội Twitter vào đầu tuần này sau khi sử dụng phương pháp nói trên để dự đoán chính xác các chi tiết của trận động đất ở Thổ Nhĩ Kỳ trước vài ngày.

Nhưng Goulet cho biết đó là các loại phương pháp dự đoán động đất không có căn cứ và chưa được nghiên cứu, đồng thời nói thêm rằng nếu những kết quả này được phân tích trong một thời gian dài, thì sẽ không có yếu tố dự đoán thực sự nào phù hợp.

“Tôi chưa từng biết có ai có thể đưa ra những dự đoán đáng tin cậy nhiều lần theo cách như vậy”, Goulet nói. “Nếu việc dự đoán dễ dàng tới như vậy, chúng tôi đã làm được.”

Tham khảo Washington Post