Tại sao rất khó để dự đoán động đất?

Thảm họa không báo trước

Hình ảnh những ngôi nhà bị san phẳng chỉ trong vài giây sau trận động đất mạnh 7,8 độ richter xảy ra tại miền Nam Thổ Nhĩ Kỳ và miền Bắc Syria vào sáng sớm thứ Hai (6/2) vẫn đang gây ám ảnh khắp thế giới. Hiện đã có hơn 7800 người thiệt mạng trong khi các nhân viên cứu hộ vẫn chật vật tìm kiếm những người sống sót đống đổ nát.

Nỗi kinh hoàng về sự hủy diệt gần như tức thời đặt ra câu hỏi: Tại sao không ai biết trận động đất sắp đến? Liệu rằng những công nghệ mới - bao gồm trí tuệ nhân tạo, liệu có thể giúp đưa ra dự đoán nhanh hơn và chính xác hơn hay không? Và điện thoại thông minh, với khả năng gửi cảnh báo lập tức giúp mọi người sớm tìm nơi trú ẩn liệu có thể cứu sống nhiều mạng người?

Nhưng các nhà địa chất 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 hành tinh. Ngay cả những nỗ lực hứa hẹn nhất cũng chỉ có thể đưa ra thông báo trước trong vài giây, hoặc trong một số trường hợp hiếm hoi là vài phút, khiến việc sơ tán kịp thời vẫn vô cùng khó khăn.

Các chuyên gia khoa học trái đất cho biết, một tương lai nơi công nghệ dự đoán chính xác hơn vị trí, thời gian và mức độ nghiêm trọng của một trận động đất dường như còn nhiều năm nữa mới thành hiện thực, trong khi các ước tính không chính xác có thể gây hại nhiều hơn là có lợi. Dự đoán sai sẽ khiến con người mất đi niềm tin vào công nghệ.

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

Các chuyển động của mảng tạo nên các trận động đất diễn ra từ từ trong khi các vết nứt vỡ thường xảy ra đột ngột, tạo ra các cơn địa chấn có sức tàn phá kinh hoàng và 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.

Các nhà khoa học sẽ sử dụng các phép đo địa chất, dữ liệu từ máy đo địa chấn và hồ sơ của những vụ động đất 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 địa chấn trong tương lai.

Nhưng không giống như dự báo thời tiết vốn 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 dự đoán động đất hiện vẫn bị tụt lại so với sự ngẫu hứng của mẹ thiên nhiên.

Bài toán thiếu lời giải

Nửa thế kỷ qua, các nhà khoa học đã cố gắng dự đoán động đất bằng một số phương pháp nhưng thu được rất ít thành công. Những năm 1970 và 1980, họ bắt đầu tìm kiếm các tín hiệu có thể xảy ra trước các trận động đất, như hành vi của động vật, lượng khí thải radon và tín hiệu điện từ. Nhưng theo giáo sư vật lý và địa chất John Rundle của Đại học California thì vẫn không có kết quả nào đủ tin cậy để đáp ứng yêu cầu khoa học.

Những năm 1980, các nhà khoa học cho biết một đoạn của Đứt gãy San Andreas gần Parkfield, California (Mỹ), đã đến gần một trận động đất và họ phân tích hàng loạt dữ liệu lịch sử để dự đoán. Họ nhận định rằng một trận động đất sẽ xảy ra vào năm 1993, nhưng nó đã không xảy ra cho đến năm 2004 - khi địa chấn tấn công trung tâm California mà không có bất cứ dấu hiệu cảnh báo nào.

Giáo sư Rundle cho biết, sự kiện năm 1993 là “hồi chuông báo tử” đối với dự báo động đất, khiến nhiều nhà khoa học tập trung nhiều hơn vào các mô hình thống kê và đánh giá xác suất thay vì dự báo kiểu như thời tiết.

Nhưng khi công nghệ tiếp tục phát triển, các hệ thống cảnh báo sớm động đất cũng đã có bước phát triển. Các hệ thống này sử dụng máy địa chấn học để phát hiện và phân tích chấn động, rồi gửi thông báo cho mọi người, thường là 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 khoảng 20 giây đến 1 phút trước khi xảy ra động đất. ShakeAlert chọn lọc dữ liệu từ các cảm biến đo cường độ rung chuyển mặt đất của những trạm hiện trường USGS. Khi một trạm phát hiện động đất, máy tính tính toán dữ liệu trạm và trong vòng 5 giây sẽ dự đoán nơi 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 có nguy cơ địa chấn.

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

Dù vậy, vẫn có những yếu tố ngẫu nhiên khiến một trận động đất đôi khi xảy ra mà không có bất kỳ dấu hiệu cảnh báo nào. Các nhà nghiên cứu hiện cũng đang chuyển sang sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI), dùng phần mềm máy học để thu nạp một lượng lớn dữ liệu và phát hiện các mẫu. Họ hy vọng là năng lực phân tích nhanh chóng và xử lý lượng dữ liệu nhiều hơn con người của AI sẽ giúp chúng ta sẽ hiểu rõ hơn những gì xảy ra trước động đất, qua đó phát hiện nhiều dấu hiệu cảnh báo hơn.

Nhưng ngay cả khi công nghệ này được triển khai thì nó cũng khó đạt tới độ chính xác mong muốn. Trong trường hợp tốt nhất, các nhà khoa học cho biết chỉ có thể dự đoán vị trí của một trận động đất trong phạm vi khoảng 600 x 600 dặm. Mà điều đó vẫn còn nằm ở tương lai. Bất cứ dự đoán nào chi tiết hơn đều khó xảy ra trong ngắn hạn, bởi lượng dữ liệu có sẵn về các trận động đất trong quá khứ vẫn còn thiếu.

Giáo sư Rundle nói: “Dữ liệu động đất chỉ trở thành một phần của tự động hóa và số hóa trong 25 hoặc 30 năm qua. Chúng ta đang làm việc với dữ liệu chưa đầy đủ do thiếu quá nhiều thông tin trước thời điểm đó”.

Do vậy, trước mắt nhân loại vẫn phải chung sống với những cơn giận giữ bất thường của Trái đất và hạn chế tổn thất bằng cách xây dựng những căn nhà có thể chống chịu được các dư chấn. Cuối cùng, hãy cùng cầu nguyện cho các nạn nhân trong thảm kịch vừa xảy ra tại Thổ Nhĩ Kỳ - Syria và hy vọng rằng nó sẽ không lặp lại ở bất cứ nơi đâu.

Quang Anh