Động đất là gì?

Động đất là sự kiện xảy ra khi hai khối đất đá đột nhiên trượt qua nhau. Bề mặt nơi chúng trượt qua được gọi là mặt phẳng đứt gãy. Đôi khi động đất có tiền chấn. Đó là trận động đất nhỏ hơn xảy ra cùng một nơi với trận động đất lớn hơn xảy ra sau đó. Trận động đất chính lớn nhất được gọi là chấn động chính. Các trận động đất chính luôn có dư chấn theo sau. Đây là những trận động đất nhỏ hơn xảy ra sau đó ở cùng một nơi với chấn động chính. Tùy thuộc vào quy mô của chấn động chính, các dư chấn có thể tiếp tục trong nhiều tuần, nhiều tháng, thậm chí nhiều năm sau chấn động chính!

Nguyên nhân gây ra động đất

Trái đất có bốn lớp chính: lõi trong; lõi ngoài; lớp phủ; lớp vỏ tương đối mỏng, độ dày thay đổi từ 5 - 50 km. Lớp vỏ và phần trên cùng của lớp phủ tạo nên lớp bề mặt mỏng trên hành tinh chúng ta.

Nhưng lớp bề mặt mỏng này không phải là một khối bề mặt thống nhất, nó được tạo thành từ nhiều mảnh ghép bao phủ bề mặt Trái đất. Những mảnh ghép này được gọi là các mảng kiến ​​tạo (tectonic plates), cạnh của các mảng kiến tạo được gọi là ranh giới mảng. Không chỉ vậy, các mảng kiến tạo còn di chuyển chậm, trượt qua nhau, va vào nhau.  

Các ranh giới mảng kiến tạo được tạo thành từ nhiều đứt gãy, hầu hết trận động đất trên thế giới xảy ra trên các đứt gãy này (hoặc tại các vết nứt bên trong các mảng). Vì cạnh của các mảng gồ ghề nên khi các cạnh của các mảng này trượt vào nhau, chúng bị kẹt lại, lực ma sát có thể dẫn đến sự tích tụ năng lượng và áp suất trong thời gian dài, trong khi đó phần còn lại của mảng kiến tạo vẫn tiếp tục di chuyển.

Khi mảng kiến tạo đã di chuyển đủ xa, lực chuyển động của các mảng cuối cùng vượt qua lực ma sát ở các cạnh của mảng kiến tạo, các cạnh tách ra tạo các đứt gãy, giải phóng năng lượng và áp suất dưới dạng sóng địa chấn (seismic waves), thế là động đất xảy ra. Sóng địa chấn làm rung chuyển Trái đất và khi sóng chạm tới bề mặt Trái đất, chúng làm rung chuyển mọi thứ trên mặt đất! Đây là động đất tự nhiên, đôi khi được gọi là động đất kiến tạo.

Ngoài động đất kiến tạo, các nhà khoa học phân loại thêm ba loại động đất nữa: Động đất xảy ra cùng với hoạt động núi lửa; Động đất quy mô nhỏ do sự sụp đổ ngầm hang động hoặc mỏ; Động đất do các vụ nổ ngầm của thiết bị hạt nhân.

Động đất được ghi lại như thế nào?

Động đất được ghi lại bằng các thiết bị gọi là máy đo địa chấn, kết quả thực hiện được gọi là bản ghi địa chấn. Máy đo địa chấn có đế đặt chắc chắn trên mặt đất và một quả nặng treo tự do bằng lò xo hoặc sợi dây.

Khi động đất khiến mặt đất rung chuyển, đế của máy đo địa chấn cũng rung chuyển, nhưng quả nặng treo thì không. Thay vào đó, lò xo hoặc sợi dây treo hấp thụ toàn bộ chuyển động. Sự khác biệt về vị trí giữa phần rung chuyển của máy đo địa chấn và phần bất động là những gì được ghi lại.

Quy mô của trận động đất được gọi là cường độ của nó. Quy mô trận động đất phụ thuộc vào kích thước của đứt gãy và lượng trượt trên đứt gãy, nhưng đó không phải là thứ mà các nhà khoa học có thể đo đơn giản vì các đứt gãy nằm sâu nhiều kilomet bên dưới bề mặt Trái đất. Vậy họ đo một trận động đất như thế nào?

Họ sử dụng các bản ghi địa chấn được thực hiện bởi các máy đo địa chấn để xác định độ lớn của trận động đất. Một đường ngắn và ít ngoằn ngoèo có nghĩa là một trận động đất nhỏ, một đường dài và nhiều ngoằn ngoèo có nghĩa là một trận động đất lớn. Chiều dài của đường ngoằn ngoèo phụ thuộc vào kích thước của đứt gãy.

Làm thế nào biết được trận động đất xảy ra ở đâu?

Khi động đất xảy ra, các loại sóng năng lượng khác nhau được tạo ra, làm rung chuyển mặt đất theo những cách khác nhau.

+ Sóng P (hoặc sóng sơ cấp) là những sóng đầu tiên. Đây là sóng nén, đẩy và kéo khi chúng di chuyển qua đá và chất lỏng.

+ Sóng S (hoặc sóng thứ cấp) là những sóng tiếp theo. Những sóng này chỉ di chuyển qua đá, chúng di chuyển lên xuống hoặc sang hai bên.

+ Sóng bề mặt theo sau sóng P và S. Chúng di chuyển dọc theo bề mặt Trái đất, gây ra nhiều thiệt hại nhất.

Sóng P truyền nhanh hơn sóng S. Bằng cách xem khoảng thời gian giữa sóng P và sóng S trên bản ghi địa chấn, các nhà khoa học có thể biết được trận động đất cách xa vị trí trạm đo bao nhiêu. Tuy nhiên, họ không thể biết trận động đất ở hướng nào. Nếu vẽ một vòng tròn trên bản đồ xung quanh trạm, trong đó bán kính của vòng tròn là khoảng cách xác định đến trận động đất, họ chỉ biết trận động đất nằm ở đâu đó trên vòng tròn. Nhưng cụ thể ở đâu?

Các nhà khoa học sử dụng một phương pháp gọi là tam giác hóa để xác định chính xác vị trí xảy ra động đất. Phương pháp này cần ba máy đo địa chấn để xác định vị trí xảy ra động đất. Nếu bạn vẽ một vòng tròn trên bản đồ xung quanh ba máy đo địa chấn khác nhau, trong đó bán kính của mỗi vòng tròn là khoảng cách từ trạm đó đến trận động đất, giao điểm của ba vòng tròn chính là tâm chấn!

Có thể dự đoán động đất không?

Không. Các nhà khoa học đã thử nhiều cách khác nhau để dự đoán động đất, nhưng không có cách nào thành công. Đối với bất kỳ đứt gãy cụ thể nào, các nhà khoa học biết rằng sẽ có một trận động đất khác vào một thời điểm nào đó trong tương lai, nhưng không có cách nào để biết khi nào nó sẽ xảy ra.

Các hiện tượng đưa ra về diễn biến thời tiết gì đó trước động đất hay một số loài động vật có thể cảm nhận động đất sắp xảy ra, thực tế tất cả đều chưa có cơ sở khoa học chắc chắn.