ĐỘNG ĐẤT, SÓNG THẦN
VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM NHẸ THIỆT HẠI

Mở đầu

Trong lịch sử tồn tại và phát triển, nhân loại luôn luôn phải đương đầu với các tai họa thiên nhiên, như lũ lụt, hạn hán, bão tố, động đất, sóng thần, núi lửa… Trong các tai họa thiên nhiên đó, có lẽ động đất là tai họa khủng khiếp nhất, bởi vì chỉ trong vài giây đồng hồ cả một thành phố có thể bị sụp đổ hoàn toàn, cả một khu vực có thể bị sụt lún và đôi khi những dòng sông cũng bị đổi dòng do hậu quả của những trận động đất cực mạnh. Điều đáng sợ hơn là cho đến nay khoa học và kỹ thuật đương đại vẫn chưa dự báo chính xác thời điểm và địa điểm động đất sẽ xảy ra. Do đó, con người chưa có biện pháp phòng chống chủ động đối với từng trận động đất, như phòng chống bão hay lũ lụt. Đề cập đến động đất chúng ta phải nói đến sóng thần, một tai họa thiên nhiên có liên hệ trực tiếp với động đất xảy ra trong lòng đất dưới đáy biển và đại dương. Sóng thần cũng có thể tàn phá những khu vực rộng lớn ven bờ biển, nhưng nếu cảnh báo kịp thời cho những vùng bị đe dọa, chúng ta có thể giảm nhẹ đáng kể thiệt hại. Đối với tai họa động đất, tuy chưa thể dự báo chính xác, nhưng chúng ta vẫn có các giải pháp hạn chế thiệt hại do động đất gây ra.
Ngày nay, đối với những người không nghiên cứu động đất, dường như động đất xảy ra ngày càng nhiều và gây thảm hoạ ngày càng lớn. Thực ra, ấn tượng đó không đúng hay không hoàn toàn đúng. Hiện nay các nhà địa chấn học có rất nhiều trạm ghi động đất (tất nhiên vẫn chưa đủ và phân bố chưa đều khắp!) có khả năng ghi nhận các trận động đất với các cường độ khác nhau, trong đó có những động đất mà con người không cảm thấy được. Những thông tin về động đất như vậy được đưa lên các trang báo, lên các bản tin phát thanh, truyền hình, lên mạng internet. Và điều đó đã tạo cho công chúng ấn tượng về “sự nổi loạn” của hiện tượng động đất trong thời gian mấy thập niên gần đây. Mặt khác, từ những năm 50 của thế kỷ 20, tiến trình công nghiệp hoá, đô thị hoá diễn ra mạnh mẽ hầu như ở tất cả các quốc gia, nên động đất gây ra những thiệt hại to lớn cũng là điều dễ hiểu, nếu động đất xảy ra tại vùng đô thị có mật độ dân cư cao.
Theo các kết quả thống kê tỉ mỉ của các nhà địa chấn, hằng năm trên toàn địa cầu xảy ra hơn 1 triệu trận động đất với các độ mạnh khác nhau, trong số đó có khoảng 100 ngàn động đất con người cảm nhận được, 100 trận động đất gây tác hại và chỉ 1 trận động đất gây thảm họa lớn, nghĩa là cứ nữa phút xảy ra một động đất. Có thể nói động đất yếu xảy ra ở mọi nơi trên địa cầu, vì lòng đất không lúc nào yên tĩnh. Tuy nhiên động đất mạnh có khả năng gây thiệt hại chỉ tập trung trong những đới nhất định. Đó là những đới phân cách các địa khối đang vận động tương đối với nhau. Nói khác đi, nguy cơ động đất khác nhau đối với các vùng khác nhau. Và điều này cũng đúng đối với nguy cơ sóng thần, bởi vì sóng thần là “sản phẩm phụ” của những động đất mạnh trên biển và đại dương.
Tập tài liệu này nhằm giới thiệu những hiểu biết chính về động đất và sóng thần, về động đất trên thế giới và ở nước ta và về các giải pháp đơn giản, dễ thực hiện nhằm giảm nhẹ thiệt hại do động đất và sóng thần gây ra. Tài liệu được sự cố vấn chuyên môn của GS Lê Minh Triết – Phân viện Vật lý tại TPHCM và GS.Nguyễn Đình Xuyên – Viện Vật lý Địa cầu, có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo ngoại khoá cho học sinh các trường tiểu học, trung học và làm tài liệu phổ biến kiến thức cho quần chúng đông đảo.

Chương I
ĐỘNG ĐẤT – NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN

Không kể những động đất rất yếu, con người không cảm nhận đựơc, nói chung động đất là hiện tượng thiên nhiên nguy hiểm, đôi khi là thảm họa đối với đời sống xã hội và con người. Do đó, động đất đã được con người chú ý nghiên cứu từ xa xưa. Các cuốn sử Trung hoa đã bắt đầu ghi nhận các trận động đất từ khoảng 3000 năm nay. Theo các nhà nghiên cứu lịch sử khoa học, vào năm 132 nhà khoa học cổ Trung hoa tên là Trương Hành đã chế tạo được một máy đo cho phép xác định hướng tới của động đất. Ở Nhật Bản, trong danh mục các trận động đất đã xảy ra, trận đầu tiên được ghi xảy ra vào năm 416 trước Công nguyên và từ năm 1600 đã mô tả khá chi tiết các đặc trưng của động đất. Ở Châu Âu mãi đến thế kỷ 17 mới có mô tả động đất. Tuy động đất đã được nghiên cứu từ lâu, nhưng bộ môn địa chấn học, môn khoa học của vật lý địa cầu chuyên nghiên cứu động đất mới thực sự hình thành và phát triển từ cuối thế kỷ 19 đến nay, nhờ sự phát triển kỹ thuật đo đạc và các phát triển lý thuyết đàn hồi củavật rắn.
1. Động đất là gì ?
Nói một cách đơn giản, động đất là những rung động của mặt đất, mạnh yếu khác nhau và cảm nhận đựơc trên một vùng rộng. Chúng ta có thể so sánh động đất với vụ nổ bên trong lòng đất. Nhưng nói theo ngôn ngữ khoa học, thì động đất là sự giải thoát đột ngột một lượng năng lượng lớn tích tụ trong một thể tích nào đó bên trong Trái đất. Thể tích tích tụ năng lượng đó gọi là vùng chấn tiêu hay lò động đất và tâm của vùng gọi là chấn tiêu. Vị trí hình chiếu trên bề mặt của Trái đất, nằm ngay trên chấn tiêu gọi là chấn tâm. Khoảng cách giữa chấn tiêu và chấn tâm gọi là độ sâu chấn tiêu (hình 1 ).

Thời gian để năng lượng giải thoát tại vùng chấn tiêu rất ngắn, tính bằng giây, nên ta coi động đất gần như là một sự bùng nổ tức thời. Bên ngoài vùng chấn tiêu các biến dạng của môi trường đất đá được truyền đi dưới dạng sóng đàn hồi và được gọi là sóng động đất. Chịu tác động của sóng động đất đến bề mặt, mặt đất sẽ rung động. Biên độ của các rung động nói chung nhỏ cỡ phần mười milimet và chu kỳ rung động nằm trong khoảng 1/100 đến 100 giây. Do đó để ghi các rung động này các máy ghi động đất phải có bộ phận khuếch đại. Sóng động đất truyền năng lượng động đất đến các vị trí trên mặt đất (tất nhiên năng lượng sẽ giảm dần !). Đường nối các điểm có năng lượng động đất như nhau biểu thị qua cấp động đất (xem mục 2 ) gọi là đường đẳng chấn.
Các trận động đất tự nhiên có thể chia thành 3 nhóm.
a- Các rung động xuất hiện do hiện tượng sụt lở các lỗ rỗng trong vỏ Trái đất.
b- Động đất gây ra do núi lửa phun trào.
c- Động đất gây ra do các quá trình, các vận động bên trong Trái đất làm tích tụ năng lượng tại vùng phát sinh động đất và được gọi là động đất kiến tạo.
Năng lượng của hai loại động đất a và b thường nhỏ và gây ảnh hưởng trên phạm vi hẹp, cho nên trên 90% các trận động đất quan trắc được đều thuộc loại động đất kiến tạo. Ngày nay, khi nghiên cứu nguyên nhân động đất, các nhà địa chấn tập trung trí tuệ vào việc làm sáng tỏ bản chất của các quá trình diễn ra trong lòng đất đã dẫn đến sự tích tụ năng lượng gây ra động đất.
Ngoài cách phân loại động đất theo nguyên nhân trực tiếp nêu trên, các nhà địa chấn còn phân loại động đất theo độ sâu chấn tiêu:
- Động đất nông hay động đất mặt có độ sâu chấn tiêu nhỏ hơn 70 km tính từ mặt đất.
- Động đất trung gian có độ sâu chấn tiêu nằm trong khoảng 70-300 km.
- Động đất sâu có độ sâu chấn tiêu nằm trong khoảng 300-720 km. Cho đến nay các nhà địa chấn chưa quan trắc được trận động đất nào có độ sâu chấn tiêu vượt quá 720km.Theo kết quả nghiên cứu thống kê, động đất sâu ít xảy ra và thường tập trung ở những vùng hẹp, mà chủ yếu là vùng Thái bình dương. Nếu phân tích theo tổng năng lượng do động đất giải toả trên toàn địa cầu, thì động đất nông chiếm khoảng 85%, động đất trung gian chiếm 12%, còn động đất sâu chỉ chiếm 3%.
Khi động đất xảy ra bên dưới đáy đại dương, thì trên mặt đại dương có thể xuất hiện các sóng có bước sóng rất dài. Sự xuất hiện loại sóng này là do sự sụt lún hay nâng lên của đáy đại dương do tác động của động đất và có thể tàn phá dải ven bờ (có khi cách tâm động đất hàng chục ngàn kilômet). Hiện tượng tạo sóng này gọi là sóng thần, mà chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn trong chương III của tập tài liệu này.
2. Cấp động đất và độ lớn.
Hai cách phân loại động đất trình bày trong mục 1 không cho chúng ta ý niệm cụ thể về sự rung động trên mặt đất và tác động của động đất lên các công trình xây dựng trên mặt đất, cũng như không cho phép so sánh các trận động đất. Vì thế các nhà địa chấn đã đưa ra các đơn vị đo đánh gía biểu hiện trên mặt đất của động đất và đánh giá năng lượng giải toả của động đất. Hai loại đơn vị thường dùng là cấp động đất và độ lớn (magnitude).
Cấp động đất I:
Cường độ chấn động mà động đất gây ra trên mặt đất được đánh giá theo các thang phân bậc mức độ tác động của động đất đối với các kiểu nhà cửa, công trình, đồ vật, con người và biến dạng mặt đất.
Hiện nay, trừ ở một vài quốc gia, trên thế giới đều sử dụng thang 12 cấp để đánh giá cường độ chấn động. Ở Bắc Mỹ người ta dùng thang 12 cấp gọi là thang Mercalli cải biến MM (Modified Mercalli Scale). Liên Xô, các nước Châu Âu và nước ta sử dụng thang 12 cấp gọi là thang MSK-64, được Hội đồng địa chấn Châu Au thông qua năm 1964 ( M,S,K là 3 chữ cái đầu của tên các tác giả xây dựng thang cấp động đất này: Medvedev ( Liên Xô ), Sponhauer (Đức), Karnik (Tiệp)). Thang MM sử dụng ở Bắc Mỹ và thang MSK-64 nói chung trùng nhau. Thang MSK đã được bổ sung nhiều lần từ năm 1964 và năm 1992 Đại hội đồng địa chấn Châu Au họp ở Praha đã thông qua để áp dụng dưới tên “Thang cấp động đất Châu Au” EMS (European Macroseismic Scale 1992). Một số nước Châu Âu như Ý, Thụy Sĩ sử dụng thang 10 cấp thành lập từ cuối thế kỹ 19. Ở Nhật Bản người ta sử dụng thang JMA chỉ gồm có 7 cấp.
Dưới đây là các đặc trưng chủ yếu của các cấp động đất trong thang cấp độ mạnh động đất quốc tế MSK-1964. Thang cấp động đất này được xây dựng dựa trên tập hợp các biểu hiện của tác động của động đất lên con người và ngoại cảnh, lên công trình các loại và lên hiện tượng tự nhiên.
Cấp I – Động đất không cảm thấy, chỉ có máy mới ghi nhận được.
Cấp II – Động đất ít cảm thấy (rất nhe). Trong những trường hợp riêng lẻ, chỉ có người nào đang ở trạng thái yên tĩnh mới cảm thấy được.
Cấp III – Động đất yếu. Ít người nhận biết được động đất. Chấn động y như tạo ra bởi một ô tô vận tải nhẹ chạy qua.
Cấp IV – Động đất nhận thấy rõ. Nhiều người nhận biết động đất, cửa kính có thể kêu lạch cạch.
Cấp V – Thức tỉnh. Nhiều người ngủ bị tỉnh giấc, đồ vật treo đu đưa.
Cấp VI – Sợ hãi. Đa số người cảm thấy động đất, nhà cửa bị hư hại nhẹ, lớp vữa bị rạn.
Cấp VII – Hư hại nhà cửa. Đa số người sợ hãi, nhiều người khó đứng vững, nứt lớp vữa, tường bị rạn nứt.
Cấp VIII – Phá hoại nhà cửa. Sợ hãi và khủng khiếp, ngay người lái ô tô cũng lo ngại, tường nhà bị nứt lớn, mái hiên và ống khói bị rơi.
Cấp IX – Hư hại hoàn toàn nhà cửa. Khủng khiếp hoàn toàn, một số nhà bị sụp đổ, tường, mái, trần bị sập, nền đất có thể bị nứt rộng 10 cm.
Cấp X – Phá hoại hoàn toàn nhà cửa. Nhiều nhà bị sụp đổ, nền đất có thể bị nứt rộng đến 1 mét.
Cấp XI – Thảm họa. Nhà xây tốt, cầu, đập nước và đường sắt bị hư hại nặng, mặt đất bị biến dạng, vết nứt rộng, sụp đổ lớn ỏ núi.
Cấp XII – Thay đổi địa hình. Phá huỷ mọi công trình ở trên và dưới mặt đất, thay đổi địa hình trên diện tích lớn, thay đổi cả dòng sông, nhìn thấy mặt đất nổi sóng.
Tóm lại, cơ sở để xác định cấp động đất từ I đến IV là dựa vào sự cảm nhận của con người; từ V đến IX dựa vào mức độ phá huỷ các công trình xây dựng, còn từ X đến XII dựa vào mức độ huỷ hoại và biến dạng của mặt đất.
Để tránh sai số lớn trong việc xác định cấp động đất dựa trên các đánh giá định tính và mang tính chủ quan của người khảo sát, ta phải thống kê, phân tích và so sánh với băng ghi địa chấn thu được ở các trạm động đất (nếu có) ở trong vùng xảy ra động đất.
Nhờ thang cấp động đất MSK-64 nêu trên các nhà nghiên cứu động đất có thể xác định cấp động đất của các trận động đất xảy ra trong quá khứ xa và được mô tả trong các tài liệu lịch sử. Đối với mỗi trận động đất, chấn động tại chấn tâm có cấp động đất lớn nhất và thường được ký hiệu là I0 và cấp động đất I giảm dần khi ra xa chấn tâm. Thí dụ, trận động đất xảy ra vào ngaỳ 8-11-2005 ở ngoài khơi Vũng Tàu đã gây chấn động tại chấn tâm cấp VII (I¬0 = 7), nhưng tại TP. Hồ Chí Minh chỉ gây chấn động cấp IV (I¬ = 4 ).
Liên quan trực tiếp đến cấp động đất I, một đặc trưng quan trọng của đọng đất là gia tốc dao động của nền đất. Đại lượng này cho chúng ta quan niệm rõ ràng nền đất rung động như thế nào dưới tác động của sóng động đất truyền đến địa điểm khảo sát. Để đo gia tốc nền các nhà địa chấn sử dụng đơn vị gia tốc trọng lực g (980 cm/s2) hoặc cm/s2. Các nhà thiết kế công trình cần biết giá trị gia tốc nền tại địa điểm xây dựng để đưa ra các giải pháp chống động đất, phòng khi động đất có thể xảy ra. Gia tốc theo phương nằm ngang luôn luôn lớn hơn gia tốc theo phương thẳng đứng. Do đó rung động ngang nguy hiểm hơn rung động thẳng đứng. Các nhà địa chấn nghiên cứu quan hệ định lượng giữa cấp động đất và các tham số vật lý đặc trưng cho dao động nền: gia tốc (a), vận tốc (v) và biên độ (A) và cho kết quả dưới đây:

a- Gia tốc của đất đối với chu kỳ dao động từ 0,1 đến 0,5 giây (s)
v- Tốc độ của đất đối với chu kỳ từ 0,5 đến 2s.
A- Biên độ của tâm khối lượng con lắc có chu kỳ dao động riêng 0,25s.
2.2. Độ lớn của động đất M .
Dựa vào thang cấp động đất nêu trên chúng ta chỉ có thể xác định mức độ tác động của động đất lên bề mặt trái đất, mà chưa cho thông tin gì về sức mạnh hay đúng hơn là năng lượng mà trận động đất phát ra và truyền vào môi trường xung quanh vùng chấn tiêu dưới dạng sóng đàn hồi. Để nghiên cứu đặc trưng của từng trận động đất và nhất là khi phải so sánh các trận động đất xảy ra ở các vùng khác nhau, các nhà địa chấn phải tìm một đơn vị đo động đất khác. Đơn vị đo này chỉ phụ thuộc vào năng lượng ban đầu giải toả tại chấn tiêu, mà không phụ thuộc tác đọng của động đất tại mỗi điểm quan trắc. Năm 1935, C.F.Richter, nhà địa chấn Mỹ đã đưa ra đơn vị như vậy và gọi là độ lớn hay còn gọi là độ Richter, ký hiệu bằng M. Ngày nay các nhà địa chấn sử dụng thang độ Richter để phân hạng động đất về độ lớn. Theo định nghĩa của Richter, độ lớn M của một trận động đất là logarit cơ số 10 của biên độ lớn nhất của dao động nền đất đo bằng micron (một phần ngàn milimet) trên băng ghi của máy đo chuẩn đặt cách chấn tâm 100 km. Những năm 30 của thế kỷ trước các trạm địa chấn ở Mỹ phần lớn sử dụng máy ghi Wood-Anderson có độ khuếch đại lớn nhất là 2800 lần, chu kỳ dao động riêng là 0,8 giây và hệ số tắt dần là 0,8, nên máy chuẩn ở đây nên hiểu là máy Wood-Anderson. Trên thực tế điều kiện đặt trạm cách chấn tâm 100 km không thể thoả mãn, vì chúng ta chưa biết động đất xảy ra tại đâu, nên các nhà địa chấn phải tiến hành các tính toán phức tạp để qui về khoảng cách chấn tâm 100 km. Ngoài ra, các nhà địa chấn còn phải qui giá trị biên độ lớn nhất ghi trên các loại máy khác nhau về máy ghi chuẩn theo định nghĩa của Richter.
Về mặt lí thuyết thang độ Richter không có cận trên (trị số lớn nhất) và không có cận dưới (trị số nhỏ nhất). Nhưng cho đến nay các nhà địa chấn mới xác định đựơc trị số M lớn nhất là 9,0, của trận động đất xảy ra ngày 25 tháng 12 năm 2004 tại vùng Sumatra (Indonesia) và gây ra đợt sóng thần khủng khiếp làm cho khoảng 200 ngàn người thiệt mạng.
Qua phần trình bày ở trên chúng ta đã thấy cấp động đất ( I ) và độ lớn ( M ) là hai đại lượng khác nhau, giữa chúng không có mối quan hệ trực tiếp, vì phụ thuộc vào độ sâu chấn tiêu. Chúng ta không thể nói M = 6 tương đương với I¬0 ( tại chấn tâm ) = 7 hay 8. Đối với các vùng khác nhau sự liên hệ này sẽ khác nhau. Người ta thường biểu diễn mối quan hệ giữa M và I0 bằng biểu thức gần đúng
M = aI0 +b, hoặc I0 = M + 
Các hệ số a và b được xác định bằng thực nghiệm riêng cho từng vùng. Thí dụ ở vùng Trung Á thuộc Liên Xô cũ người ta xác định  = -2,2 ,  = 1,7, đối với vùng Trung Âu a = 0,5, b = 1,8.
2.3 Năng lượng động đất và độ Richter M
Độ Richter M liên quan chặt chẽ với năng lượng giải toả tại vùng chấn tiêu. Chỉ một phần nhỏ năng lượng này được truyền đến mặt đất dưới dạng sóng đàn hồi mà chúng ta gọi là sóng động đất. Chính các sóng này làm nền đất dao động và gây hư hại đối với các công trình xây dựng trên mặt đất; và do đó chúng ta coi năng lượng truyền qua môi trường xung quanh chấn tiêu và ghi nhận được trên mặt đất là năng lượng động đất E. Năng lượng động đất mới thực sự biểu thị độ lớn của động đất. Tuy nhiên xác định năng lượng động đất là công việc khó khăn và phức tạp. Bởi vậy các nhà địa chấn thường đánh giá năng lượng động đất theo độ Richter dựa vào công thức tương quan thực nghịêm giữa năng lượng động đất E và độ Richter M. Công thức thực nghiệm sau đây, do hai nhà địa chấn nổi tiếng Gutenberg và Richter thiết lập (* )
lg E = 11,8 + 1,5 MS
lg E = 5,8 + 2,4 Mb
được sử dụng rộng rãi trong các công trình nghiên cứu về động đất .
Để hình dung cụ thể hơn về độ Richter, chúng ta có thể đưa ra so sánh sau: năng lượng của trận động đất mạnh 7,3 độ Richter tương đương với năng lượng nổ của quả bom 50 triệu tấn thuốc nổ TNT; trận đọng đất 8,5 độ Richter đã từng xảy ra năm 1950 trong dãy Hymalaya có năng lượng tương đương với năng lượng của 100.000 quả bom nguyên tử mà Mỹ ném xuống Hiroshima tháng 8 – 1945; Trận động đất mạnh M = 8,9 xảy ra năm 1950 ở vùng phía đông Nhật Bản đã làm cho đáy biển sụt xuống 400 mét.
Năng lượng động đất là năng lượng toả ra của động đất nên nó cho chúng ta ý niệm về khả năng tàn phá của động đất rõ ràng hơn là độ Richter. Động đất 8,0 độ Richter nguy hiểm hơn động đất 7,0 độ Richter đến 35 lần chứ không phải 10 lần. Năng lượng của trận động đất 8,0 độ Richter tương đương với năng lượng của 2.800.000 lần 4,0 độ Richter.

(*) Sóng động đất truyền xuyên qua lòng đất gọi là sóng khối, độ Richter xác định đối với sóng khối ký hiệu Mb. Sóng động đất truyền trên mặt đất từ chấn tâm gọi là sóng mặt, độ Richter xác định theo sóng mặt được ký hiệu MS.
3 - Hoạt động địa chấn toàn cầu.
Trên hành tinh của chúng ta, không có vùng nào chưa từng xảy ra động đất trong suốt lịch sử văn minh của nhân loại, còn những rung đọng nhỏ được gọi là “vi địa chấn” thì hầu như xảy ra thường xuyên tại bất cứ điểm nào trên mặt đất. Hằng năm, Trung tâm địa chấn quốc tế thu thập kết quả xác định chấn tâm của 30.000 trận đọng đất ghi được tại tất cả các trạm động đất trên toàn thế giới. Căn cứ vào kết quả đánh giá độ lớn Richter và qui mô ảnh hưởng của các trận động đất, các nhà địa chấn đã chia các động đất làm 5 loại sau:
- Động đất tai biến có qui mô hành tinh M 8
- Động đất mạnh qui mô khu vực 7 M < 8
- Động đất mạnh qui mô địa phương 6 M < 7
- Động đất địa phương cường độ trung bình 5 M < 6
- Động đất địa phương yếu thường
không gây thiệt hại đáng kể 4 M < 5
Những động đất có M > 7 không xảy ra khắp mọi nơi, mà thường tập trung ở những vùng nhất định, gọi là đới hoạt động địa chấn mạnh.
3.1. Bản đồ phân bố chấn tâm trên toàn địa cầu
Gutenberg và Richter, hai nhà địa chấn Mỹ nổi tiếng đã lập bản đồ phân bố chấn tâm của các trận động đất ghi nhận được trong 50 năm đầu năm đầu thế kỷ XX. Nhờ sự phát triển nhảy vọt của địa chấn học trong những năm 60, các nhà địa chấn đã lập bản đồ phân bố chính xác vị trí của các chấn tâm. Cho đến nay bản đồ do M.Barazangi và J. Dorman thành lập dựa trên số liệu của 30.000 trận động đất được coi là bản đồ hoàn chỉnh nhất (hình 2). Trên bản đồ chấn tâm được đánh dấu bằng một chấm đen.

Từ bản đồ phân bố chấn tâm chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy động đất không xảy ra đều khắp mọi nơi trên Trái đất, mà chủ yếu tập trung vào các đới sau đây:
a. Vành đai động đất Thái bình dương
Đây là đới hoạt động địa chấn mạnh nhất. Nếu đánh giá về mặt năng lượng động đất, thì khoảng 75 – 80% tổng năng lượng động đất đã giải tỏa tại đới này. Nhìn trên bản đồ chúng ta thấy đới này bao cả ven bờ Thái bình dương, nên gọi là vành đai động đất Thái Bình Dương. Ơ phía Tây Thái Bình Dương, từ Nhật Bản đới động đất chia làm 2 nhánh chính. Đài Loan và quần đảo Philipin nằm trong nhánh gần rìa phía Đông của lục địa Châu Á.
Các trận động đất có chấn tâm ở đáy đại dương xảy ra trên vành đai động đất Thái Bình Dương là nguyên nhân trực tiếp gây ra những cơn sóng thần tàn phá nhiều vùng bờ biển hai bờ Thái Bình Dương.
b. Đới động đất Địa trung hải – Xuyên Á hay còn gọi là đới Alp – Hymalaya.
Đới động đất này kéo dài từ Bắc Phi, ngang qua vùng Hymalaya và nối với vành đai Thái bình dương tại vùng quần đảo Indonesia. Theo tính toán của các nhà địa chấn 15-20% năng lượng động đất trong một năm thuộc về đới động đất này.
c. Đới động đất ngầm dưới sống núi giữa các đại dương.
Tại đới này thường xảy ra các trận động đất yếu hơn so với hai đới hoạt động địa chấn kể trên. Chỉ khoảng 3 -7% năng lượng trung bình năm của các trận động đất được giải toả tại đới này.
Nói tóm lại, động đất chủ yếu xảy ra tại 3 đới hoạt động địa chấn. Phần lớn bề mặt của Trái đất được xếp vào loại không có động đất thường xuyên. Tất nhiên, chúng ta không nên coi kết luận này là qui luật có ý nghĩa tuyệt đối. Thực tế, tại các vùng được xếp vào khối không động đất vẫn có những động đất mạnh xảy ra, nhưng năng lượng động đất giải toả trên toàn khối này chỉ khoảng 1%.
Các nhà địa chấn còn nghiên cứu độ sâu chấn tiêu của các trận động đất và rút ra kết luận: tại đới giữa đại dương hầu như chỉ có các động đất có độ sâu chấn tiêu nhỏ hơn 100 km, các động đất sâu chủ yếu tập trung ở vành đai Thái bình dương và đới Địa trung hải – Xuyên Á.
3.2 Kiến tạo mảng và các đới động đất
Động đất xảy ra ở nơi mà ứng suất được tích lũy từ các quá trình bên trong Trái đất vượt quá giới hạn chịu đựng của môi trường đất đá. Nhưng câu hỏi được đặt ra: Tại sao trên toàn địa cầu hoạt động địa chấn mạnh chỉ tập trung chủ yếu ở một số đới như đã trình bày ở trên?
Sự phân bố động đất theo các đới hoạt động địa chấn chắc chắn không phải là hiện tượng ngẫu nhiên. Tuy nhiên mãi đến những năm 60 của thế kỷ 20 các nhà địa chấn mới có thể giải thích dựa trên thuyết kiến tạo mảng hay còn gọi là thuyết mới về kiến tạo toàn cầu. Thuyết kiến tạo mảng là một lý thuyết tổng hợp các ngành khoa học về Trái đất, có khả năng giải thích một cách thống nhất các hiện tượng địa chấn và vật lý địa cầu, trong đó các hiện tượng động đất, xảy ra với qui mô hành tinh.

Nội dung chính của thuyết kiến tạo mảng có thể tóm tắt như sau:
a. Thạch quyển – lớp vỏ bọc bên ngoài của Trái đất, tương đối rắn và giòn – không phải là khối nguyên vẹn, mà bao gồm một số không lớn các mảng thạch quyển được gọi là mảng kiến tạo (hình 3) có kích thước thay đổi từ vài trăm đến vài ngàn kilomet cụ thể là gồm 12 mảng kiến tạo chính: mảng Nam cực, mảng Châu Phi, mảng Á – Au, mảng An Độ, mảng Châu Uc, mảng Arập, mảng Philippin, mảng Bắc Mỹ, mảng Nam Mỹ, mảng Thái bình dương, mảng Nazca và mảng Cocos. Ranh giới phân chia các mảng không trùng với ranh giới phân cách các châu lục và các đại dương.

b. Các mảng kiến tạo dịch chuyển nằm ngang đối với nhau với các tốc độ khác nhau, trung bình vài chục milimet trong một năm. Tốc độ dịch chuyển giữa mảng Nam Mỹ và mảng Nazca khoảng 80 milimet/năm, còn tốc độ dịch chuyển giữa mảng Thái bình dương và mảng Nazca lên đến 160 milimet/năm. Dịch chuyển tương đối giữa các mảng kiến tạo diễn ra ít nhất từ khoảng 200 triệu năm nay. Sự dịch chuyển này là nhân tố quyết định trong lịch sử địa chất của Trái đất, tuy nguyên nhân của các lực gây ra sự dịch chuyển còn chưa được giải thích đầy đủ.
c. Hoạt động kiến tạo, hoạt động địa chấn, hoạt động núi lửa chủ yếu tập trung tại ranh giới của các mảng kiến tạo: Các đới hoạt động địa chấn mạnh trùng với ranh giới giữa các mảng. Gần 95% xảy ra tại ranh giới của các mảng. Đặc điểm của các quá trình hoạt động này tuỳ thuộc vào kiểu ranh giới: tách xa, tiến đến gần nhau hay cắt trượt lên nhau.
d. Khi hai mảng tiến đến gần nhau thì phần đại dương của một mảng sẽ hút chìm xuống mảng kia và nơi đây hoạt động địa chấn là mạnh nhất. Vành đai động đất Thái bình dương xuất hiện do chính quá trình này. Tại vành đai này hoạt động núi lửa cũng mạnh nhất, nên vành đai Thái bình dương đôi khi được gọi là được gọi là “vòng cung lửa”.
Quá trình hút chìm của các mảng được bù trừ với quá trình gia tăng lớp vỏ mới ở các đới tách dãn, nên thể tích chung của Trái đất hầu như không thay đổi.
4. Dự báo và phòng chống động đất
Dự báo và phòng chống các tai hoạ thiên nhiên, nhất là đối với động đất, không chỉ là trách nhiệm của các nhà địa chấn và các chuyên gia của nhiều ngành kỹ thuật có liên quan, mà còn là vấn đề được cả xã hội quan tâm. Các nhà khoa học và các chuyên gia kỹ thuật đã tốn rất nhiều công sức và trí tuệ, đặc biệt là ở Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc và Liên Xô, cho hoạt động nghiên cứu dự báo động đất, nhưng đến nay vấn đề cấp bách và phức tạp này vẫn chưa giải quyết được. Dự báo động đất có nghĩa là phải trả lời được: Động đất xảy ra tại đâu? Mạnh đến cỡ nào? Và khi nào? Trong 3 câu hỏi đó, câu hỏi thứ ba là quan trọng nhất và cũng khó trả lời nhất. Hai câu hỏi đầu đã được giải quyết có hiệu quả nhờ các bản đồ phân vùng động đất và phân vùng vi địa chấn. Các bản đồ đó cho chúng ta biết nơi đâu (chưa cho biết được toạ độ chính xác!) và cường độ bao nhiêu, nếu động đất xảy ra. Cho đến nay chỉ có một dự báo thành công mỹ mãn ở Trung Quốc, cụ thể là trận động đất xảy ra vào ngày 4-2-1975 tại thành phố Hải Thành, tỉnh Liêu Ninh đã được báo trước 5 giờ 30 phút. Nhờ đó dù động đất rất mạnh (M = 7,3) phá huỷ hàng trăm toà nhà và nhà máy, nhưng thiệt hại nhân mạng rất ít. Thực ra, các nhà địa chấn đã có các dự báo đúng đối với một số trận động đất khác nữa, nhưng chưa đạt được mức chính xác như trường hợp vừa kể. Để đưa ra các dự báo về các trận động đất sẽ xảy ra các nhà địa chấn phải căn cứ vào một tập hợp các dấu hiệu đặc trưng của môi trường địa chất, kể cả sự thay đổi bất thường trong hành vi của động vật trước khi có động đất. Chúng ta có thể liệt kê các dấu hiệu quan trọng và đáng tin cậy như dưới đây:
- Sự xuất hiện các chấn động yếu trước khi có động đất mạnh.
- Sự dịch chuyển nhanh của vỏ trái đất, được xác định nhờ mạng trắc địa và đo đạc từ vệ tinh.
- Sự thay đổi tốc độ truyền sóng động đất: trước khi động đất mạnh xảy ra tỉ số giữa tốc độ sóng dọc và tốc độ sóng ngang có sự biến đổi.
- Sự thay đổi của từ trường trái đất và độ dẫn điện của đất đá.
- Sự thay đổi lượng và thành phần của các loại khí, đặc biệt là rađon và clo, thoát ra trước khi xảy ra động đất.
- Sự thay đổi mực nước trong giếng và lỗ khoan. Mực nước dưới đất thường dâng lên hoặc sụt xuống là dấu hiệu thể hiện rất rõ trước khi xảy ra trận động đất ở Hải Thành, Liêu Ninh, Trung quốc.
Trong khi chưa có thể dự báo chính xác từng trận động đất, thì phân vùng động đất được coi là cơ sở để đưa ra các giải pháp phòng chống động đất. Dựa trên kết quả nghiên cứu các trận động đất xảy ra trong quá khứ, các điều kiện địa chất của một vùng, các nhà địa chấn thành lập bản đồ phân vùng động đất. Trên bản đồ phân vùng địa chấn vạch ra các đới phát sinh động đất, vạch ra các vùng, các dãi có khả năng bị động đất có cường độ từ cấp VII trở lên (theo thang động đất MSK – 64). Bản đồ phân vùng động đất cho một lãnh thổ, một khu vực là một căn cứ quan trọng để thiết lập qui hoạch xây dựng các công trình trên mặt đất và áp dụng các biện pháp kỹ thuật phòng chống động đất.

Chương II
ĐỘNG ĐẤT Ở VIỆT NAM

Nhìn vào bản đồ phân bố chấn tâm động đất toàn cầu đã giới thiệu trong chương I, một số chuyên gia cho rằng động đất ở Việt Nam là không đáng kể. Một số khác nhìn vào bình đồ kiến tạo phức tạp của vỏ trái đất ở Việt Nam với mạng lưới dày đặc những đứt gãy (*) sâu lớn, một số chuyên gia khác lại cho rằng ở Việt Nam có thể xảy ra những động đất thảm họa lớn hơn 7,5 độ Richter. Vậy sự thật thì động đất đã xảy ra ở nước ta như thế nào và trong tương lai động đất mạnh có xảy ra hay không? Nếu xảy ra thì mạnh đến mức nào? Và ở đâu? Chúng ta hãy tìm hiểu những vấn đề đó dựa trên những hiểu biết tích luỹ được đến hôm nay.
1. Động đất xảy ra ở nước ta như thế nào?
Theo toàn bộ các nguồn tài liệu thu thập được từ năm 114 đến năm 2003 các nhà địa chấn nước ta đã ghi nhận được 1645 trận động đất có độ lớn M 3 độ Richter. Trước 1900, mặc dù chỉ có ít tài liệu lịch sử, nhưng vẫn phát hiện được nhiều trận động đất mạnh. Năm 114 trận động đất cấp VIII (thang cấp động đất MSK – 64) đã xảy ra ở quận Nhật Nam (khu bắc Đồng Hới – Quảng Bình ngày nay). Các trận động đất cấp VII, cấp VIII đã xảy ở Hà Nội vào các năm 1277, 1278, 1285. Ở khu vực Yên Định – Vĩnh Lộc – Nho Quan (thuộc tỉnh Thanh Hoá và Ninh Bình ngày nay) đã xảy ra động đất cấp VIII vào năm 1635. Ở Nghệ An động đất cấp VIII đã xảy ra vào năm 1821. Ở vùng Phan Thiết các trận động đất cấp VII đã xảy ra 1882, 1887. Và còn một số trận động đất khác.
Trước thế kỷ thứ 10, các tài liệu về động đất quá hiếm. Có thể các nhà chép sử không ghi lại, hoặc tài liệu lịch sử không bảo tồn được đầy đủ và cũng có thể việc sưu tầm chưa tiến hành triệt để. Nhưng chúng ta cũng cần lưu ý rằng trứơc thế kỷ thứ 10, việc biên chép lịch sử ở nước ta chủ yếu do các sử quan Trung Hoa đảm nhiệm. Từ 1010, sau khi nước ta giành được độc lập tự chủ, người Việt Nam mới tự viết lịch sử của mình, các sự cố thiên tai, trong đó có động đất, mới được ghi chép đầy đủ hơn. Cũng cần lưu ý thêm rằng những tài liệu lịch sử vừa kể đều thuộc vùng đồng bằng có người Kinh sinh sống đông đúc. Đối với các vùng núi chiếm phần lớn lãnh thổ, chúng ta không có tài liệu lịch sử nào về động đất.
Từ 1900 đến nay các nhà địa chấn nước ta có điều kiện thu thập được nhiều tài liệu về đọng đất qua các chuyến khảo sát thực địa, điều tra trong nhân dân, sưu tầm các bản tin trên báo chí thế kỷ 20 và nhất là qua tài liệu quan sát bằng máy của mạng lưới trạm động đất thế giới và nước ta. Trong thời gian ngắn này đã xác định được 2 trận động đất cấp VIII với độ lớn M = 6,7 – 6,8 độ Richter ở Điện biên (1935) và Tuần giáo (1983), 17 trận động đất cấp VII với M = 5,0 – 5,9 độ Richter và 115 trận động đất cấp VI – cấp VII với M = 4,5 – 4,9 độ Richter ở khắp các vùng lãnh thổ nước ta.
Các trận động đất nêu trên đã gây chấn động cấp VI, cấp VII và cấp VIII trên một diện tích rộng. Để minh họa chúng ta xem bản đồ đường đẳng chấn của trận động đất Tuần giáo ngày 24 tháng 6 năm 1983 (hình 4)

Hình 4
(*) Nơi đứt đoạn của mội trường đất đá dẫn tới sự dịch chuyển tương đối ở hai bên.

Các trận động đất mạnh cấp VIII, cấp VII đã gây nhiều tác hại và hậu quả:
- Động đất xảy ra năm 114 ở khu vực Đồng hới ngày nay làm đất nứt xé ra dài hơn trăm dặm(30 – 35 km). Nếu độ sâu chấn tiêu không sâu (10 – 15 km). Thì độ lớn của trận động đất này ít nhất phải là 6 độ Richter (M = 6).
- Động đất xảy ra năm 1285 làm bia đá ở chùa Báo Thiên gãy làm đôi (chùa Báo Thiên xây dựng năm 1057 tại vị trí nhà thờ lớn Hà Nội hiện nay). Theo đánh giá của các nhà nghiên cứu độ lớn của trận động đất này vào cỡ 5,5 độ Richter. Năng lượng động đất tuy không thật lớn, nhưng nền đất Hà Nội yếu, nên chấn động trở nên mạnh (cấp VIII).
- Trận động đất năm 1635 ở huyện Vĩnh Phúc (Thanh Hoá) giáp với Nho Quan (Ninh Bình) đã làm núi đổ xuống lấp cả đường đi, người và trâu bò không đi lại được. Có thể so sánh trận động đất này với trận động đất ở Tuần giáo 1983 có độ lớn 6,7 độ Richter.
- Trận động đất năm1821 xảy ra ở Nghệ An không gây hậu quả nghiêm trọng, nhưng thực ra đó là trận động đất mạnh. Nhà của dân thời bấy giờ chủ yếu là nhà tranh, một kiểu nhà chịu động đất rất tốt. Động đất làm nhà dân bị xiêu đi nhiều. Hậu quả như vậy cũng giống như đối với động đất Tuần giáo 1983. Trận động đất mạnh ở Tuần giáo làm hư hại nặng rất nhiều nhà xây, nhưng chỉ làm xiêu hoặc xê dịch nhà sàn, nhà tranh.
- Những trận động đất cấp VII ghi nhận được trong lịch sử cũng gây một số hậu quả đáng chú ý. Chẳng hạn, động đất ở Thừa Thiên (Huế) năm 1829 làm phía Bắc thành bị sụt và rung động; động đất năm 1877 ở Bình Thuận làm nước sông dâng lên, nhà ngói rung động mạnh; động đất ở Bình Thuận năm 1882 xảy ra ở bờ biển đã làm sóng cuốn lên cao và có nhiều tiếng nổ trong gần một ngày.
Tác hại và các hậu quả của các trận động đất nêu trên đã được ghi lại trong các tài liệu lịch sử. Đối với các tiêu chuẩn của thang cấp động đất MSK – 64 chúng ta chỉ có thể ước lượng độ mạnh của các trận động đất trong quá khứ, và tất nhiên khó có thể chính xác, như đối với các động đất xảy ra trong thế kỷ XX, được ghi bằng máy và đánh giá hậu quả theo khảo sát thực địa.
2. Vài trận động đất điển hình ở nước ta
Ơ nước ta, nghiên cứu động đất theo đúng nghĩa chỉ bắt đầu từ cuối những năm 20 của thế kỷ 20, sau khi người Pháp thành lập trạm địa chấn ở Phù liễn gần thành phố Hải Phòng. Chúng ta hãy tìm hiểu vài trận động đất điển hình được khảo sát khá đầy đủ.
Động đất ở Điện Biên 1935
Động đất xảy ra lúc 23 giờ 22 phút ngày 1 tháng 11 năm 1935 ở phía đông nam thị trấn (nay là thị xã) Điện Biên Phủ có độ lớn M = 6,75 độ Richter. Động đất này đã gây hư hại nặng nhà xây ở thị trấn Điện Biên, còn ở Sơn La các tường nhà bị nứt nẻ. Ở vùng chấn tâm đất nứt rộng đến 20 cm, có đoạn dài đến 50 m. Năm 1935 các nhà địa chấn người Pháp đã vẽ các đường đẳng chấn. Về sau, năm 1966 các nhà địa chấn nước ta đã dựa vào tài liệu điều tra thực địa đã xây dựng bản đồ cho thấy phạm vi ảnh hưởng của trận động đất này (hình 5). Độ mạnh tại chấn tâm được đánh giá I0 = 8 – 9 theo thang MSK – 64.

Đây là 2 trận động đất mạnh nhất ở phần lãnh thổ phía Nam nước ta đã được phát hiện bằng máy đo và điều tra thực địa. Hai trận động đất xảy ra ngày 12-4-1970 và 24-5-1972 ở phía Tây thị xã sông Cầu (Phú Yên). Chấn tâm của chúng chỉ cách nhau 20 km theo phương kinh tuyến, nên khó tách riêng chấn động gây ra bởi các trận động đất này. Các nhà địa chấn nước ta đã dựng bản đồ đẳng chấn chung cho 2 trận động đất này (hình 6 - Động đất ở Tuần giáo 24-6-1983)). Dựa vào số liệu thực địa và quan trắc bằng máy, độ lớn của 2 trận động đất này vào cỡ M = 5,3 độ Richter, độ sâu chấn tiêu khoảng 13 km.

Đây là sự kiện nổi bật trong hoạt động địa chấn hiện đại ở nước ta. Động đất xảy ra lúc 14 giờ 18 phút trong vùng núi Phương Pi, cách thị trấn Tuần giáo (Lai Châu) 11 km về phía Đông Bắc, độ lớn M = 6,7  0,2 độ Richter, cấp độ mạnh trong vùng chấn tâm I0 = 8 – 9 theo thang MSK – 64. Động đất đã gây thiệt hại nặng nề nhất cho thị trấn Tuần giáo:30% nhà gạch cấp 4 bị hư hại nặng, tường nứt rộng từ vài xentimet đến gần 10 cm. Chỉ nhà gỗ, nhà tre mới ít bị hư hại. Động đất cũng gây hư hại nhẹ và vừa đối với nhà xây gạch ở các thị xã Lai Châu, Điện Biên và một số nơi khác. Động đất này đã làm sụt lở lớn ở các dãy núi trong vùng chấn tâm, vùi lấp 200 ha ruộng lúa trong thung lũng và nhiều đoạn đường giao thông; đất nứt rộng đến 10 – 15 cm, kéo dài từng đoạn từ vài chục mét đến vài trăm mét trên chiều dài gần 20 km; nhiều mạch nước bị mất đồng thời xuất hiện nhiều mạch nước mới. Đá lở đã làm hàng chục người chết và bị thương.
Động đất Tuần giáo đã gây chấn động mạnh trên những vùng rộng lớn ở phía Tây Việt Nam, đông bắc Lào và Nam Trung Quốc như chúng ta thấy trên bản đồ đường đẳng chấn (hình 4). Sau kích động chính hàng loạt dư chấn đã xảy ra, dư chấn mạnh nhất đã xảy ra ngày 15-7-1983 với độ lớn M = 5,4 độ Richter. Đá lở trong dư chấn này đã làm 2 người thiệt mạng, nhiều ruộng lúa bị vùi lấp phải 8 tháng sau vùng Tuần giáo mới trở lại yên tĩnh.
3. Động đất mạnh xảy ra ở đâu?
Như chúng ta đã biết trong chương I động đất mạnh chỉ xảy ra trong những đới nhất định. Đó là những đới đứt gãy địa chất sâu hoạt động, phân cách các địa khối đang vận động đối với nhau. Đứt gãy càng lớn, chuyển động của các địa khối theo đứt gãy càng nhanh thì động đất xảy ra trong đới càng lớn, càng thường xuyên hơn. Ơ nước ta cũng vậy, động đất mạnh hơn 4,0 độ Richter chỉ xảy ra trong những đới đứt gãy sâu đang hoạt động.
Các nhà địa chấn nước ta đã nghiên cứu sự phân bố chấn tâm của các trận động đất đã xảy ra và chỉ ra rằng động đất mạnh chủ yếu tập trung ở các vùng:
- Vùng sông Mã suốt từ thượng nguồn đến Thanh Hoá,
- Vùng sông Đà từ Lai châu đến Hoà Bình,
- Vùng sông Hồng – sông Chảy,
- Vùng Đông Triều từ Yên Thế – Nhã Nam đến Hòn Gai – Cẩm Phả,
- Vùng sông Cả – Rào Nậy
- Vùng ven biển Trung Bộ và Nam Bộ
Muốn biết trong tương lai động đất mạnh còn xảy ra ở đâu nữa và có thể mạnh đến mức độ nào, chúng ta cần biết mạng lưới đứt gãy kiến tạo ở nước ta. Trải qua quá trình vận động kiến tạo mạnh và lâu dài, vỏ trái đất thuộc lãnh thổ nước ta đã bị chia cắt thành nhiều đơn vị cấu trúc phân cách nhau bởi các đứt gãy sâu. Cách đây chừng 60 triệu năm, vỏ trái đất thuộc lãnh thổ nước ta đã bị chia thành các miền kiến tạo khác nhau và chia các miền thành các đới khác nhau về đặc điểm, hướng và tốc độ vận động như sau:
- Vùng rìa nền hoạt động Hoa Nam, chiếm phần đông bắc Việt Nam kể từ đứt gãy sông Hồng. Các đới ven rìa vùng này dọc đứt gãy sông Hồng là nơi hoạt động kiến tạo hiện đại diễn ra mạnh mẽ. Tại đây đã xảy ra các trận động đất cấp VII Lục Yên (1953, 1954), Bắc Giang (1961)và nhiều động đất yếu hơn.
- Vùng uốn nếp Tây Bắc Việt Nam, trải rộng từ đứt gãy sông Hồng đến vùng đứt gãy sông Cả. Hoạt động kiến tạo ở đây diễn ra mạnh mẽ và có đặc trưng riêng biệt. Tương ứng, hoạt động địa chấn trong vùng cũng biểu hiện mạnh mẽ và khác biệt. Những động đất mạnh nhất ở nước ta đều xảy ra ở vùng này, như động đất 1635 ở Yên Định, động đất Điện biên 1935, động đất Tuần giáo 1983.
- Vùng uốn nếp Việt – Lào kéo dài từ Nghệ An đến Quảng Nam. Tại vùng này hoạt động kiến tạo nói chung là yếu và cũng chỉ mới quan sát được động đất cấp VI.
- Địa khối Indosini, nối tiếp vùng uốn nếp Việt – Lào, kéo dài tới đứt gãy sông Hậu. Đây là vùng nền, hoạt động kiến tạo tương đối bình ổn, trừ đới ven rìa phía đông của vùng, nơi bị biến đổi mạnh trong kỷ địa chất hiện đại. Hoạt động địa chấn cũng chỉ biểu hiện rõ ràng và tương đối mạnh ở đới ven rìa này. Nơi đây đã xảy ra nhiều động đất cấp VII, như vậy động đất ở Phan Thiết (1887,1882), động đất núi lửa hòn Tro, Phú Qúi (1923), động đất sông Cầu (1970,1972) và nhiều động đất ở vùng biển Bình Thuận. Động đất kèm theo hoạt động núi lửa ở vùng biển Đông Nam của vùng là một đặc điểm của vùng kiến tạo này.
Phần diện tích còn lại – Cà Mau ở phía Nam và Mường Tè ở phía Tây Bắc thuộc vùng uốn nếp Thái Lan – Mã Lai. Hoạt động kiến tạo và biểu hiện động đất chỉ mạnh mẽ ở đới Mường Tè.
Các vùng kiến tạo nêu trên lại bị chia cắt thành các đới nhỏ hơn, thường hẹp và kéo dài theo phương cấu trúc địa chất bởi một mạng các đứt gãy sâu. Các đứt gãy ấy chính là nơi có khả năng phát sinh động đất và được gọi là đứt gãy sinh chấn. Thực tế, các động đất đã xảy ra đều phát sinh từ các đứt gãy sâu sinh chấn. Ở phía Nam, địa khối Indosini bị cắt bởi nhiều đứt gãy sâu, trong đó đáng chú ý nhất là đứt gãy sông Ba, Ba tơ – Củng Sơn, Tuy Hoà – Củ Chi, sông Sài Gòn và Vàm cỏ Đông. Ơ vùng biển có đứt gãy kinh tuyến 1090, Thuận Hải – Minh Hải và nhiều đứt gãy ở vùng biển Bình Thuận.
Nói chung, các đứt gãy sâu đều là nơi đọng đất mạnh có thể phát sinh. Đó là các vùng phát sinh động đất hay còn gọi là vùng nguồn động động đất. Tuy nhiên để xác định động đất mạnh nhất, tức động đất cực đại trong vùng nguồn các nhà địa chấn phải nghiên cứu các đặc trưng của các đứt gãy và các động đất đã xảy ra. Theo các kết quả nghiên cứu, vùng phát sinh động đất liên quan trực tiếp với hoạt động của đứt gãy có bề rộng trung bình khoảng 10 km. Các nhà địa chấn nước ta đã xác định bề rộng của vùng nguồn và bề dày của tầng sinh chấn ; và trên cơ sở đó xác định động đất cực đại có thể xảy ra. Hình 7 giới thiệu sự phân bố các vùng phát sinh động đất mạnh có M 5 độ Richter.
Các thông số địa chấn cơ bản của các vùng phát sinh động đất ở nước ta như sau:
- Các vùng Sơn La, sông Ma: động đất cực đại Mmax = 6,8 độ Richter, chấn động cực đại ở chấn tâm I0 max = 8 -9 (theo thang MSK – 64), độ sâu chấn tiêu h = 23km.
- Các vùng sông Hồng – sông Chảy, sông Cả: Mmax 6,1 độ Richter, h = 17 km, I0 max = 8 (thang KSK – 64)
- Vùng Đông Triều: Mmax 6 độ Richter, h = 25 -30 km, I0 max = 7 (thang MSK – 64).

- Các vùng khác: Cao Bằng – Tiên Yên, sông Lô, Mường La – Bắc Yên, sông Đà, Lai Châu - Điện Biên, Mường Tè, Mường Nhé, Rào Nậy, A lưới, Huế, Tam Kỳ – Phước Sơn, Hưng Nhượng – Tà vi, Ba tơ – Củng sơn, sông Ba, ven biển Bình Thuận, sông Hậu có động đất cực đại Mmax 5,5 độ Richter, h = 10 – 15 km, I0 max = 7 (thang MSK – 64), tần suất lặp lại động đất thấp. Trong số các đứt gãy sinh chấn ven biển Trung bộ và Nam Bộ, đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải hoạt động mạnh hơn cả. Và do đó động đất cấp VI, cấp VII đã quan sát thấy trong vùng đều xảy ra trên đứt gãy này.
Về tần suất động đất, chúng ta thấy vùng Tây Bắc là nơi động đất xảy ra thường xuyên nhất : khoảng 2 năm xảy ra một lần động đất cấp 6 với M 4,5 độ Richter, 5 năm xảy ra 1 lần động đất cấp 7 với M 5 độ Richter; 13 năm xảy ra 1 lần động đất cấp 7 – 8 với M 5,5 độ Richter. Hơn 30 năm xảy ra 1 lân động đất cấp 8 với M 6 độ Richter. Còn trên toàn lãnh thổ trung bình 6 năm có 5 lần động đất cấp 6 với M 4,5 độ Richter; 7 năm có 2 lần xảy ra động đất cấp 7 – 8 với M 5,5 độ Richter và 29 năm xảy ra 1 lần động đất cấp 8 với M 6 độ Richter.
4. Độ nguy hiểm động đất trên lãnh thổ Việt Nam
Chúng ta hiểu độ nguy hiểm động đất là khả năng gây nguy hiểm do động đất và các hiện tượng liên quan như rung động nền đất, nứt và biến dạng mặt đất… Độ nguy hiểm động đất được biểu thị bằng cương độ chấn động cực đại (cấp động đất, gia tốc và vận tốc dao động nền, dịch chuyển nền ) có khả năng xảy ra. Độ nguy hiểm động đất được đánh giá chủ yếu dựa theo tần suất và đại lượng đặc trưng của các vùng động đất đã biết, cũng như dựa vào các điều kiện địa chất.
Từ bản đồ vùng nguồn động đất các nhà địa chấn dễ dàng tính được cường độ chấn động do động đất trong các nguồn gây ra ở mọi địa điểm. Tính toán và vẽ bản đồ phân bố cường độ chấn động ứng với các tần suất lặp lại động đất khác nhau ta sẽ có bản đồ độ nguy hiểm động đất, mà thường nói gọn là bản đồ phân vùng động đất. Hình 8 giới thiệu bản đồ nguy hiểm động đất cho toàn lãnh thổ nước ta thể hiện qua cấp động đất cực đại Imax theo thang MSK – 64.

Bản đồ phân vùng chấn động cực đại là bản đồ phân chia lãnh thổ thành các vùng có cùng cường độ chấn động Imax. Trên bản đồ này các vùng cấp VI và yếu hơn không được phân chia. Ngoài ra, trong một số trường hợp chấn động có thể cao hơn chấn động trong vùng tương ứng tới gần 0,5 cấp, thí dụ chấn động trong vùng cực động của động đất ở các vùng đứt gãy Sơn la, sông Mã có thể đạt tới cấp 8 – 9.
Trên bản đồ phân vùng động đất cho toàn lãnh thổ Việt Nam phần lớn diện tích thành phố Hồ Chí Minh nằm bên ngoài vùng cấp VII và chịu ảnh hưởng của động đất cấp VII. Tuy nhiên bản đồ tỉ lệ nhỏ không thể phản ánh cường độ chấn động tại các điểm khác nhau trên diện tích của thành phố. Do đó việc tiến hành phân vùng nhỏ động đất là rất cần thiết. Bản đồ phân vùng nhỏ động đất là tài liệu cơ sở quan trọng phục vụ cho công tác qui hoạch xây dựng nói riêng và phát triển kinh tế - xã hội nói chung đối với thành phố Hồ Chí Minh.

Chương III
SÓNG THẦN

Có lẽ ở nước ta, người dân mới bắt đầu quan tâm đến nguy cơ sóng thần, sau trận động đất mạnh tại Sumatra vào cuối năm 2004 (Indonesia) gây ra sóng thần khủng khiếp, tàn phá nhiều dải ven biển từ Indonesia, Thái Lan, An Độ, Srilanca sang tận Châu Phi và làm hơn hai trăm ngàn người thiệt mạng. Thực ra con người đã biết đến tai họa thiên nhiên này từ thời cổ đại. Việc biến mất hòn đảo huyền thoại Atlantis ở Địa Trung Hải được nhắc đến trong các tác phẩm của Platon, nhà tư tưởng và nhà triết học Hy Lạp (429 – 348 trước Công Nguyên) có thể là hậu quả của cơn sóng thần khủng khiếp. Tuy nhiên các nhà khoa học thật sự nghiên cứu sóng thần chỉ sau khi môn địa chấn học ra đời và phát triển từ cuối thế kỷ 19 đến nay, bởi vì sự xuất hiện sóng thần có liên quan trực tiếp với động đất xảy ra trên biển và đại dương.
1. Sóng thần là gì ?
Nếu định nghĩa theo cách duy danh, thì sóng thần là đợt sóng biển cực mạnh có đỉnh sóng cao hàng chục mét ập vào bờ, có khả năng tàn phá tất cả những vật cản trên đường tiến và rút lui của sóng. Tuy nhiên, để có thể áp dụng các biện pháp phòng chống tai họa thiên nhiên này, chúng ta cần phải biết nguyên nhân gây ra sóng thần và đặc điểm của chúng. Ngày nay, các nhà vật lý địa cầu khẳng định sóng thần do một số động đất có chấn tâm nằm trên đáy biển hay đáy đại dương gây ra. Tuy nhiên, sự dâng nước trong vịnh biển do bão tố hay thủy triều lớn gây ra đôi khi cũng được xếp vào loại sóng thần. Có lẽ người ta xuất phát từ tên gọi sóng thần trong tiếng Nhật đã trở thành thuật ngữ quốc tế (sóng thần theo tiếng Nhật gọi là tsunami, có nghĩa là sóng trong hải cảng) để xếp sóng lớn do bão tố vào loại sóng thần, mặc dù sóng thần và sóng do gió có các đặc trưng khác nhau.

Dựa vào các tham số sóng nêu trên chúng ta có thể nêu định nghĩa chính xác hơn về sóng thần: Sóng thần là sóng biển gây tai biến, có chu kỳ dài và tốc độ truyền lớn, xuất hiện chủ yếu do tác động của động đất (hay núi lửa hoạt động) dưới đáy biển.
Chúng ta đều biết (xem chương I), động đất chủ yếu tập trung ở vành đai động đất Thái bình dương, nên quả thật theo thống kê chưa đầy đủ ở Thái bình dương (chủ yếu ở vùng gần rìa lục địa) số lượng sóng thần ghi nhận được chiếm 75% tổng số sóng thần đã biết. Ở Địa Trung Hải nằm trên đới động đất Địa Trung Hải – Xuyên Á đã xảy ra 12% tổng số sóng thần quan sát được. Tuỳ thuộc khoảng cách tác động tính từ nguồn phát sinh, sóng thần được chia làm 2 loại: sóng thần địa phương (sóng thần gần) và sóng thần xa. Sóng thần địa phương biểu hiện dưới dạng sóng lớn trên mặt biển và tàn phá những bờ biển gần. Các nhà nghiên cứu nhận thấy các sóng thần địa phương thường xảy ra ở biển Nhật Bản, Phillipin, Nam Mỹ và phần phía Đông của Địa Trung Hải. Sóng thần xa truyền xuyên qua đại dương với tốc độ lớn. Loại sóng này không giống sóng biển thông thường mà ta có thể nhìn thấy trên mặt nước biển: mặt đầu sóng xuyên qua toàn bộ khối nước từ bề mặt đến tận đáy đại dương. Những sóng thần như vậy được truyền đi với tốc độ thường khoảng 600 – 800 km/giờ. Khi tiến đến gần bờ năng lượng sóng tập trung trên mặt đầu sóng ngày càng thu hẹp (do độ sâu của đại dương ngày càng giảm) và tạo ra sóng mặt rất cao giống như sóng nhào (sóng bạc đầu) và tác động vào bờ giống như một bức tường nước khổng lồ cao vút đổ sập lên bờ.
Động đất biển và cả phun trào núi lửa dưới đáy biển là nguyên nhân hình thành sóng thần. Nhưng điều đó không có nghĩa là cứ xảy ra động đất biển là có sóng thần, nhất là đối với sóng thần mạnh. Theo các kết quả nghiên cứu về sự liên quan giữa động đất biển và sóng thần, các sóng thần mạnh hình thành tối thiểu trong những điều kiện sau:
- Vùng chấn tiêu nằm bên dưới đáy biển và đại dương hoặc nằm gần các địa khối lớn của vỏ trái đất bị dịch chuyển nằm ngang về phía đại dương do tác động của động đất, đồng thời bề dày của lớp nước biển tiếp giáp với các địa khối phải lớn.
- Lớp nước biển có bề dày lớn nằm bên trên vùng chấn tâm.
- Độ sâu chấn tiêu tương đối nhỏ (khoảng 10-60 km)
- Động đất có cường độ lớn, động đất càng mạnh, thì khả năng xuất hiện sóng thần càng lớn. Các động đất biển có độ lớn từ 7,3 độ Richter trở lên hầu như luôn luôn gây ra sóng thần mạnh và nguy hiểm.
2. Phân cấp sóng thần
Cũng như đối với nghiên cứu động đất, các nhà nghiên cứu sóng thần đã thiết lập các thang cấp sóng thần. Nhưng cho đến nay vẫn chưa có thang cấp sóng thần được áp dụng rộng rãi như thang cấp động đất MSK – 64. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã thiết lập thang 5 cấp và được so sánh cường độ động đất. Chúng ta làm quen với thang cấp sóng thần 6 cấp do các nhà địa chấn Anh thiết lập, đưa ra các dấu hiệu dễ áp dụng trong đánh giá cường độ sóng thần.
- Cấp I – sóng thần rất yếu, Chỉ các máy tự ghi mực nước biển mới phát hiện được.
- Cấp II – sóng thần yếu. Có thể gây ngập dải bằng phẳng dọc bờ biển. Chỉ những người biết nhiều về các hiện tượng ven biển mới nhận biết được.
- Cấp III – sóng thần cường độ trung bình. Mọi người có thể nhận biết. Các dải bằng phẳng dọc bờ biển bị ngập, các tàu trong tải nhỏ có thể bị đẩy lên bờ. Ơ các cửa sông miệng loe dòng chảy có thể tạm thời đổi hướng. Các công trình cảng bị hư hại nhẹ.
- Cấp IV – sóng thần mạnh. Dải dọc bờ bị ngập, các công trình và nhà cửa gần bờ bị hư hại. Các tàu buồm lớn và các tàu chạy động cơ không lớn lắm bị đẩy lên đất liền, sau đó bị kéo ra biển. Bờ biển đầy rác và mảnh vở.
- Cấp V – sóng thần rất mạnh. Vùng gần bờ bị ngập, đê chắn sóng bị hư hại nặng. Các tàu lớn bị đẩy lên bờ. Trong vùng cách xa bờ bị thiệt hại lớn. Trong cửa sông nước dâng cao, và có người bị cuốn trôi.
- Cấp VI – sóng thần tai biến. Mọi thứ ở dải dọc bờ và gần bờ bị cuốn sạch. Một vùng rộng lớn cách xa bờ biển bị ngập. Các tàu biển lớn nhất cũng bị hư hại. Nhiều người bị cuốn trôi.
Các nhà nghiên cứu sóng thần ở Nhật Bản, trên cơ sở nghiên cứu mối liên quan giữa động đất và sóng thần, đã thiết lập thang độ lớn m (magnitude) của sóng thần và phát hiện rằng m liên quan với thang độ Richter M. Iida, một chuyên gia nổi tiếng về nghiên cứu sóng thần đã đưa ra hệ thức thực nghiệm sau:
m = 2,61 M – 18,44.
Iida cũng đã xác định độ lớn giới hạn của động đất biển M0. Động đất có độ lớn nhỏ hơn M0 ít có khả năng gây ra sóng thần
M0 = 6,42 + 0,017 H,
trong đó H là độ sâu chấn tiêu.
Các công thức thực nghiệm nêu trên chủ yếu áp dụng cho các sóng thần ở vùng biển Nhật Bản, nhưng có giá trị tham khảo cho các cùng biển khác trên thế giới.
3. Sóng thần truyền đi như thế nào?
Sóng thần truyền đi hoàn toàn không giống như sóng biển trên bề mặt đại dương, mà xuyên qua toàn bộ khối nước từ mặt biển đến tận đáy. Tốc độ của sóng thần rất lớn, thí dụ ở Thái bình dương sóng thần thường có tốc độ nằm trong khoảng 600-800 km/giờ. Tốc độ sóng thần ở vùng biển khơi chủ yếu phụ thuộc độ sâu của lớp nước. Ơ vùng biển sâu tốc độ sóng thần có thể xác định bởi công thức đơn giản sau:

Trong đó v là tốc độ sóng thần, g là trị số gia tốc trọng lực (9,8m/giây) và d là độ sâu của đại dương. Như vậy, biển càng sâu, tốc độ sóng càng lớn. Do độ sâu của biển thay đổi, nên trong quá trình truyền đi, tốc độ sóng thần cũng thay đổi. Dù tốc độ sóng thần khá lớn, nhưng sóng thần cũng cần nhiều giờ để xuyên qua đại dương, chẳng hạn sóng thần xuất hiện ở vùng biển Chilê, phải 22 -23 giờ sau mới ảnh hưởng tới Nhật Bản. Và do đó hoàn toàn có thể cảnh báo sớm. Tất nhiên, những vùng biển gần nguồn sóng thần, thời gian cảnh báo trước rất ngắn.
Sóng thần là sóng chu kỳ dài, bước sóng lớn như đã nói trong mục 1 nên ta khó nhận biết đợt sóng thứ hai, vì có thể hàng giờ sau đợt sóng thứ nhất, đợt sóng thứ hai mới ập vào bờ. Ở vùng biển khơi sóng thần thường tạo ra sóng mặt với độ cao đỉnh sóng thường nhỏ hơn 50 cm, nhỏ hơn sóng do gió thông thường. Do đó, những người ở trên tàu, thuyền khó nhận biết. Lấy thí dụ, có một sóng dài 200 km, cao 50 cm, cứ 15 phút mới đi qua bạn, thì chắc chắn bạn không biết gì về sự hiện hữu của sóng đó.
Khi tiến gần bờ hay hải cảng sóng thần hoàn toàn thay đổi. Tại đây sóng thần biến thành sóng mặt với độ cao tăng dần và trở thành cơn sóng bạc đầu cao hàng chục mét tràn sâu vào đất liền. Chúng ta khó có thể dự báo độ cao của bức thành nước này, vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa hình đáy biển, và các hiệu ứng cộng hưởng của vùng bờ. Ngoài ra số đợt sóng liên tiếp trong sóng thần cũng khó báo trước.
Chúng ta biết chu kỳ sóng thần xa lên đến hàng giờ, nêu sau đợt sóng đầu tiên phải đợi ít nhất 1 giờ mới thấy đợt thứ 2. Nếu không có đợt sóng tiếp theo, ta có thể an tâm quay về vùng chịu tác động của sóng thần.
Dựa trên nhiều mô tả của những người chứng kiến các cơn sóng thần người ta có thể thấy một đặc trưng nổi bật là trước khi sóng ập vào bờ, mực nước biển hạ xuống nhanh,nước biển rút ra xa bờ trong thời gian chừng 20 phút hay lâu hơn. Chính nhờ nhận biết dấu hiệu này mà nhiều du khách đã thoát nạn ở bờ biển Phuket (Thái Lan), trong đợt sóng thần xảy ra vào cuối 2004. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý là cũng có những sóng thần bắt đầu bởi sự dâng nước biển gần bờ.
4. Dự báo và cảnh báo sóng thần
Tiên đoán bất cứ hiện tượng nào, nhất là các hiện tượng thiên nhiên là công việc rất phức tạp. Trong tự nhiên, tất cả các hiện tượng đều liên quan và phụ thuộc lẫn nhau, thể hiện qua nhiều yếu tố tương quan mà nhiều khi không thể tính hết. Dự báo sóng thần rất phức tạp, vì nó phụ thuộc vào sự xuất hiện của động đất và phụ thuộc nhiều điều kiện khác. Do đó cần phải phân làm hai loại dự báo ngắn hạn và dự báo dài hạn.
Đối với sóng thần, dự báo ngắn hạn hay có thể gọi là cảnh báo sóng thần là dự báo khả năng xuất hiện sóng thần và phạm vi tác động của nó, khi động đất biển đã xảy ra. Ngày nay, căn cứ vào các tham số của trận động đất đã xảy ra, dao động của mực nước biển ghi được bằng máy đo, các trung tâm cảnh báo sóng thần có thể dự đoán có sóng thần hay không. Tất nhiên sai số trong dự báo là điều khó tránh khỏi.
Dự báo dài hạn là dự báo tất cả các sóng thần xuất hiện trong tương lai khi có động đất mạnh xảy ra. Trong trường hợp này chúng ta không phải chỉ dự báo sự xuất hiện sóng thần, mà trước hết phải dự báo sự xuất hiện động đất mạnh. Như chúng ta đã tìm hiểu trong chương I, đây là bài toán chưa giải được cho đến nay.
4.1 Dự báo ngắn hạn và các hệ thống cảnh báo sóng thần.
Để dự báo ngắn hạn sự xuất hiện của sóng thần việc đầu tiên là phải xác định chính xác tọa độ của chấn tâm động đất biển đã xảy ra và độ cao của sóng tại vùng nguồn sóng thần. Trên cơ sở đó các nhà dự báo sóng thần có thể tính được thời gian sóng thần đến các địa điểm trên bờ biển, độ cao của sóng ập vào bờ và tràn vào đất liền khoảng cách bao xa. Các nhà dự báo cũng ước tính lực tác động của sóng thần lên các công trình trên bờ biển. Trong số các yếu tố phải dự báo vừa kể, dự báo độ cao của sóng tại vùng nguồn sóng thần là khó nhất vì nó phụ thuộc vào việc xác định cấu trúc của vùng nguồn động đất nằm bên dưới đáy đại dương. Tính toán thời gian sóng thần đến các địa điểm của bờ biển có thể thực hiện tương đối dễ, vì chúng ta biết tốc độ truyền sóng động đất và tốc độ truyền sóng thần (tốc độ sóng động đất lớn hơn tốc độ truyền sóng thần khoảng 50 – 100 lần). Đối với vùng biển gần ở Nhật Bản hay Chi Lê, nơi thường xảy ra sóng thần khoảng thời gian từ thời điểm ghi được sóng động đất cho đến thời điểm sóng thần đến bờ biển chỉ 15 – 20 phút, nên sự cảnh báo phải tiến hành tức thời. Đối với sóng thần xa, thì hiệu quả của sự cảnh báo sóng thần sẽ cao hơn, vì có thể báo trước vài giờ đến một ngày trước khi sóng ập vào bờ. Cảnh báo sớm đối với sóng thần xảy ra ngoài khơi xa bờ biển Chi Lê là một trường hợp dự báo thành công. Ngày 21 tháng 5 năm 1960 đã xảy ra vài trận động đất mạnh, chấn động mạnh lên tới 8,3 độ Richter và sóng thần đã ập vào bờ biển Chi Lê 3,5 giờ sau khi xảy ra động đất. Từ chấn tâm sóng truyền sang phía khác của Thái Bình Dương. Trung tâm cảnh báo sóng thần ở Honolulu đã lập tức truyền đi thông báo về nguy cơ sóng thần cho các đảo và quốc gia nằm trên đường truyền của sóng thần và cho biết thời gian sóng thần ập đến. Mặc dù có cảnh báo sớm trước nhiều giờ ở Chi Lê và quần đảo Hawai đã có 61 người thiệt mạng. Đến Nhật Bản sóng cao đến 4,2 mét và cuốn trôi 205 người, 1233 ngôi nhà bị phá huỷ hoàn toàn, 7642 tàu đánh cá bị chìm. Nếu không được cảnh báo sớm thiệt hại về người và thiệt hại vật chất chắc chắn không phải bấy nhiêu.
Nói chung, các trung tâm cảnh báo sóng thần đều truyền đi thông báo sóng thần, khi có động đất mạnh xảy ra dưới đáy biển, nhưng đôi khi sóng thần không xuất hiện. Phương pháp cảnh báo này có mặt trái là người ta quen với tín hiệu báo động “thiếu cơ sở”, mất lòng tin vào các cảnh báo quan trọng và sinh ra chủ quan đối với nguy cơ thật sự.
Đối với những người sống xa bờ biển có thể ít quan tâm đến nguy cơ sóng thần. Nhưng đối với dân cư sống trong vùng ven bờ Thái Bình Dương, thì nguy cơ sóng thần là có thực và nghiêm trọng. Do đó, ngay từ sau cơn sóng thần lớn (1-4-1946) gây tổn thất cho quần đảo Hawai, các nhà khoa học và quản lý biển Mỹ đã xúc tiến thành lập hệ thống cảnh báo cho các đảo Hawai, và về sau đã phát triển và trở thành hệ thống cảnh báo cho toàn bộ Thái Bình Dương (PTWS – Pacific Tsunami Warning System) với Trung tâm cảnh báo đặt tại Honolulu. Hệ thống này sử dụng dịch vụ của 31 trạm địa chấn, 51 trạm đo đạc thuỷ triều và 47 điểm theo dõi đặt ở 15 nước. Ngoài hệ thống cảnh báo quốc tế nêu trên, ở Nhật và vùng Viễn Đông Nga cũng có hệ thống cảnh báo riêng và liên kết chặt chẽ với Trung tâm Honolulu. Sau cơn sóng thần dữ dội khởi nguồn từ vùng biển Sumatra – Indonesia vào 25 tháng 12 năm 2004 các nước Đông Nam Á và các nước ven bờ An Độ Dương đã bắt đầu xây dựng hệ thống cảnh báo sóng thần ở An Độ Dương. Chính phủ Việt Nam đã quyết định tham gia hệ thống cảnh báo này.
4.2 Vùng ven biển và hải đảo nước ta có bị sóng thần de doạ hay không?
Ở nước ta cho đến nay chưa có hệ thống quan trắc sóng thần nên chưa có thông tin nào đáng tin cậy về sóng thần. Và do đó chỉ có thể đưa ra một số đánh giá về mối nguy hiểm tiềm ẩn. Chúng ta đã biết nguyên nhân chủ yếu của sóng thần là do động đất gây ra. Nhưng số động đất đã gây ra sóng thần là rất ít so với số động đất biển ghi nhận được. Theo các kết quả nghiên cứu tương quan giữa động đất và sóng thần ở Thái Bình Dương, thì hai phần ba số sóng thần gây thiệt hại vùng bờ xảy ra khi có động đất mạnh với độ lớn MS > 7,3 xác định đối với sóng mặt.
Nhìn vào bản đồ phân bố các vùng phát sinh động đất trên lãnh thổ Việt Nam (xem hình 7) chúng ta thấy trên vùng biển nước ta động đất có thể xảy ra chỉ lớn đến M = 6 độ Richter (có thể đến Mmax = 6,2), nên khả năng xảy ra sóng thần mạnh trong vùng biển nước ta là rất nhỏ. Nếu sóng thần do động đất mạnh đến Mmax = 6,2 thì theo một số tính toán theo các công thức nghiệm, thì biên độ sóng thần vùng ven biển nước ta cũng nhỏ (khoảng 0,65 mét), đỉnh sóng chưa cao hơn mặt đất. Như vậy độ nguy hiểm sóng thần địa phương xảy ra trong vùng biển nước ta có thể coi là rất nhỏ.
Điều đáng quan tâm hơn là độ nguy hiểm gây ra do sóng thần phát sinh từ vùng biển Philippin. Theo các kết quả nghiên cứu động đất ở Phillipin, khu vực biển phía Tây Phillipin có thể xảy ra động đất biển đạt độ lớn 8,7  0,3 độ Richter, nên sóng thần lớn có thể xuất hiện ở vùng biển này khi có động đất mạnh xảy ra. Với giả định có sóng thần nguy hiểm ở phía tây Phillipin, các tính toán bước đầu của một số nhà nghiên cứu động đất và thuỷ văn nước ta cho thấy khoảng 2 giờ từ khi hình thành, sóng thần truyền tới vùng biển nước ta và ảnh hưởng đáng kể tới vùng ven biển từ Quảng Ngãi đến Phan Rang; độ cao sóng thần thay đổi nhiều dọc theo bờ biển và có thể vượt quá 3 mét, có nơi có thể lên đến 5 mét. Cũng cần lưu ý đây là trường hợp nguy cơ cao nhất. Với động đất có độ lớn M nằm trong khoảng 7 – 8 độ Richter thì sóng thần đến bờ biển và hải đảo Việt Nam chỉ cao không tới 1 mét. Về sóng thần xa, chúng ta phải kể đến sóng thần xảy ra ở vùng biển phía Nam Sumatra và Java. Nhưng nhờ quần đảo Indonesia chặn lại, nên ít có khả năng ảnh hưởng đến bờ biển nước ta. Sóng thần cực mạnh có nguồn gần Sumatra đã không ảnh hưởng tới bờ biển Việt Nam là một bằng chứng.
Nói tóm lại, độ nguy hiểm sóng thần ở vùng bờ biển nước ta không lớn, nhưng hoàn toàn không được chủ quan. Việc nước ta tham gia hệ thống cảnh báo sóng thần Đông Nam Á – An Độ Dương là đúng đắn và hợp lý, do những nguy cơ tiềm ẩn đối với vùng biển và hải đảo nước ta.

Chương IV
PHÒNG TRÁNH ĐỘNG ĐẤT VÀ SÓNG THẦN - CÁC BIỆN PHÁP GIẢM NHẸ THIỆT HẠI.

Chúng ta đều biết loại trừ tai hoạ thiên nhiên, như động đất, sóng thần … là điều không thể làm được, ngay cả khi chúng ta dự báo chính xác về tai họa sẽ xảy ra. Nhưng chúng ta có thể giảm nhẹ thiệt hại đến mức thấp nhất, nếu có sự chuẩn bị đương đầu với chúng. Mọi nổ lực chuẩn bị của từng cá nhân, từng xí nghiệp, từng công sở, từng cơ quan dịch vụ công cộng, từng cơ quan nhà nước đều hướng vào mục tiêu:
- Giảm mức độ thiệt hại do động đất hay sóng thần gây ra,
- Triển khai việc chuẩn bị cứu hộ, khi tai họa xảy ra,
- Khôi phục nhanh mọi sinh hoạt sau tai họa.
Nói chung, lãnh thổ nước ta và vùng bờ biển nước ta không phải là nơi có nguy cơ cao về động đất và sóng thần, so với các nước trong khu vực như Nhật Bản, Phillipin, Trung Quốc hay Indonesia. Nhưng nâng cao ý thức của người dân về những tai hoạ thiên nhiên này và có những sự chuẩn bị trước vẫn là điều cần thiết, nhất là đối với những vùng có độ nguy hiểm động đất và sóng thần cao. Một trong những giải pháp quan trọng và có hiệu quả nhất trong việc chuẩn bị phòng chống tai họa là tiến hành phân vùng động đất và phân vùng nguy cơ sóng thần vùng ven bờ biển. Các bản đồ phân vùng này là cơ sở để bố trí các công trình xây dựng và khu dân cư, áp dụng các biện pháp kháng chấn cho các công trình, chuyển các khu dân cư ra khỏi vùng có khả năng bị sóng thần đe dọa. Dĩ nhiên, điều này chỉ thực hiện được đối với những công trình và khu dân cư mới. Do đó, sự chuẩn bị của từng người, từng gia đình nhằm giảm nhẹ thiệt hại, khi động đất và sóng thần xảy ra vẫn là điều dễ thực hiện nhất và cũng hiệu quả nhất.
1. Sự chuẩn bị ứng phó đối với động đất.
Mọi người đều cần phải có những hiểu biết nhất định về động đất, thông qua đọc sách, theo dõi các mục giới thiệu trên phương tiện truyền thông đại chúng và những cuộc trao đổi kiến thức với những người khác. Sinh viên, học sinh, nhân viên các công ty, viên chức nhà nước nên theo dõi thường xuyên các chương trình về an toàn động đất. Những người lãnh đạo các công ty xây dựng, các kỹ sư chịu trách nhiệm về kỹ thuật an toàn cần có kiến thức sâu về an toàn động đất cho công trình các loại khác nhau. Cũng nên thực tập báo động trong các trường học để phòng khi động đất xảy ra trong giờ học .
Việc chuẩn bị ứng phó đối với động đất bao gồm trong 3 giai đoạn: trước khi xảy ra, trong khi xảy ra và sau động đất.
Phải làm gì trước khi động đất xảy ra ?
- Dự trữ nước uống và đồ hộp, thức ăn khô đủ cho vài ngày, vì điện và nước có thể bị cúp hoặc hư hại,
- Chuẩn bị sẵn đèn pin và dụng cụ sơ cứu (bông băng, thuốc men) để tại vị trí dễ lấy mang đi.
- Phải biết cách tắt điện, tắt gaz nhanh chóng trong nhà.
- Các phương tiện thông tin, liên lạc phải sẵn sàng: rađio dùng pin, điện thoại di động. Phải nhớ số điện thoại cấp cứu y tế, chữa cháy và cảnh sát cơ động.
- Căn dặn trẻ em trong gia đình những việc phải làm khi có động đất. (Nếu các em ở trường học thì tốt nhất ở lại trường cho đến khi người lớn đến đón).
- Không để các vật nặng lên giá đỡ.
- Tháo gỡ những vật dụng nằm ngay phía trên giường ngủ. Không đặt giường ngủ sát cửa kính.
- Các vật dụng có thể ngã đổ nên gắn chặt vào tường và sắp xếp lại cho an toàn.
- Những người ở chung cư phải nắm vững lối thoát hiểm .
- Theo dõi thông báo và chỉ dẫn của cơ quan phòng chống thiên tai và cứu hộ.
Phải làm gì khi xảy ra động đất.
Khi động đất xảy ra, mặt đất sẽ rung động trong một thời gian ngắn có thể vài giây đến vài phút (trường hợp động đất mạnh). Chấn động có thể làm ta hoảng sợ, nhưng không có cách nào khác là phải đợi đến khi kết thúc. Cho nên yêu cầu quan trọng nhất để ứng phó với động đất là phải bình tĩnh.
- Nếu đang ở trong nhà, khi cảm thấy nền đất hay tòa nhà rung động, lập tức chạy đến vị trí an toàn: chui xuống gầm bàn chắc chắn, bàn học hoặc lánh vào góc phòng để tránh các vật nặng hay mảnh vỡ rơi xuống đầu. Qui tắc chung là không chạy ra khỏi nhà khi đang có chấn động do động đất gây ra. Sau khi chấn động ngừng bình tĩnh rời khỏi phòng, nhà nếu cần (tòa nhà bị nứt hay hư hại nặng). Sau khi hết rung động hãy tắt ngay điện, nước, gaz.
- Nếu đang ở nhà cao tầng không chạy vào thang máy vì nó có thể ngưng hoạt động bất ngờ do mất điện. Cũng không nên gây ùn tắt ở cầu thang. Khi di chuyển, nên có vật che đầu, như gối chẳng hạn (các em học sinh có the dùng cặp sách để che đầu) và dùng đèn pin, tránh dùng nến hay đèn dầu dễ gây hoả hoạn.
- Nếu đang ở ngoài đường thì phải chạy tránh xa các toà cao ốc, tường cao, cây cối và đường dây điện. Nếu đang lái xe, thì ngừng ở lề đường, nhưng tránh xa cột điện, dây điện, gầm cầu. Chú ý chỉ ra khỏi xe khi không còn chấn động. Nói chung, nên đến chỗ trống cách xa các toà nhà và đường dây điện.
- Đừng hoảng sợ, nếu cảm thấy có chấn động mới gây ra do dư chấn. Sau chấn động đầu tiên thường có thời gian yên tĩnh, sau đó có chấn động mới. Hiện tượng này có thể xảy ra sau vài phút, vài giờ thậm chí sau vài ngày tùy thuộc động đất mạnh hay yếu.
- Nếu ở gần bờ biển cần phải đề phòng sóng thần gây ra do động đất xảy ra ở đáy biển.
Những việc phải làm sau trận động đất
Sau khi các chấn động kết thúc có thể có nhiều hư hại và nhiều người bị nạn. Điều đặc biệt quan trọng là mỗi người phải giữ bình tĩnh để giúp đỡ những người khác. Công việc đầu tiên là giúp đỡ những người bị nạn và đề phòng hoả hoạn. Sau đó bắt đầu đánh giá sự hư hại và tiến hành các biện pháp khắc phục.
- Hãy bình tĩnh, đánh giá hiện trạng sau động đất.
- Giúp đỡ những người bị nạn, tổ chức công tác sơ cứu và gọi cấp cứu nếu cần.
- Mở rađiô để biết tin tức và hướng dẫn của các cơ quan cứu hộ về công tác khắc phục hậu quả.
- Kiểm tra điện, nước, gaz. Khi tin chắc không bị hỏng hóc, mới được sử dụng.
- Không nên ngủ trong nhà, nếu căn nhà bị hư hại lớn.
- Không sử dụng điện thoại trừ trường hợp gọi cấp cứu hoặc thông báo những tình trạng nghiêm trọng (hư hại lớn, hoả hoạn, tội phạm). Sự quá tải của đường dây điện thoại có thể cản trở công tác cứu hộ.
- Luôn luôn mang giày, dép để tránh bị thương do các mảnh kính và các mảnh vỡ sắc nhọn.
- Hãy trấn tĩnh trẻ em, người già, vì động đất dễ gây các cú sốc tâm lý.
- Không nên vội ra đường đến những nơi bị đổ nát, nếu nơi đó không cần sự giúp đỡ của bạn. Không nên ra bờ biển, đề phòng sóng thần.
- Hãy đề phòng các chấn động gây ra do dư chấn. Điều chủ yếu trong mọi trường hợp là phải giữ bình tĩnh.
Động đất, trước hết là động đất mạnh, luôn luôn gây ra những thiệt hại cho các công trình xây dựng và cho con người, nhưng chúng ta không có các biện pháp nào để đảm bảo an toàn tuyệt đối. Ngoài ra, một số biện pháp có thể áp dụng chỉ trong một số hoàn cảnh nhất định. Tuy nhiên các khuyến cáo nêu trên có thể giúp chúng ta giảm nguy cơ và giảm nhẹ thiệt hại.
2. Sự chuẩn bị ứng phó đối với sóng thần
Khác với động đất, sóng thần chỉ đe dọa vùng ven bờ biển. Ơ Thành Phố Hồ Chí Minh, có lẽ chỉ huyện Cần giờ cần có sự chuẩn bị ứng phó đối với nguy cơ sóng thần. Dân cư ở vùng ven biển và du khách nghỉ ngơi vùng ven biển phải có hiểu biết nhất định về sóng thần.
Phần lớn các sóng thần xuất hiện do các động đất xảy ra dưới đáy đại dương và xuất hiện nhiều nhất dọc theo vùng biển gần bờ Thái Bình Dương. Các vùng thấp dọc bờ và hải cảng đều có nguy cơ tiềm ẩn của sóng thần xa nếu cao trình nhỏ hơn 30 mét.
- Sóng thần không phải là sóng đơn độc mà gồm một loạt đợt sóng. Do đó phải ở xa vùng nguy hiểm (hải cảng, vịnh, cửa sông hay bờ biển) cho đến khi tất cả các đợt sóng đi qua; thời gian có thể kéo dài vài giờ.
- Mọi sóng thần đều có nguy cơ tiềm ẩn. Hiện nay độ cao của sóng thần tiến vào bờ chưa thể dự báo được : nơi này có thể không lớn, nhưng nơi khác có thể trở thành khổng lồ. Do đó không thể chủ quan quay về nhà sát bờ.
- Hãy theo dõi các cảnh báo về sóng thần khi xuất hiện động đất xa. Năm 1960 ở Hawai thiệt mạng 61 người và bị thương vài trăm người, mặc dù đã báo trước 10 giờ trước khi đợt sóng đầu tiên ập vào bờ.
- Mọi động đất gần bờ đều có thể gây ra sóng thần địa phương. Do đó, nếu cảm thấy chấn động cần lập tức rời khỏi bờ biển. Tháng 5 – 1983, mặc dù mọi người trên bờ đảo Honshu (Nhật Bản) cảm nhận chấn động và nhận được cảnh báo, nhưng do chủ quan trong ứng phó nên hơn 100 người thiệt mạng.
- Khi sóng thần sắp tiến vào bờ mực nước biển có thể dâng cao hay hạ xuống khá nhanh dọc bờ biển. Đây là một tín hiệu cảnh báo cần chú ý.
- Không được lội xuống nước để chiêm ngưỡng và chụp ảnh sóng bạc đầu. Khi thấy sóng tiến đến gần thì việc chạy trốn sóng thần đã muộn.
Khi xảy ra sóng thần, nguyên nhân trực tiếp gây thiệt hại trên bờ là những đợt sóng bạc đầu ập vào và cuốn sạch mọi vật. Chúng ta có thể liệt kê những hậu quả chính như sau:
- Gây ngập do mực nước biển dâng nhanh,
- Gây hư hại hay phá huỷ cá công trình ven bờ.
- Cuốn trôi đất nền do dòng chảy có tốc độ cao.
- Va đập của các mảnh vỡ từ các ngôi nhà hay tàu thuyền bị hư hại dễ gây thương vong cho người.
- Tàu thuyền trong bến bị hư hại do sự va đập và thay đổi nhanh mực nước.
Các đê chắn sóng chỉ có hiệu lực đối với sóng thông thường, còn đối với sóng thần lớn, các đê này cũng bị phá huỷ.
Để tránh những thiệt hại có thể xảy ra biện pháp tốt nhất là xây dựng nhà ở và các công trình bên ngoài vùng có nguy cơ chịu tác động của sóng thần. Thực tế, biện pháp này khó thực hiện, vì trước hết phải dự báo được độ cao của sóng thần khi ập vào bờ đồng thời phải phân vùng nguy cơ sóng thần một cách chính xác. Chúng ta có thể giảm nhẹ thiệt hại bằng nhiều biện pháp khác. Thí dụ, nhà được xây sao cho trục nhà (cạnh dài) nằm dọc theo đường đi của sóng thần; khi đó ngôi nhà sẽ ít chịu lực va chạm của sóng. Người ta cũng có thể áp dụng biện pháp để trống tầng trệt để cho sóng dễ xuyên qua. Ở Hawai, người ta áp dụng giải pháp này để xây dựng các khách sạn ven biển và nhiều nhà ở cũng xây dựng theo kiểu này với tầng trệt bỏ trống. Chúng ta có thể nhìn thấy những ngôi nhà xây trên các cột cao (kiểu nhà sàn của đồng bào dân tộc ở nước ta). Không gian ở mặt đất hoàn toàn để trống dùng để đậu xe. Bảo vệ con người là quan trọng nhất, nên khi nhận được cảnh báo sóng thần, biện pháp thụ động, nhưng hữu hiệu nhất là di dời dân ra khỏi vùng nguy hiểm.

THÁNG 10/2006