Ứng Suất Đứt Gãy Nam California Chạm Đỉnh 1.000 Năm: Đèo Cajon Có Thể Trở Thành "Cổng Động Đất"

Bài viết phát hành:

Cập nhật lần cuối:

Trái Đất chưa bao giờ đứng yên. Bên dưới lớp vỏ tưởng chừng tĩnh lặng, những khối đá khổng lồ luôn cọ xát vào nhau và tích tụ một nguồn năng lượng rất lớn. Mới đây, một nghiên cứu quốc tế do Đại học Bern (Thụy Sĩ) dẫn dắt cho thấy mức ứng suất trên các đứt gãy ở Nam California đã đạt mức cao nhất trong khoảng một nghìn năm được mô phỏng. Chúng tôi đọc kết quả này với cảm giác vừa tò mò vừa thận trọng, vì nó không nói rằng thảm họa sắp đến, nhưng cho thấy một chiếc lò xo địa chất đang bị nén rất chặt.

Ứng Suất Đứt Gãy (Fault Stress) Là Gì?

Để hiểu vì sao nghiên cứu này đáng chú ý, trước hết cần nắm khái niệm ứng suất đứt gãy, tức áp lực cơ học tích tụ dọc theo một đứt gãy.

Hãy hình dung bạn đang đẩy hai khối đá gồ ghề trượt qua nhau. Bề mặt tiếp xúc sần sùi khiến chúng bị mắc kẹt. Trong khi đó, lực đẩy từ chuyển động của các mảng kiến tạo bên dưới vẫn không ngừng tác động. Năng lượng của lực đẩy này không biến mất mà được lưu lại ngay tại điểm mắc kẹt dưới dạng ứng suất.

Theo thời gian, ứng suất lớn dần như một chiếc lò xo bị nén. Khi áp lực vượt quá sức chịu đựng của đất đá, đứt gãy đột ngột trượt đi một quãng dài và giải phóng toàn bộ năng lượng đã dồn nén, có thể trong suốt hàng trăm năm, chỉ trong vài giây. Sự kiện đó chính là động đất.

(Xem thêm: Kikai Caldera Là Siêu Núi Lửa Gì? Tương Lai và Những Nguy Cơ Tiềm Ẩn)

Nghiên Cứu Của Đại Học Bern Cho Thấy Điều Gì?

Nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Liliane Burkhard dẫn đầu, phối hợp với các nhà khoa học từ Đại học Hawaii tại Mānoa, Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) và Viện Hải dương học Scripps. Kết quả được công bố trên tạp chí Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Họ xây dựng một mô hình vật lý bốn chiều mô phỏng chu kỳ động đất trên hai hệ thống đứt gãy lớn nhất khu vực là San Andreas và San Jacinto, kéo dài khoảng 1.000 năm. Mục tiêu là ước tính mức ứng suất hiện nay quanh Đèo Cajon, nơi hai hệ thống này tiến sát nhau. Hai đứt gãy này cùng gánh phần lớn chuyển động kiến tạo của vùng.

Kết quả khá đáng chú ý. Mô hình ước tính ứng suất ở đoạn San Jacinto-Bernardino đạt 3,6 megapascal (MPa), vượt giá trị cao nhất trong toàn bộ chuỗi mô phỏng 1.000 năm. Ở đoạn Mojave South của đứt gãy San Andreas ngay bên cạnh, mức này là 2,8 MPa. Nói gọn lại, ứng suất ở Nam California hiện cao hơn bất kỳ thời điểm nào trong giai đoạn được mô phỏng.

Bản đồ địa hình California với vết đứt gãy San Andreas nhìn từ vệ tinh
Vết đứt gãy nhìn từ vệ tinh

Cần lưu ý rằng đây là con số ước tính từ mô hình, không phải phép đo trực tiếp ở độ sâu của đứt gãy. Giá trị của nó nằm ở việc cho các nhà khoa học một thước đo để so sánh hiện tại với quá khứ, không phải để chỉ ra ngày giờ một trận động đất sẽ xảy ra.

Một Khoảng Lặng Dài Khiến Giới Khoa Học Lo Lắng

Một chi tiết cần đặt cạnh các con số trên là đoạn đứt gãy này đã yên ắng rất lâu. Theo các nhà nghiên cứu, thời gian im lặng kéo dài từ lâu đã khiến giới địa chất quan ngại về khả năng xảy ra một đợt đứt gãy lớn trong tương lai. Trận động đất lớn gần nhất ở khu vực này được nhắc đến trong các bài viết liên quan là trận Fort Tejon năm 1857 với độ lớn khoảng 7,9, cách chúng ta hơn một thế kỷ rưỡi.

Sự yên ắng ấy dễ khiến người ta nghĩ mọi thứ đã ổn. Nhưng với đứt gãy, im lặng thường chỉ có nghĩa là năng lượng vẫn đang tích tụ.

"Cổng Động Đất" Ở Đèo Cajon Là Gì?

Đèo Cajon nằm ở phía đông bắc Los Angeles, là nơi hai hệ thống San Andreas và San Jacinto tiến lại gần nhau tại một điểm giao cắt phức tạp. Các nhà khoa học gọi nó là "cổng động đất" (earthquake gate), vì tại đây một vết đứt có thể dừng lại ở một đứt gãy hoặc tiếp tục lan sang cả hai.

Đèo Cajon, nơi hai đứt gãy San Andreas và San Jacinto gặp nhau
Đèo Cajon, điểm giao cắt của hai đứt gãy

Lịch sử đã cho thấy cả hai khả năng:

  • Cổng đóng: trận động đất Fort Tejon năm 1857 dừng lại ở Đèo Cajon và không lan sang đứt gãy San Jacinto.
  • Cổng mở: trận động đất Wrightwood năm 1812 đi xuyên qua điểm giao cắt và lan trên cả hai hệ thống trong cùng một sự kiện.

Theo tiến sĩ Burkhard, Đèo Cajon không đơn thuần chặn hay dẫn động đất. Nó phản ứng theo điều kiện ứng suất, và những điều kiện ấy thay đổi qua hàng thế kỷ. Khi mức ứng suất của hai đứt gãy chênh lệch lớn, vết đứt có xu hướng dừng lại ở đèo. Ngược lại, khi cả hai cùng căng ở mức cao, khả năng vết đứt đi xuyên qua sẽ lớn hơn.

Với số liệu hiện tại cho thấy cả hai đứt gãy đều đang chịu ứng suất cao, nhóm nghiên cứu nhận định Đèo Cajon có thể tạo điều kiện cho một vụ đứt gãy chung của cả San Andreas và San Jacinto, một kịch bản được cho là nghiêm trọng hơn nhiều so với động đất chỉ trên một đứt gãy.

Nếu Cổng Mở, Hậu Quả Có Thể Ra Sao?

Một vụ đứt gãy liên hoàn sẽ ảnh hưởng đến vùng rộng lớn hơn nhiều so với một trận động đất chỉ gói gọn trên một đứt gãy. Đèo Cajon còn là hành lang giao thông và hạ tầng quan trọng, nơi tập trung các tuyến đường cao tốc, đường sắt và đường truyền tải năng lượng nối Nam California với phần còn lại của nước Mỹ.

  • Giao thông: nếu các tuyến huyết mạch qua đèo bị cắt, việc vận chuyển hàng hóa và cứu trợ có thể bị chậm trễ nghiêm trọng.
  • Năng lượng và liên lạc: các đường dây truyền tải đi qua khu vực này có thể bị gián đoạn, ảnh hưởng đến nhiều đô thị lân cận.
  • Ứng phó khẩn cấp: đây là khu vực đông dân cư, nên một sự kiện quy mô lớn có thể gây áp lực rất mạnh lên hệ thống cứu hộ và y tế.

Chúng Ta Nên Hiểu Nghiên Cứu Này Như Thế Nào?

Khoa học hiện đại vẫn chưa thể dự đoán chính xác thời điểm một trận động đất xảy ra, và nghiên cứu này cũng không tuyên bố điều đó. Điều nó đưa ra là một bức tranh định lượng: các đứt gãy ở Nam California đang chịu ứng suất ở mức rất cao so với lịch sử mô phỏng, và điểm giao cắt Cajon có thể quyết định mức độ nghiêm trọng của sự kiện tiếp theo.

Với chúng tôi, thông điệp quan trọng nhất là sự chuẩn bị. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh thông tin này có ý nghĩa với đánh giá rủi ro, quy hoạch hạ tầng và ứng phó khẩn cấp. Với người dân ở vùng có nguy cơ động đất, những việc quen thuộc như chuẩn bị bộ dụng cụ khẩn cấp, biết các điểm tập kết an toàn và theo dõi thông tin từ cơ quan chức năng vẫn luôn đúng.

Câu Hỏi Thường Gặp

  • Ứng suất đứt gãy là gì? Là áp lực cơ học tích tụ dọc theo một đứt gãy khi các khối đá bị mắc kẹt trong lúc các mảng kiến tạo vẫn tiếp tục chuyển động. Khi vượt ngưỡng chịu đựng, năng lượng được giải phóng thành động đất.
  • Nghiên cứu này do ai thực hiện? Nhóm do tiến sĩ Liliane Burkhard của Đại học Bern dẫn đầu, cùng các nhà khoa học từ Đại học Hawaii tại Mānoa, USGS và Viện Scripps.
  • Cổng động đất ở Đèo Cajon là gì? Là điểm giao cắt của đứt gãy San Andreas và San Jacinto, nơi một vết đứt có thể dừng lại hoặc lan sang cả hai đứt gãy tùy theo điều kiện ứng suất.
  • Nghiên cứu có dự đoán được ngày xảy ra động đất không? Không. Nghiên cứu chỉ ước tính mức ứng suất tích tụ và các kịch bản có thể xảy ra, không đưa ra thời điểm cụ thể.
  • Vì sao động đất xuyên Đèo Cajon được coi là nghiêm trọng hơn? Vì vết đứt có thể lan trên cả hai hệ thống đứt gãy, ảnh hưởng đến khu vực rộng hơn và hành lang hạ tầng quan trọng của Nam California.

Kết Luận

Chiếc lò xo dưới lòng Nam California không thể bị nén mãi, nhưng chưa ai biết nó sẽ bung ra khi nào. Điều mà các con số 3,6 MPa và 2,8 MPa cho chúng ta thấy là cánh cổng ở Đèo Cajon đang có những điều kiện vật lý thuận lợi hơn bao giờ hết để một vụ đứt gãy xuyên tuyến xảy ra. Thay vì hỏi bao giờ, có lẽ câu hỏi thực tế hơn là chúng ta đã chuẩn bị được đến đâu.

Nguồn tham khảo:

(Bài viết chỉ mang tính chất tham khảo)

Bài liên quan