Hiểm họa động đất và sóng thần ở Việt Nam

Xử lý số liệu động đất tại Trung tâm

Báo tin động đất và Cảnh báo sóng thần.

Tên gọi quốc tế của sóng thần là Tsunami. Từ “Tsunami” có xuất xứ từ tiếng Nhật, trong đó “tsu” nghĩa là “cảng” và “nami” nghĩa là “sóng”. Sóng thần là một chuỗi các đợt sóng lớn có bước sóng dài được sinh ra do các biến động địa chất mạnh mẽ xảy ra ở đáy biển và đại dương tại gần bờ hoặc ngoài khơi. Khi sự di chuyển đột ngột của các cột nước lớn xảy ra, hoặc đáy biển đột ngột nâng lên hay hạ xuống do tác động của động đất, sóng thần được hình thành dưới tác động của trọng lực. Các đợt sóng nhanh chóng lan truyền trong môi trường nước và trở nên vô cùng nguy hiểm với khả năng tàn phá lớn khi chúng tiến vào bờ biển nông.

Sóng thần có đặc điểm vật lý rất khác biệt so với sóng triều. Sóng triều là những dao động mang tính chu kỳ, liên quan đến sự lên, xuống của thủy triều sinh ra bởi lực hấp dẫn giữa Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất. Sóng mà chúng ta nhìn thấy ở biển được hình thành do gió thổi trên mặt biển. Độ mạnh của sóng tùy thuộc vào độ mạnh của gió và khoảng cách mà gió thổi. Thông thường bước sóng khoảng từ vài chục xăngtimét và có thể đến một vài chục mét. Tốc độ dịch chuyển qua đại dương từ vài km/h đến 100 km/h.

Sóng thần không liên quan đến thời tiết cũng như thủy triều. Sóng thần có những đặc điểm khác biệt so với sóng thông thường, cường độ của các chấn động là những yếu tố đầu tiên quyết định kích thước và năng lượng của sóng. Độ cao của sóng lúc mới hình thành rất nhỏ, thường nhỏ hơn một vài xentimét. Mặc dù vậy, bước sóng lại lớn hơn rất nhiều so với sóng thông thường, lên đến vài trăm kilômét. Tùy thuộc vào độ sâu mực nước nơi sóng truyền qua, nó có thể đạt đến 800 km/h.

Nguyên nhân gây ra sóng thần

Hầu hết các đợt sóng thần có sức phá hủy lớn đều được hình thành từ các trận động đất lớn và nông (chấn tâm gần mặt đất). Các trận động đất này được sinh ra từ các chấn tâm hoặc đứt gãy hoạt động gần hay ngay trên bề mặt đáy biển. Những vị trí đó thường là ở các vùng có hoạt động kiến tạo dọc theo ranh giới các mảng kiến tạo. Khi các mảng kiến tạo va chạm vào nhau (nguyên nhân gây ra những trận động đất lớn) thì chúng có thể làm nghiêng, gây sụp hay dịch chuyển cả một diện tích lớn của thềm đại dương từ một vài kilômét đến hàng nghìn kilômét hoặc nhiều hơn nữa. Sự di chuyển đột ngột theo phương thẳng đứng của một khối đất đá trên diện tích lớn khiến bề mặt đáy biển bị thay đổi, kéo theo sự di chuyển của khối nước nằm trên đó và tạo nên sóng thần. Các đợt sóng này có thể di chuyển rất xa từ vị trí chúng được hình thành, đồng thời reo rắc sự phá hủy trên quãng đường mà chúng đi qua. Năm 1960, tại Chilê, trận động đất lớn với cường độ 9,5 độ Richter làm cho một vùng rộng trên 1000 km bị biến dạng, từ đó sinh ra một đợt sóng thần rất lớn. Các ngọn sóng của chúng đã phá hủy các vùng đất không những ở Chilê mà cả những nơi khác rất xa như Hawaii, Nhật Bản và các khu vực khác trên Thái Bình Dương. Phải lưu ý rằng, không phải tất cả các trận động đất đều dẫn đến sóng thần. Thông thường, chỉ có các trận động đất lớn hơn 7,5 độ Richter mới có khả năng tạo ra sóng thần.

Mặc dù hiếm khi xảy ra, nhưng các đợt phun trào núi lửa mạnh cũng có thể gây ra sự xáo trộn các khối nước trong lòng đại dương và tạo ra các đợt sóng thần trong khu vực đó. Trong quá trình này, sóng thần có thể được tạo ra do sự di chuyển đột ngột của nước khi núi lửa phun nổ, hoặc do trượt lở sườn núi, hoặc magma núi lửa đột ngột phun lên chiếm thể tích của nước biển và hoặc là do bể magma bị sụt lún. Một trong những trận sóng thần lớn nhất được ghi lại là vào ngày 26/8/1883 sau vụ nổ lớn và sụt lún của núi lửa Krakatau ở Indonesia. Vụ nổ đã tạo ra cơn sóng thần có độ cao đến hơn 40 m, phá hủy nhiều thị trấn và ngôi làng ven biển dọc theo eo biển Sunda của cả hòn đảo Java và Sumatra, khiến số người thiệt mạng lên tới 36.417 người. Ngoài ra, còn có các dẫn chứng cho rằng núi lửa ở Santorin trong vùng biển Aegean phun nổ vào năm 1490 trước Công Nguyên là nguyên nhân của sóng thần đã nhấn chìm toàn bộ nền văn minh Minoan, Hy Lạp.

Gần đây nhất, vào ngày 26 tháng 12 năm 2004, một trận động đất lớn thứ tư tính từ năm 1900 đã xảy ra ngoài khơi đảo Sumatra, Indonesia. Trận động đất được đánh giá là có cường độ 9,0 độ Rích te đã gây ra một dải đứt gẫy dài tới 1200km. Nó tạo ra sóng thần có độ cao hơn 12m. Sóng thần đã giết hại hơn 283.000 người ở các vùng bờ Đại Tây Dương và làm cho hơn 1.100.000 người mất nhà cửa. Những thiệt hại do trận sóng thần này gây ra phải mất nhiều năm mới có thể khắc phục được. Trận sóng thần xảy ra vào ngày 7 tháng 8 năm 1998 tại Papua New Guinea đã làm chết 2182 người và hơn 500 người mất tích.

Hiểm họa động đất và sóng thần ở Việt Nam

Ở Việt Nam, hai trận động đất mạnh nhất với magnitude đạt tới 6,7- 6,8 độ Rích ter đã xảy ra trên phần tây bắc lãnh thổ, đó là động đất Điện Biên năm 1935 và động đất Tuần Giáo năm 1983. Hai trận động đất này đã gây ra nhiều hư hại về nhà cửa tại khu vực lòng chảo Điện Biên, thị trấn Tuần Giáo và không gây chết người tại các địa phương nêu trên, nhưng xét về độ lớn, chúng có thể so sánh với trận động đất Kô Bê, Nhật Bản ngày 17 tháng 1 năm 1995. Với chấn tâm nằm cách thành phố Kô Bê 20 km và ở độ sâu 16 km, động đất Kô Bê đã cướp đi sinh mạng của 6434 người và gây thiệt hại ước tính lên tới 102 tỷ đô la.

Trên phần phía nam nước ta, động đất ghi nhận được cũng đã đạt tới 6,1 độ Ríchter (động đất Hòn Tro năm 1923). Gần đây hơn, vào ngày 8 tháng 11 năm 2005, một trận động đất có độ lớn 5,1 độ Rích te đã xảy ra ở vùng biển gần Vũng Tàu. Cùng ngày, một trận động đất lớn hơn có độ lớn 5,5 độ Rích te lại xảy ra tại ngoài khơi Nam Trung bộ. Mặc dù cả hai trận động đất này đều có độ lớn trung bình, và chấn động mà chúng tác động tới các khu vực đô thị chỉ lên tới cấp 5 tại Vũng Tàu và cấp 4 tại thành phố Hồ Chí Minh, nhưng ảnh hưởng của chúng gây ra đối với cộng đồng đô thị là hoàn toàn không nhỏ. Tại thành phố Hồ Chí Minh, chấn động lan truyền từ các trận động đất đã làm rung chuyển các toà nhà cao tầng, gây hoảng loạn trong nhân dân. Rung động của động đất được cảm nhận tại một khu vực rộng lớn của miền Trung Nam bộ và Nam bộ, cả trên đất liền lẫn ngoài khơi. Tại huyện đảo Phú Quý, cửa sổ nhiều ngôi nhà bị bật tung, tại các giàn khoan ở mỏ Bạch hổ, động đất cũng đã làm cho giàn khoan số 6 bị chao nghiêng.

Hiện chưa có tài liệu chính thức được công bố về thiệt hại do sóng thần tại Việt Nam. Ở nước ta, từ trước tới nay chưa có hệ thống quan trắc sóng thần nên chưa ghi nhận được thông tin nào về sóng thần. Trong nhiều trường hợp, sóng thần bị nhầm lẫn với nước dâng do bão hay sóng có bước sóng ngắn. Theo một số báo cáo, sóng thần đã từng xảy ra ven biển Thừa Thiên-Huế vào ngày 11/9/1904 và đã tàn phá 22.027 ngôi nhà, làm đắm 519 thuyền và chết 724 người. Có tài liệu cho rằng sóng thần đã tấn công bờ biển Nam Định vào năm 1930, Đà Nẵng vào năm 1964. Tuy nhiên, chưa có bằng chứng rõ ràng để khẳng định hay phủ nhận những thông tin trên.

Cảnh báo động đất và sóng thần ở Việt Nam

Thiệt hại nặng nề về người và của do thảm họa do trận động đất – sóng thần xảy ra ngày 26 tháng 12 năm 2004 tại Sumatra,  Inđônêxia đã làm thay đổi hẳn quan điểm và nhận thức về hiểm họa thiên nhiên động đất – sóng thần tại các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á. Sau thảm họa sóng thần Sumatra, toàn thế giới đã đoàn kết lại trong một nỗ lực chung nhằm xây dựng và vận hành một hệ thống cảnh báo sớm sóng thần hoạt động theo từng khu vực bao quanh những vùng biển và đại dương lớn của thế giới. Hệ thống này hoạt động theo cơ chế lấy các Trung tâm cảnh báo sóng thần quốc tế làm hạt nhân, nối kết với các Trung tâm cảnh báo sóng thần quốc gia trong cùng một hoạt động chung nhằm thông báo kịp thời các thông tin về khả năng phát sinh, thời gian lan truyền và tác động của sóng thần tới các quốc gia có chung bờ biển hay đại dương trong cùng khu vực. Kết quả là đã có hàng loạt các Trung tâm Cảnh báo sóng thần quốc gia được thiết lập tại các nước nằm ven bờ các đại dương lớn như Ấn độ dương và Thái Bình Dương. Các Trung tâm Cảnh báo sóng thần Quốc gia đóng vai trò đầu mối quan trọng trong việc tiếp nhận tư vấn quốc tế và thông tin từ hệ thống cảnh báo sóng thần trong khu vực và phát các thông báo về sóng thần trong khuôn khổ quốc gia.

Cũng sau thảm họa động đất - sóng thần Sumatra, Chính phủ Việt nam đã có những bước đột phá trong việc triển khai các kế hoạch ứng phó với hiểm hoạ thiên nhiên này, trong đó có việc ban hành Quy chế của Thủ tướng Chính phủ về báo tin động đất, cảnh báo sóng thần (16/11/2006) và Quy chế của Thủ tướng Chính phủ về phòng chống động đất – sóng thần (29/05/2007). Trung tâm Báo tin động đất và Cảnh báo sóng thần thuộc Viện Vật lý Địa cầu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam được thành lập ngày 4 tháng 9 năm 2007 là cơ quan duy nhất được chính phủ giao trách nhiệm về việc báo tin động đất và cảnh báo sóng thần tại Việt Nam. Tại đây chế độ trực ca được duy trì suốt ngày đêm để đảm bảo phát hiện kịp thời các hiểm họa động đất – sóng thần. Trên cơ sở các kết quả xử lý dữ liệu địa chấn nhận được trực tiếp từ mạng lưới đài trạm quan trắc quốc gia và một phần từ mạng lưới đài trạm địa chấn thế giới, tất cả các trận động đất xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam với độ lớn từ 3,5 độ Rích te trở lên sẽ được Trung tâm Báo tin động đất và Cảnh báo sóng thần thông báo cho các cơ quan quốc gia có chức năng truyền bá thông tin và ứng phó nhanh nhất, trong đó các cơ quan được cấp báo đầu tiên là Đài Truyền hình và Đài Tiếng nói Việt Nam, Ban chỉ đạo Phòng chống lụt bão Trung ương và Ủy ban Quốc gia Tìm Kiếm và Cứu nạn.

Ngay sau khi ra đời, Trung tâm Báo tin động đất và Cảnh báo sóng thần đã đại diện cho Việt Nam trở thành một thành viên chính thức của hệ thống cảnh báo sóng thần trong khu vực và trên thế giới. Tại khu vực Thái Bình Dương, hệ thống cảnh báo sóng thần quốc tế bao gồm hai Trung tâm cảnh báo sóng thần đầu não và các Trung tâm cảnh báo sóng thần quốc gia. Các hoạt động cảnh báo sóng thần được phối hợp chặt chẽ giữa các Trung tâm cảnh báo sóng thần quốc gia thành viên với hai Trung tâm cảnh báo sóng thần đầu não của hệ thống là Trung tâm Cảnh báo sóng thần Thái Bình Dương của Mỹ và Trung tâm tư vấn sóng thần Tây bắc Thái Bình dương của Cục Khí tượng thủy văn Nhật Bản. Việt Nam cũng như nhiều nước trong khu vực Đông Nam Á nằm trên bờ biển Thái Bình Dương chưa có đủ điều kiện trang thiết bị quan trắc và phát hiện sóng thần từ giữa đại dương. Các cảnh báo sóng thần phát đi từ hai Trung tâm cảnh báo sóng thần đầu não được truyền trực tiếp tới các Trung tâm cảnh báo sóng thần quốc gia trong khu vực Thái Bình Dương, trong đó có Việt Nam. Quy trình phát thông báo được thực hiện liên tục trong thời gian sóng thần đang hoành hành trên toàn khu vực, và chỉ kết thúc sau khi hiểm họa sóng thần đã triệt tiêu. Nội dung của các thông báo này cũng ghi rõ những vùng bờ biển của các quốc gia có khả năng bị sóng thần tấn công, độ cao sóng tới bờ, thời gian tới, v.v... Từ đây, cảnh báo về sóng thần được thực hiện trong phạm vi từng quốc gia theo quy chế của Chính phủ. Như vậy, có thể nói thông tin về sóng thần có khả năng gây thiệt hại tới bờ biển Việt Nam sẽ được thông báo kịp thời theo các quy chuẩn của quốc tế.

Các kịch bản sóng thần có khả năng xảy ra ở Việt Nam

Do mức độ nghiêm trọng của hiểm họa sóng thần, đã có rất nhiều công trình trong và ngoài nước nghiên cứu về sự hình thành và lan truyền sóng thần. Các nghiên cứu đều hướng tới việc xây dựng một hệ thống cảnh báo sóng thần có thể cho phép ước lượng với độ tin cậy cao nhất hành vi của sóng thần trên biển và đưa ra bản tin cảnh báo sóng thần với thời gian ngày càng được rút ngắn.

Việc mô phỏng và tính toán sự lan truyền sóng thần trên biển thường đòi hỏi một thời gian tính toán rất lâu, ngay cả khi sử dụng những máy tính có cấu hình cực mạnh. Trong khi đó, thời gian để sơ tán người và tài sản ra khỏi vùng bị ảnh hưởng của sóng thần phải tính tới từng phút. Vì vậy, một trong những đóng góp tích cực và hiệu quả của các nhà khoa học cho công tác cảnh báo sóng thần là việc xây dựng các kịch bản sóng thần tính sẵn sử dụng các mô hình số trị. Như vậy, trong trường hợp có động đất xảy ra, căn cứ vào các thông số của trận động đất ghi nhận được, có thể dựa trên một kịch bản có thông số tương tự để dự đoán trước mức độ ảnh hưởng của sóng thần tới mỗi vùng bờ và đưa ra bản tin cảnh báo sóng thần. Ngoài ra, dựa vào các kết quả tính toán rủi ro của các kịch bản sóng thần, có thể đề xuất các biện pháp giảm thiểu thiệt hại do sóng thần gây ra tại địa phương như lập kế hoạch sơ tán dân, quy hoạch tối ưu việc sử dụng đất tại dải ven biển, v.v…

Trên cơ sở nghiên cứu các đặc trưng địa chấn kiến tạo và địa động lực khu vực Đông Nam Á và Thái Bình Dương, các nhà khoa học của Viện Vật lý Địa cầu đã xác định được các vùng nguồn sóng thần có thể gây nguy hiểm trực tiếp tới bờ biển Việt Nam trên khu vực Biển Đông và các vùng biển lân cận. Cũng theo kết quả nghiên cứu của Viện vật lý Địa cầu, do có vị trí khá đặc thù, vùng bờ biển Việt Nam có nhiều khả năng phải chịu sự tác động chủ yếu từ các vùng nguồn sóng thần nằm bên trong khu vực Biển Đông. Trong khu vực Biển Đông, vùng nguồn Máng biển Manila Bắc được coi là vùng nguồn sóng thần nguy hiểm nhất đối với bờ biển Việt Nam. Kết quả tính thời gian lan truyền sóng thần cho thấy sau khi phát sinh trên vùng nguồn này, sóng thần chỉ mất khoảng 2 giờ đồng hồ để tấn công vào bờ biển miền Trung Việt Nam.

Trong khuôn khổ một Dự án khoa học công nghệ đã hoàn thành năm 2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, các mô hình số trị được áp dụng để tính toán 25 kịch bản sóng thần trên Biển Đông và tác động của chúng tới dải ven biển Việt Nam. Sản phẩm quan trọng nhất của Dự án này là cơ sở dữ liệu lưu trữ trong máy tính tập bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần ứng với 25 kịch bản động đất trên Biển Đông và các vùng biển lân cận. Các bản đồ chuyên đề được phân ra thành hai nhóm, bao gồm các bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần trên biển và các bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần trên bờ. Nhóm các bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần trên biển bao gồm các bản đồ biểu thị phân bố không gian của độ cao sóng và thời gian lan truyền của sóng thần trên biển ứng với mỗi kịch bản. Nhóm các bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần trên bờ bao gồm các bản đồ độ sâu ngập lụt và thời gian lan truyền của sóng thần trên bờ ứng với mỗi kịch bản.

Cơ sở dữ liệu chứa toàn bộ 25 kịch bản sóng thần trên Biển Đông được chuyển giao cho Trung tâm Báo tin động đất và Cảnh báo sóng thần để phục vụ công tác cảnh báo sóng thần tại Việt Nam. Khi có thông tin về động đất có khả năng xảy ra sóng thần trên khu vực Biển Đông và ven biển Việt Nam, các thông số của động đất quan trắc được nhập vào hệ thống (chẳng hạn độ lớn của động đất, độ sâu chấn tiêu và tọa độ chấn tâm, v.v…). Các công cụ tính toán của hệ thống sẽ tự động lựa chọn kịch bản động đất gây sóng thần gần nhất với trận động đất thực và đưa ra các bản đồ cảnh báo nguy cơ sóng thần tương ứng.Từ đó, có thể nhanh chóng xác định được các khu vực có khả năng phải chịu thiệt hại do sóng thần để trên cơ sở đó đưa ra các bản tin cảnh báo sóng thần và các biện pháp ứng phó tương ứng.

PGS.TS. Nguyễn Hồng Phương

Trung tâm Báo tin động đất và Cảnh báo sóng thần,

Viện Vật lý Địa cầu