VỀ TRẬN ĐỘNG ĐẤT NGÀY 25/8/2011

TS Lê Huy Minh, Giám đốc Trung tâm BTĐĐ và CBST

PGS TS Nguyễn Hồng Phương, Phó Giám đốc Trung tâm BTĐĐ và CBST

Từ tháng 5/2009, trong khuôn khổ hợp tác giữa Viện Vật lý địa cầu và Viện Địa chất và Hạt nhân New Zealand đã cài đặt phần mềm Seiscomp 3 trên hệ thống máy tính tại Trung tâm Báo tin động đất và cảnh báo sóng thần cho phép thu nhận số liệu địa chấn thời gian thực của các trạm địa chấn dải rộng ở Việt Nam (hiện tại có 12 trạm) và ở khu vực Đông Nam Á (khoảng hơn 20 trạm). Đây là phần mềm do Viện Địa vật lý Posdam, Cộng hòa liên bang Đức xây dựng thuộc loại tiên tiến nhất hiện nay trong việc thu thập, quản lý và xử lý số liệu động đất. Phần mềm Seiscomp 3 cho phép xác định các tham số động đất một cách tự động (tọa độ chấn tâm, độ sâu chấn tiêu, magnitude) với độ chính xác khá tốt khi động đất xảy ra ở khu vực Việt Nam và lân cận bằng cách sử dụng thời gian tới của sóng P truyền trực tiếp từ nguồn động đất tới các trạm quan sát (phần mềm này đang được sử dụng ở những Trung tâm thu nhận xử lý số liệu động đất và cảnh báo sớm sóng thần của Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Philippines…).

Trận động đất ngày 25/8/2011 được xác định nhờ số liệu thu được của hệ thống trạm địa chấn dải rộng và phần mềm Seiscomp 3 là xảy ra ở khu vực giữa biển Đông với magnitude là M=5,4. Thực tế tính toán ban đầu nhờ phần mềm Seiscomp 3, độ sâu chấn tiêu là 250km, tuy nhiên độ sâu này không phù hợp với thực tế hoạt động động đất ở khu vực biển Đông, vì ở đây độ dày vỏ Trái đất chỉ cỡ chục km; các trận động đất có độ sâu lớn thường chỉ xuất hiện ở các vùng hút chìm. Sau đó việc phân tích về trận động đất này đã được xem xét lại nhưng kết quả vẫn chưa thỏa mãn. Gần đây khi xem xét kỹ số liệu của trận động đất này chúng tôi thấy rằng tín hiệu sóng động đất mà phần mềm Seiscomp đã sử dụng để xác định các tham số động đất một cách tự động đối với trận động đất này không phải là dạng sóng P truyền trực tiếp từ nguồn động đất đến các trạm quan sát mà chỉ có thể là sóng P truyền qua nhân Trái đất; sóng P truyền trực tiếp đến được các trạm nếu vị trí trạm nằm trong khoảng cách góc 105^o tính từ vị trí chấn tâm (hình vẽ) tới trạm quan sát, trên giản đồ sóng sau sóng P truyền trực tiếp từ nguồn thường có sóng ngang xuất hiện theo sau. Phần mềm Seiscomp 3 không phân biệt được các dạng sóng này với dạng sóng dọc tới trực tiếp, kết quả là đã xác định không đúng vị trí nguồn động đất. Đây là lần đầu tiên Trung tâm Báo tin động đất và cảnh báo sóng thần ghi nhận được thông tin về động đất như vậy. Dựa trên các mô hình vận tốc trong các lớp của Trái đất, có thể suy ra rằng các sóng P truyền qua nhân Trái đất mất khoảng thời gian cỡ 20 phút, tham khảo danh mục động đất của Cục địa chất Mỹ, chúng tôi cho rằng trận động đất ngày 25/8 đã thông báo có thể là trận động đất ở phía Tây bán cầu với các thông số như sau: thời gian xảy ra động đất là 17giờ 46 phút 11 giây giờ GMT ngày 24/08, tức 0 giờ 46 phút 11 giây giờ Hà Nội ngày 25/08, tọa độ chấn tâm: 7,644^oS, 74,506^oW (bắc Peru), độ sâu chấn tiêu: 145,1 km, magnitude 7,0 độ Richter. Tuy nhiên để chính xác hóa điều này, cần phải giải được bài toán truyền sóng địa chấn từ nguồn động đất đã nêu tới vị trí các trạm quan sát động đất ở khu vực Việt Nam và lân cận với việc lựa chọn các tham số cấu trúc của Trái đất một cách hợp lý, đây là bài toán không đơn giản đòi hỏi thông tin từ nhiều lĩnh vực nghiên cứu các khoa học về Trái đất (chuỗi số liệu động đất truyền qua nhân kiểu như vậy  đã được nhiều nhà khoa học quốc tế sử dụng cho việc nghiên cứu cấu trúc bên trong nhân Trái đất). Đây là thông tin cuối cùng về trận động đất này.

Hình minh họa sự lan truyền các tia sóng địa chấn trong Trái đất và sự tồn tại vùng tối sóng địa chấn tạo bởi nhân Trái đất. Sóng dọc P phát ra bởi một trận động đất xảy ra tại điểm F có thể truyền trực tiếp tới tất cả các điểm ở bề mặt Trái đất với khoảng cách góc tính từ F nhỏ hơn 105^o. Do sự tồn tại của nhân lỏng, và sự khúc xạ của sóng địa chấn khi truyền trong nhân, nên sóng P không thể đi tới vùng ở khoảng cách góc từ 105^o tới 142^o (vùng tối), điều này có thể hiểu một cách đơn giản như sau: Sóng dọc từ nguồn động đất F trượt qua bề mặt nhân và ló ra ở mặt đất tại điểm P; một tia sóng có góc tới lớn hơn góc tới của tia sóng có tia ló ở P (với một giá trị rất nhỏ) sẽ bị khúc xạ trong nhân có tia ló ở mặt đất được đánh số là 1;  góc tới của tia sóng tới tiếp tục tăng thì tia ló lùi lại ở điểm 2, góc tới tăng đến giá trị nào đó thì tia ló sẽ đi tới điểm ở khoảng cách góc 142^o và được đánh số là 3, góc tới tăng lên nữa thì tia ló xuất hiện khoảng cách góc lớn hơn và được đánh số là 4. Như vậy với mọi góc tới, sóng dọc P không thể xuất hiện trong vùng tối, và các sóng dọc truyền qua nhân Trái đất xuất hiện ở khoảng cách góc lớn hơn 142^o so với vị trí nguồn động đất.