Hành trình khám phá và đo lường những rung chuyển của Trái đất đã trải qua hơn 2.000 năm với nhiều bước ngoặt quan trọng - Ảnh: Gelogia
Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), trận động đất được ghi nhận sớm nhất trong lịch sử xảy ra vào năm 1831 trước Công nguyên, tại tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc.
Tuy nhiên, ở thời điểm đó, con người chưa có thiết bị nào để đo lường quy mô hay cường độ của các rung chấn địa chất. Thay vào đó, các học giả cổ đại phải dựa vào quan sát thiệt hại, sự thay đổi của địa hình hoặc các truyền thuyết truyền miệng để suy đoán về mức độ nghiêm trọng của động đất.
Trước khi các công nghệ đo đạc hiện đại ra đời, các nhà nghiên cứu phải tranh luận về mức độ mạnh yếu của các trận động đất dựa trên hậu quả chúng gây ra, như thiệt hại công trình, vết nứt địa tầng hoặc phản ứng của con người trong khu vực bị ảnh hưởng. Việc đánh giá này mang tính chủ quan cao và không thể chuẩn hóa giữa các khu vực hay thời kỳ.
Seismoscope: thiết bị "ghi động" đầu tiên trong lịch sử
Một trong những bước ngoặt sớm nhất trong hành trình đo lường động đất là sự xuất hiện của thiết bị có tên seismoscope, được sáng tạo tại Trung Quốc vào khoảng năm 132 sau Công nguyên bởi học giả Trương Hành (Zhang Heng).
Seismoscope không ghi lại dữ liệu để phân tích như các thiết bị hiện đại, mà chỉ nhằm phát hiện có hay không một trận động đất xảy ra, và chỉ ra hướng rung lắc của mặt đất. Thiết bị này gồm một bình đồng lớn có hình tròn, bên trong chứa một con lắc nhạy cảm với chuyển động. Khi có động đất, con lắc sẽ dao động và làm rơi một quả cầu kim loại vào miệng của một con cóc bằng đồng ở phía ngoài, cho thấy phương hướng của rung chuyển.
Mặc dù thiết bị này không cho biết cường độ hay thời điểm cụ thể, nhưng nó đánh dấu bước khởi đầu cho ngành địa chấn học, thể hiện tư duy khoa học và sáng tạo vượt thời đại.
Sự ra đời của seismograph và thang đo địa chấn
Phải đến cuối thế kỷ 19, ngành khoa học địa chấn mới có được một công cụ thực sự mang tính đột phá: máy đo địa chấn (seismograph). Thiết bị này cho phép ghi lại những chuyển động của mặt đất do động đất tạo ra dưới dạng biểu đồ tuyến tính. Từ đó, các nhà khoa học có thể phân tích chính xác thời gian, biên độ và đặc điểm của các trận động đất.
Năm 1935, nhà địa chấn học người Mỹ Charles Richter đã phát triển thang đo Richter, một hệ thống định lượng dựa trên biên độ sóng địa chấn để xác định độ lớn của động đất. Đây là bước tiến quan trọng, bởi lần đầu tiên con người có một thang đo thống nhất và có thể áp dụng rộng rãi để so sánh các trận động đất.
Tuy nhiên, thang Richter có những giới hạn nhất định, đặc biệt với các trận động đất lớn và sâu. Vì vậy, ngày nay, các nhà khoa học sử dụng Thang đo độ lớn mô men địa chấn (Moment Magnitude Scale - Mw). Đây là một thang đo logarit dựa trên năng lượng thật sự được giải phóng trong lòng đất.
Thang Mw không chỉ chính xác hơn với động đất lớn mà còn có khả năng đo lường tốt hơn với các trận động đất xảy ra ở khu vực xa hoặc dưới đáy biển sâu.
Từ quá khứ đến tương lai
Từ seismoscope cổ đại đến máy đo địa chấn hiện đại, từ quan sát hậu quả đến phân tích sóng địa chấn bằng máy tính, hành trình đo động đất là minh chứng cho tiến trình phát triển không ngừng của khoa học và trí tuệ con người.
Những công cụ đo lường này không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về hành vi của Trái đất mà còn đóng vai trò sống còn trong việc dự báo, cảnh báo sớm và giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra.
Ngày nay, với sự hỗ trợ của hệ thống cảm biến địa chấn toàn cầu, vệ tinh và trí tuệ nhân tạo, con người ngày càng tiến gần hơn đến mục tiêu hiểu và ứng phó tốt hơn với các hiện tượng tự nhiên khắc nghiệt, trong đó có động đất.
