Giải mã hiện tượng mặt đất trồi lên 5 mét sau thảm họa ở Nhật Bản

Tác động của các đứt gãy phức tạp

Vào ngày 1/1/2024, một trận động đất mạnh 7,5 độ đã xảy ra tại bán đảo Noto, miền Trung Bắc Nhật Bản, gây chấn động dữ dội không chỉ về mặt địa chất mà còn trong giới khoa học.

Hiện tượng đáng chú ý nhất là mức nâng mặt đất cực lớn, lên tới 5 mét ở một số khu vực. Con số này cao hơn nhiều so với mức thông thường trong các trận động đất tương tự.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo mới đây đã công bố một nghiên cứu giải mã hiện tượng này thông qua mô phỏng ba chiều tiên tiến, dựa trên dữ liệu thực tế từ các đứt gãy ngầm.

Theo PGS Ryosuke Ando, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, nguyên nhân chủ yếu đến từ hình học không đều và phân đoạn phức tạp của các đứt gãy kiến tạo. Đây cũng là yếu tố chi phối toàn bộ động lực của trận động đất.

Khác với hiện tượng nâng đồng đều phổ biến ở những động đất khác, trận động đất tại Noto lại thể hiện sự phân bố nâng mặt đất rất không đồng đều, khi dao động 1-2 mét ở nhiều nơi, nhưng lại tăng vọt lên 4-5 mét tại một số khu vực cụ thể.

Giải mã bí ẩn bằng mô phỏng địa chấn 3D

Thông qua mô phỏng địa chấn bằng siêu máy tính, các nhà khoa học đã xây dựng một mô hình ba chiều chi tiết tái hiện quá trình dịch chuyển của đứt gãy dựa trên dữ liệu vệ tinh, hồ sơ địa chấn và khảo sát thực địa.

Mô hình này cho thấy trận động đất liên quan đến 3 đường đứt gãy chính. Các đứt gãy này không chỉ có phương trượt khác nhau, mà còn nghiêng về các hướng đối lập, gây ra biến động lớn trong lực trượt và lực nâng tại từng vị trí.

Tại các khu vực mà đứt gãy có phương vuông góc với hướng nén chính từ mảng kiến tạo, sự trượt xảy ra hiệu quả nhất và kéo theo lực nâng mặt đất mạnh hơn.

Điều này lý giải tại sao cùng một trận động đất nhưng một số nơi bị nâng hàng mét, trong khi nơi khác chỉ nhô nhẹ hoặc gần như không thay đổi. Đáng chú ý, sự nhất quán giữa kết quả mô phỏng và dữ liệu đo thực tế từ vệ tinh càng củng cố độ tin cậy của nghiên cứu.

Đây được đánh giá là một bước tiến lớn trong việc hiểu rõ cơ chế vật lý điều khiển động đất và tác động cục bộ của hình dạng đứt gãy - yếu tố lâu nay bị đánh giá thấp trong mô hình dự báo thiên tai.

Hướng đến tương lai, nhóm nghiên cứu cho rằng mô hình này có thể được áp dụng để xây dựng các kịch bản động đất chính xác hơn, đặc biệt là tại các khu vực có hoạt động địa chất phức tạp như Nhật Bản.

"Chúng tôi hy vọng mô hình mô phỏng đứt gãy 3D sẽ trở thành công cụ chủ lực trong đánh giá nguy cơ động đất lớn và giảm thiểu rủi ro thiên tai", PGS Ando chia sẻ.