Động đất và các hiện tượng liên quan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG - 10KMT ---—&–--- CHAPTER 7: ĐỘNG ĐẤT VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG LIÊN QUAN NHÓM 10 -10KMT Họ và tên MSSV 1. Trần Ngô Quyền 1017237 2. Nguyễn Chí Tân 1017252 3. Nguyễn Hồng Quân 1017230 4. Phạm Tiến Quảng 1017229 5. Mai Thanh Tài 1017247 6. Huỳnh Thị Kim Nhàn 1017186 7. Nguyễn Thị Ngọc Tú 1017322 8. Trần Thị Hồng Nhung 1017201 - TP.HCM, 3/2012 - 7.1 Giới thiệu về động đất : Những trận động đất thảm khốc đang phá hủy những thành phố lớn và cướp đi sinh mạng của hàng ngàn người . Sau một cơn động đất thuộc thế kỷ 16 ở Trung Quốc thì số lượng tử vọng đã lên tới con số 850,000 người . Trong thế kỷ của chúng ta , 1 cơn động đất vào năm 1923 đã phá hủy hoàn toàn Tokyo và đã giết chết 143,000 người (Đúng trưa ngày 1/9/1923, một trận động đất mạnh 7,9 Richter làm rung chuyển toàn bộ khu vực Tokyo-Yokohama. Rung chấn khiến hầu hết các tòa nhà sụp đổ và kéo theo một cơn sóng thần cao 12 m. Nhưng hậu quả của nó còn kéo dài trong nhiều ngày, một loạt trận hỏa hoạn diễn ra sau vụ động đất khiến 90% các tòa nhà của Yokohama bị hư hỏng nặng, khoảng 2/5 thành phố Tokyo bị phá hủy, một nửa dân số bị mất nhà cửa. Gần 143.000 người chết.) , và 1 cơn động đất vào năm 1976 ở Trung Quốc đã giết chết hơn 300,000 người (Trận động đất mạnh thứ hai trong lịch sử cũng xảy ra tại Trung Quốc, lần này là ở tỉnh Đường Sơn, vào năm 1976. Đây được coi là trận động đất kép bởi cơn dư chấn xảy ra 16 tiếng sau cơn rung chuyển đầu tiên cũng mạnh 7,8 độ Richter. Số người thiệt mạng ước tính lên tới 250.000.) . Mới đây , cơn động đất năm 1995 đã tàn phá Kobe , Nhật (Có khoảng 6.434 người bị thiệt mạng (ước tính vào ngày 22 tháng 12 năm 2005); trong đó khoảng 4.600 người ở Kobe. Trong số các thành phố bị ảnh hưởng, Kobe có dân số khoảng 1,5 triệu, nằm gần chấn tâm nhất và chịu ảnh hưởng rung động mạnh nhất. Đây là trận động đất tồi tệ nhất ở Nhật Bản kể từ động đất Kanto 1923 với khoảng 140.000 thiệt mạng. Trận động đất gây thiệt hại khoảng 10.000 tỷ yên bằng khoảng 2,5% GDP của Nhật Bản lúc đó, tương đương khoảng 102,5 tỷ USD).Gần đây nhất là vào ngày 11/3/2011, trận động đất 8,9 độ Richter ngoài khơi đông bắc Nhật Bản gây ra cơn sóng thần cao 10 mét, gây thiệt hại nặng nề về kinh tế xã hội, làm ô nhiễm phóng xạ một vùng lớn của Nhật bản. Báo chí và truyền hình đã tường thuật lại cường độ cơn động đất lúc bấy giờ . Cường độ cơn động đất lúc bấy giờ phản ánh năng lượng mà cơn động đất phóng thích , với mỗi thay đổi đại diện về một sự gia tăng gấp 30 trong năng lượng . Một trận động đất với cường độ 8.0 hoặc hơn được gọi là 1 trận động đất lớn . Một trận động đất với cường độ 7.0 đến 7.9 được gọi là 1 trận động đất vừa . Những trận động đất được đề cập đến ở trên đều là những trận động đất lớn . Nhưng cường độ chỉ là 1 trong những yếu tố xác định mức tàn phá của trận động đất . Tương tự như cường độ , thì con người là 1 yếu tố quan trọng , ví dụ như mật độ dân số , phần đất sử dụng và các kiểu xây dựng . Bởi vì những trận động đất thường bắt đầu gần những ranh giới mảng , có những đường thẳng và đường cong lập thành khu vực – nơi mà những hoạt động địa chấn diễn ra . Động đất là một sự rung chuyển hay chuyển động lung lay của mặt đất .Theo ngôn ngữ khoa học, động đất là sự giải thoát đột ngột một lượng năng lượng lớn tích tụ trong một thể tích nào đó bên trong Trái đất. Nguyên nhân : Nội sinh :hoạt động phun trào núi lửa , vận động kiến tạo của đới hút chìm, các hoạt động đứt gãy Ngoại sinh : thiên thạch va chạm vào trái đất ,các vụ trượt lỡ đất với khối lượng lớn Nhân sinh : Hoạt động làm thay đổi áp suất chất lỏng ,các vụ thử hạt nhân trong lòng trái đất , xây dựng cơ sở hạ tầng . 7.2 Quá trình Động đất : Thảo luận của chúng ta về thế giới kiến tạo được thành lập rằng : trái đất là một hệ thống phát triển năng động. Động đất là hậu quả tự nhiên của quá trình hình thành các lưu vực đại dương , lục địa , dãy núi của trên thế giới , và hầu hết chúng xảy ra dọc theo ranh giới của các mảng thạch quyển . 7.2.1 Đứt gãy và hoạt động đứt gãy Quá trình đứt gãy có thể được ví như hai tâm ván trượt qua nhau. Ma sát dọc theo ranh giới giữa các mảng tạm thời có thể làm chậm chuyển động của chúng, nhưng các cạnh nhọn bị phá vỡ và chuyển động dọc theo ranh giới. Tương tự, những tấm thạch quyển di chuyển qua nhau đang chậm lại do ma sát dọc theo ranh giới của chúng. Kết quả là, đá biến dạng dọc theo ranh giới do trải qua quá trình nén ép (biến dạng là kết quả từ sự nén ép ) . Khi bị nén quá sức chịu đựng thì đá bị vỡ ra thành nhiều mảnh nhỏ .Đứt gãy là một khe nứt hoặc một hệ thống khe nứt nơi mà đá đã được di dời , điều đó có nghĩa là, một phần của bề mặt đã di chuyển tương đối so với phần còn lại . Sự vỡ đột ngột của các loại đá tạo ra các sóng động đất, sóng địa chấn, rung chuyển mặt đất . Nói cách khác, năng lượng của việc sự dồn nén đá được phóng thích dưới dạng một trận động đất ,sự đứt gãy đó là do nguồn địa chấn, và xác định chúng là bước đầu tiên trong việc đánh giá nguy cơ động đất trong một khu vực nhất định. Ví dụ như Động đất trong mảng kiến tạo tại New Madrid Trong mùa đông 1811-1812 , một loạt các trận động đất mạnh xảy ra trung tâm thung lũng Mississippi, gần như phá huỷ thị trấn New Madrid , Missouri, và giết chết ko biết bao nhiêu người dân . Những trận động đất đủ mạnh làm cho các chuông nhà thờ đổ chuông ở Boston trong hơn 1600km ! Chúng làm biến dạng bề mặt với cường độ cao, bao gồm cả vỡ mặt đất, trên một diện tích rộng từ Memphis, Tennessee, phía bắc để hợp lưu với những con sông ở Mississippi và Ohio . Rừng đã được san bằng, những đường mòn được mở rộng - nơi mọi người đã chặt phá cây để băng qua chúng.và đất bị lún xuống vài mét trong một số khu vực gây ra lũ lụt . Nó thậm chí còn được báo cáo rằng : con sông Mississippi đã bị đảo ngược dòng chảy của nó trong khi quá trình bắt đầu . Có nhiều loại đứt gãy , sau đây là các dạng đứt gãy phổ biến “ Đứt gãy thuận Đứt gãy nghịch Đứt gãy ngang Đới đứt gãy và đoạn đứt gãy Sự dứt gãy như không bao giờ xảy ra các vết nứt đơn lẻ . Đúng hơn, chúng có dạng các đới đứt gãy - một nhóm các vứt đứt gãy gần như song song với nhau trên bản đồ . Chúng thường chồng lên nhau 1 phần hoặc tạo thành mô hình viền . Các đới đứt gãy khác nhau về chiều rộng , vành đai từ 1m hoặc hơn một vài km. 7.2.2 Mảng kiến tạo và thuyết kiến tạo Mảng kiến tạo xuất phát từ thuyết kiến tạo mảng, là một phần của lớp vỏTrái Đất . Bề mặt Trái Đất có thể chia ra thành: + Các m ảng kiến tạo chính gồm: mảng châu Phi, mảng Nam Cực, mảng Australia, mảng Ấn độ, mảng Á – Âu, mảng Bắc Mĩ, mảng Nam Mĩ, mảng Thái Bình Dương... + Và nhiều mảng kiến tạo nhỏ gồm : mảng Caribe , mảng Ả rập , mảng Cocos... Các mảng kiến tạo có độ dày khoảng 100 km và bao gồm hai loại cơ bản: lớp vỏ đại dương và lớp vỏ lục địa.Ranh giới giữa các mảng kiến tạo không trùng với ranh giới các châu lục. Hiện nay người ta biết rằng Trái Đất là hành tinh duy nhất trong hệ Mặt Trời có hiện tượng kiến tạo mảng. Thuyết kiến tạo là nền tảng hình thành dựa trên thuyết trôi lục địa, là nguyên nhân dẫn đến các hiện tượng động đất, núi lửa, hiện tượng kiến tạo do sự chuyên dịch của một số mảng kiến tạo. Ví dụ về mảng kiến tạo Thái Bình Dương . 7.2.3 Sóng địa chấn và tâm chấn động Sóng động đất được chia làm 2 nhóm chấn động Chấn động bên trong địa cầu (Sóng thân) + Sóng gây ra do sự nén ép-Sóng P (sóng sơ cấp: Primary waves – compressional waves): đây là sóng phát sinh đầu tiên. Sóng P truyền trực tiếp từ tâm động đất theo chiều thẳng đứng, có khả năng lan truyền trong môi trường chất rắn, lỏng hay khí, với sự nén và giãn nở luân phiên của vật chất nằm ngang so với phương truyền sóng. Tốc độ lan truyền sóng P trong đá như granit xấp xỉ 5.5km/s, trong chất lỏng chậm hơn, và trong nước là khoảng 1.5km/s Khi những sóng P với tần số cao hơn 15 hec/s được truyền trong không khí thì tai người có thể nghe được. + Sóng gây ra do sự rung chuyển-Sóng S (sóng thứ cấp: secondary waves – shear waves): xuất phát chậm hơn sóng P vài giây. Sóng S di chuyển theo các phương nằm ngang, làm cho các vật trên bề mặt bị lắc lư theo phương ngang và tạo nên ứng suất cắt. Sóng S chỉ truyền qua môi trường rắn với tốc độ khoảng 3km/s Chấn động bên ngoài địa cầu (Sóng mặt) Những sóng lan truyền trên bề mặt vỏ trái đất gọi là sóng bề mặt, gây ra những thiệt hại về tài sản (những công trình xây dựng). Sóng L lan truyền qua tất cả mọi vật liệu với vận tốc lan truyền nhỏ nhưng diện tích lớn, do vậy nên sóng này truyền đến trạm địa chấn muộn nhất. Sóng L tạo nên sóng thần khi có động đất ở biển Gồm sóng Love và sóng Rayleigh + Sóng Rayleigh mang tên Lord Rayleigh (John William Strutt), nhà vật lý người Anh, người đã tiên đoán sự tồn tại của loại sóng này dựa trên các tính toán toán học vào năm 1882. Sóng Rayleigh truyền dọc trên mặt đất tương tự như sóng truyền trên mặt đại dương hay mặt hồ. Khi sóng Rayleigh truyền trên mặt đất nó khiến mặt đất vừa nhấp nhô lên xuống vừa dao động dọc theo phương truyền. Ở khoảng cách xa chấn tâm, Sóng Rayleigh là sóng có biên độ lớn nhất và cũng là loại sóng có tốc độ chậm nhất. + Sóng Love mang tên của nhà toán học người Anh, A.E.H. Love, người đã xây dựng mô hình toán học cho loại sóng này vào năm 1911. Sóng Love truyền dọc theo lớp từ mặt đất đến một ranh giới phân lớp trong vỏ Trái đất. Nó được tạo thành bởi sự dao thoa của các sóng phản xạ từ mặt đất và khúc xạ, phản xạ qua giới hạn của một lớp nhất định trong vỏ Trái đất. ĐỊA CHẤN KẾ VÀ ĐỊA CHẤN ĐỒ (nói thêm) Dựa vào các đo đạc sóng địa chấn, ta có thể xác định được cấu tạo bên trong của vỏ trái đất. Đới bóng râm Do : sóng S chỉ truyền qua môi trường rắn trong khi sóng P có thể truyền qua cả rắn, lỏng, khí Nên khi ta đo đạc sóng địa chấn của một trận động đất (nhất là những trận động đất lớn) với quy mô toàn cầu có thể phát hiện được những vùng không ghi nhận được sóng S mà chỉ có sóng P, đó gọi là đới bóng râm (như hình trên). Xác định được đới bóng râm này, người ta có thể suy ra đựơc: 1/ Cấu tạo bên trong Trái Đất ngoài cấu trúc rắn bên ngoài có phần có cấu trúc dạng lỏng (nhân ngoài và một phần manti) 2/ Chiều dày và vị trí của vùng có cấu trúc ở dạng lỏng đó. Độ Richter Thang đo Richter là một loại thang để xác định sức tàn phá của các cơn động đất (địa chấn). Thang đo này được Charles Francis Richter đề xuất vào năm 1935. Đầu tiên nó được sử dụng để sắp xếp các số đo về cơn động đất địa phương tại California. Những số đo này được đo bằng một địa chấn kế đặt xa nơi động đất 100 km. Báo chí không chuyên môn về khoa học thường nói ra độ lớn động đất "theo thang Richter". Tuy nhiên, phần nhiều độ lớn được tính ngày nay thực sự là tính toán theo thang độ lớn mô men, tại vì thang Richter cũ hơn không thích hợp với các độ lớn hơn 6,8. Trung tâm Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) không sử dụng thang này đối với các trận động đất có cường độ nhỏ hơn 3,5. Nguyên tắc: Thang đo Richter là một thang lôgarit với đơn vị là độ Richter. Độ Richter tương ứng với lôgarit thập phân của biên độ những sóng địa chấn đo ở 100 km cách chấn tâm của cơn động đất. Độ Richter được tính như sau: ML = lg(A) − lg(A0) với A là biên độ tối đa đo được bằng địa chấn kế và A0 là một biên độ chuẩn. Theo thang Richter, biên độ của một trận động đất có độ Richter 6 mạnh bằng 10 lần biên độ của một trận động đất có độ Richter 5. Năng lượng được phát ra bởi trận động đất có độ Richter 6 bằng khoảng 31 lần năng lượng của trận động đất có độ Richter 5. Các mức độ Thang Richter là một thang mở và không có giới hạn tối đa. Trong thực tế, những trận động đất có độ Richter lớn hơn hoặc bằng 9 là những trận động đất kinh khủng. Thí dụ trận động đất tại Chile ngày 22 tháng 5 năm 1960 với độ Richter bằng 9,5. Mô tả Độ Richter Tác hại Tần số xảy ra không đáng kể nhỏ hơn 2,0 động đất thật nhỏ, không cảm nhận được khoảng 8.000 lần mỗi ngày Thật nhỏ 2,0-2,9 thường không cảm nhận nhưng đo được khoảng 1.000 lần mỗi ngày Nhỏ 3,0-3,9 cảm nhận được nhưng ít khi gây thiệt hại khoảng 49.000 lần mỗi năm Nhẹ 4,0-4,9 rung chuyển đồ vật trong nhà. Thiệt hại khá quan trọng. khoảng 6.200 lần mỗi năm trung bình 5,0-5,9 có thể gây thiệt hại nặng cho những kiến trúc không theo tiêu chuẩn phòng ngừa địa chấn. Thiệt hại nhẹ cho những kiến trúc xây cất đúng tiêu chuẩn. khoảng 800 lần mỗi năm mạnh 6,0-6,9 có sức tiêu hủy mạnh trong những vùng đông dân trong chu vi 180 km bán kính. khoảng 120 lần mỗi năm rất mạnh 7,0-7,9 có sức tàn phá nghiêm trọng trên những diện tích to lớn. khoảng 18 lần mỗi năm cực mạnh 8,0-8,9 có sức tàn phá vô cùng nghiêm trọng trên những diện tích to lớn trong chu vi hàng trăm km bán kính. khoảng 1 mỗi năm cực kỳ mạnh 9,0-9,9 Sức tàn phá vô cùng lớn khoảng 1 lần mỗi 20 năm kinh hoàng 10+ Gây ra hậu quả khủng khiếp nhất cho Trái Đất Có thể không xảy ra Mỗi trận động đất có một độ Richter duy nhất xác định sức tàn phá của nó trong khi cường độ thì thay đổi tùy theo khoảng cách xa hay gần đối với chấn tâm. Có thể so sánh với một cây pháo: kích thước của cây pháo nói lên sức mạnh lúc nổ (tương ứng với độ Richter) và tiếng nổ nghe được (tương ứng với cường độ của trận động đất). Thang đo Mercalli Thang đo Mercalli là một loại thang để phân loại các cơn động đất dựa trên những thiệt hại nhìn thấy được của chúng. Các mức cường độ Thang Mercalli có 12 mức: Mức 1: Không một rung động nào có thể nhận ra. Mức 2: Một vài người có thể cảm nhận được khi họ đang nằm nghỉ hoặc trên một tòa nhà cao tầng. Mức 3: Một vài người có thể cảm nhận được nếu đang ở trong nhà; ngược lại, họ sẽ không thấy gì nếu đang ở bên ngoài. Mức 4: Một số đồ vật nhỏ như đĩa, bát... có thể bị dịch chuyển. Mức 5: Phần lớn mọi người đều có thể cảm nhận được ngay cả khi đang ngủ. Những cánh cửa sẽ bị đóng sập lại, bình hoa bị vỡ... Mức 6: Mọi người sẽ cảm thấy được cơn địa chấn này khiến cho việc đi lại khó khăn, đồ vật hư hỏng, thậm chí phá hủy các ngôi nhà có kiến trúc tồi. Mức 7: Gây ra trở ngại trong việc di chuyển, thậm chí ngay cả khi đang trong ô tô, rất nguy hiểm đối với các ngôi nhà tồi. Mức 8: Phá hủy các ngôi nhà có nền yếu và một số công trình như cầu cống... Mức 9: Khá nguy hiểm đối với những tòa nhà cao tầng, phá hủy các công trình giao thông dưới lòng đất. Mức 10: Phần lớn các ngôi nhà đều bị phá hủy, có thể gây ra các hiện tượng như sạt lở đường. Mức 11: Hầu hết các công trình trên đường lẫn dưới mặt đất đều bị hư hỏng nặng. Mức 12: Gần như mọi thứ đều bị phá hủy, mặt đất dịch chuyển theo những đường cong, có thể làm sạt lở các mỏm đá. Mối quan hệ giữa độ Richter và Mercalli (Chỉ mang tính chất minh hoạ) 7.3.Ảnh hưởng của động đất Rung động không phải là nguyên nhân duy nhất dẫn đến sự tàn phá và gây thiệt hại trong trận động đất. Thảm họa động đất ảnh hưởng rất rộng bởi sự phá hoại trực tiếp khi gây ra các chỗ đứt gãy trên mặt đất (và các hiệu ứng của nó trên con người và cấu trúc) và bề mặt vỡ. Các hiện tượng khác gây ra sự đứt gãy và rung động bao gồm lở đất, hỏa hoạn, hóa lỏng của mặt đất, sóng thần,… 7.3.1 .Rung lắc và đứt gãy (shaking and ground rupture) Những tác động tức thời của một trận động đất bao gồm các thảm họa kèm với các chấn động mạnh bởi các vết đứt gãy rộng lớn trên bề mặt và sự di chuyển của các đứt gãy. Ví dụ, trận động đất ở San Francisco năm 1906 đã làm dịch chuyển mặt đất theo phương ngang 6,5m dọc theo phía bắc San Andreas chỗ đứt gãy của San Francisco với cường độ tối đa. Ở cường độ này, bề mặt nhanh chóng bị đứt gãy và các cây lớn bị bật gốc có thể gây chết người. Sự rung động có thể phá hủy hay làm sụp đổ các tòa nhà lớn, cầu cống, đập, đường hầm, đường ống dẫn, và các cấu trúc bền vững khác. 7.3.2.Sự hóa lỏng (liquefaction) Sự hóa lỏng là sự chuyển đổi vật liệu chứa nước bão hòa từ thể rắn sang thể lỏng. Trong suốt quá trình động đất, sự hóa lỏng xảy ra bởi sự tăng áp suất của nước gây ra do sự nén ép trong quá trình rung động dữ dội. Sự hóa lỏng của các vật liệu kích thước nhỏ tạo thành bùn và cát bão hoà nước gần mặt đất làm chúng mất đi tính liên kết và chảy được. Kết quả là các tòa nhà có thể bị nghiêng hay bị chôn vùi trong bùn lỏng, trong khi đó bể chứa hay các đường ống nằm trong lòng đất có thể bị nhô lên khỏi mặt đất. 7.3.3.Trượt đất (landslides) Động đất thường gây nên nhiều vụ lở đất tại các khu vực đồi núi. Điều này có thể gây ra sự tàn phá nghiêm trọng, gây tổn thất lớn tới sinh mạng. Điều này được minh chứng trong trận động đất ở Peru 1970. Trận đông đất này có hơn 70000 người chết và trong đó có 20000 người thiệt mạng bởi trận lở đất dữ dội chôn vùi các thị trấn. Cả hai trận động đất ở Alaska 1964 và Loma Prieta 1989 đều gây ra những trận trượt lở đất thảm khốc, phá hủy các tòa nhà, đường xá và những công trình khác. 7.3.4.Hỏa hoạn Hỏa hoạn là một mối nguy lớn liên quan đến động đất. Sự rung động của mặt đất và dịch chuyển bề mặt có thể phá vỡ đường dây tải điện và khí đốt, do đó sẽ xuất hiện đám cháy. Mối nguy hiểm từ hỏa hoạn sẽ tăng gấp đôi vì khi các thiết bị chữa cháy có thể phá hủy các đường ống dẫn nước bị vỡ. Trong các căn nhà riêng biệt và các tòa nhà khác, các vật dụng như máy sưởi khí bị va đập gây rò rỉ khí đốt và gây hỏa hoạn. 7.3.5.Sóng thần Sóng thần, hoặc sóng biển địa chấn có khả năng tàn phá rất lớn. Sóng thần bắt nguồn khi nước biển di chuyển theo phương thẳng đứng trong trận động đất lớn, có sự vận động dưới mặt biển, hoặc trong quá trình phun trào núi lửa ngầm. Khi nước tách ra các con sóng có thể di chuyển với tốc độ rất lớn là khoảng 800km/h, và khoảng cách giữa các ngọn sóng liên tiếp có thể vượt quá 100km. Độ cao sóng ở vùng nước sâu có thể ít hơn 1m nhưng khi làn sóng đi vào vùng nước nông ven biển thì vận tốc nhỏ hơn 60km/h, và chiều cao của nó có thể tăng lên đến hơn 20m Những tác hại to lớn đến một thị trấn nhỏ trên đảo Okushiri, Nhật Bản vào ngày 12-7-1993: sóng thần được tạo ra bởi trận động đất có cường độ 7,8 độ richter ở biển Nhật Bản. Sự dâng lên của mặt nước biển dao động từ 15-30m. Không có sự báo trước vì tâm động đất nằm rất gần đảo và các con sóng lớn ập đến chỉ từ 2-5 phút sau khi động đất. Cơn sóng thần đã giết chết 120 người và gây tổn thất nặng nề về tài sản là 600 triệu USD. Sóng thần có thể gây ra những tác hại ghê ghớm trong khoảng 1000km tính từ nơi phát sinh: năm 1960, một trận động đất hình thành ở Chilê đã khơi mào cho một cơn sóng thần di chuyển đến Hawaii 15 giờ sau đó, giết chết 61 người Một trận động đất cường độ 7,1 độ ngày 17/7/1998 đã tạo nên một cơn sóng thần lớn với độ cao sóng từ 10m đến 15m. Một chuỗi gồm 3 đợt sóng xuất hiện trong khoảng từ 10-20 phút ngay sau trận động đất ở Sissano Lagoon trên bờ biển phía bắc của Papua New Gouinea giết chết hơn 2100 người. Tâm chấn động đất ở ngoài khơi khoảng 50km. Sóng thần là kết quả từ một hiệu ứng kết hợp giữa các trận động đất và sự lở đất ngầm . Sự kiện ở Papua New Guinea đã làm nổi bật cho những thiệt hại, cho khả năng tàn phá từ những đợt sóng bất thường được tạo ra bởi một trận động đất tại địa phương . Mối nguy hiểm từ sóng thần tại những vị trí đặc biệt trên bờ biển tuỳ thuộc vào phần bờ biển cục bộ và địa thế đáy đại dương mà có thể tăng hoặc giảm độ cao sóng. Những tác hại gây ra bởi sóng thần khốc liệt nhất tại bờ nước nơi mà tàu thuyền, bến cảng và các công trình, hệ thống giao thông, và những vật có ích đều bị phá huỷ. Những con sóng còn có thể gây hại tới hoạt động sống dưới và trên mặt nước, trong mội trường gần và ven bờ. 7.4 Dự báo và ứng phó với động đất 7.4.1 Giai đoạn của những chu trình động đất: Đây là một chu trình suy đoán rằng động đất điển hình có bốn giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là một thời gian dài không hoạt động địa chấn sau một trận dộng đất lớn và các cơn dư chấn ngay lập tức liên kết( trận động đất xảy ra một vài phút đến một vài tháng đến một năm hoặc lau hơn sau những sự kiện chính). Giai đoạn thứ hai đặc trưng bởi sự tăng lên của độ động đất, như là phương pháp tiếp cận tích lũy căng đàn hồi và cục bộ vượt quá sức bền của đá, khởi đầu sự đứt đoạn mà tạo ra trận động đất nhỏ. Giai đoạn thứ ba bao gồm những trận động đất nhỏ xảy ra một vài ngày trước trận động đất lớn. ví dụ: ML =6 trận động đất có thể có foreshocks khoảng ML =4. Trong một số trường hợp giai đoạn thứ ba có thể không xảy ra. Giai đoạn thứ tư( sau trận động đất lớn) các chu trình bắt đầu một lân nữa. mặc dù chu trình là giả thuyết và thời kì giữa các trận động đất lớn đang biến đổi các giai đoạn đã được xác định trong sự xuất hiện và tái phát của trận động đất lớn. 7.4.2 Dự báo động đất Dự báo dài hạn (năm thập kỷ) có nhiều khả năng để đạt được hơn so với dự báo trung hạn (vài tháng đến nhiều năm), và dự đoán ngắn hạn (giờ ngày) nói chung không có thể, hiện nay. Nếu không được cung cấp một cơ chế hợp lý liên kết các quan sát với trận động đất dự đoán, độ tin cậy của dự báo sẽ giảm đi, nhưng nó có thể không nhất thiết phải bị từ chối. Đánh giá những thành công rõ ràng phải bao gồm một ước tính thống kê xác suất dự đoán đã thành hiện thực bởi cơ hội, mà thường là trường hợp với dự đoán của các nhà khoa học . Một số loài động vật có thể được sử dụng để dự báo động đất vì chúng có thể cảm nhận được những thay đổi về tính lý hóa học trong nước ngầm ngay trước khi động đất xảy ra. Đã nhiều thế kỷ nay, con người biết rằng loài vật có khả năng dự báo động đất. Chuột , rắn, chồn bỏ chạy ra khỏi thành phố. Cá heo quẫy lội dữ dội, gà ngừng đẻ trứng và ong hốt hoảng rời tổ. Chó mèo có những hành vi kỳ lạ - sủa hoặc rên rỉ vô cớ, bồn chồn, lo lắng. Tất cả đều diễn ra vài ngày trước khi mặt đất thực sự rung chuyển Các loài động vật sống trong hoặc gần tầng nước ngầm rất nhạy cảm với bất cứ thay đổi nào mang tính hóa học(những thay đổi hóa học xảy ra khi tầng lớp đá bị dồn ép với lực lớn), do đó chúng có thể cảm nhận được những gì trước khi lớp đá trượt đi và gây ra cơn địa chấn. Lần đầu tiên các nhà khoa học khám phá ra khả năng nhận biết động đất của chuột, bởi cơ thể chúng có phản ứng trước tác động của sóng điện từ với tần số cực thấp (mà con người không thể nhận biết), khiến đồng hồ sinh học bị đảo lộn. 7.5 TỔNG KẾT Những trận động đất loại lớn là một trong những thảm hoạ và có sức tàn phá khủng khiếp nhất. Phần lớn những trận động đất nằm trên những khu vực kiến tạo đang hoạt động nơi mà những mảng của địa quyển tác động với nhau dọc theo ranh giới của chúng, nhưng một vài trận động đất nằm trong các mảng vẫn xảy ra. Đứt gãy là một nếp đứt gãy hoặc hệ thống nếp đứt gãy mà dọc theo nó đất đá đã bị chuyển chỗ. Sức căng tích lại trong đất đá trên các phía của một đứt gãy làm biến dạng các phía theo những hướng khác nhau. Khi áp lực vượt quá sức bền của đất đá, chúng đứy gãy, làm trổi dậy những sóng địa chấn (sóng động đất) làm rung lắc mặt đất. Đứt gãy và những vùng đứt gãy có những phân đoạn động đất nơi có đứt gãy là một đơn vị. Hiểu biết về những phân đoạn động đất là cần thiết để ước lượng mối nguy động đất và cần có nghiên cứu về cổ địa chấn (hoạt động động đất thời tiền sử) của những phân đoạn. Một số đứt gãy biểu lộ sự lở kiến tạo, một sự chuyển chỗ từ từ không kèm theo những trận động đất cảm nhận được. Mắt dù sự lở ít nguy hại hơn những trận động đất, nó có thể gây ra thiết hại đáng kể cho đường xá, lề đường, nền móng toà nhà, và những công trình khác. Sóng địa chấn và tâm chấn động : Sóng động đất được chia làm 2 nhóm chấn động. Chấn động bên trong địa cầu (Sóng thân),Chấn động bên ngoài địa cầu (Sóng mặt) .Sóng bề mặt thường gây ra phần lớn những thiệt hại về tài sản (những công trình xây dựng) Khi động đất xảy ra thì thường: đợt sóng đầu tiên đến trạm ghi là sóng P, đợt sóng thứ hai là sóng S và cuối cùng là sóng mặt. Khu vực bên trong trái đất nơi sự gãy đổ đứt gãy bắt đầu được gọi là chấn tiêu của động đất và có thể từ một vài km tới 700 km độ sâu. Khu vực trên bề mặt là hình chiếu lên phía trên của chấn tiêu được gọi là chấn tâm. Những sóng địa chấn của những kiểu khác nhau di chuyển ra xa từ chấn tiêu với tốc độ khác nhau; phần nhiều thiệt hại trong những trận động đất gây ra bởi những sóng mặt. Tính khốc liệt của rung chấn mặt đất và những toà nhà bị ảnh hưởng bởi tần số của những sóng địa chấn và bởi kiểu vật liệu đất đá hiện tại. Những toà nhà trên những trầm tích hoặc nền đất không vững chắc, nơi có khuyng hướng mở rộng rung chấn, là đối tượng có mức độ cao cho thiệt hai động đất. Rung lắc địa chấn có thể cũng có thể mở rộng ở hướng của những sự gãy đổ đứt gãy (sự định hướng). Thang đo địa chấn: gồm thang đo Richter và thang đo Mercalli Thang đo Richter là một loại thang để xác định sức tàn phá của các cơn động đất. Thang đo Mercalli là một loại thang để phân loại các cơn động đất dựa trên những thiệt hại nhìn thấy được . Độ Richter của một trận động đất là một đơn vị đo lường lượng năng lượng giải phóng ra. Nó được xác định bởi biên độ của dấu vết lớn nhất theo chiều ngang được ghi nhận trên một máy ghi địa chấn tiêu chuẩn. Một thang đo mới hơn được gọi là độ lớn hiện tại, dự trên hiện tại địa chấn, đã từng phát triển. Độ lớn kết quả giống với thang đo Richter nhưng dựa nhiều trên những nguyên tắc vật lí. Độ mạnh của một trận động đất được dựa trên tính mãnh liệt của rung chấn như được bào bởi những nhà quan sát hoặc máy đo địa chấn và những biến đổi với trạng thái gần đến chấn tâm và những điểm đặc trưng về mặt địa chất và kĩ thuật. Gia tốc mặt đất cực đại trong suốt một trận động đất là thông tin quan trọng cho thiết kế công trình để chịu đựng rung chấn.. Ảnh hưởng của những trận động đất bao gồm chuyển động mặt đất mãnh liệt đi kèm sự gãy đổ, thứ có thể làm biến dạng hoặc sụp đổ những toà nhà, cầu, đập, đường hầm, và những công trình cứng chắc khác. Những ảnh hưởng khác bao gồm hoả hoạn, sự lở đất, sóng thần, và sự lún theo vùng và sự nâng lên của khối lục địa, cũng như những thay đổi theo vùng trên mực nước dưới đất. Sóng thần, hay sóng biển do địa chấn, được sinh ra bởi những trận động đất hay hiện tượng khác mà nó dịch chuyển nứơc đại dương và tạo nên những sóng dài di chuyển với tốc độ lớnm hơn 800km/giờ. Những sóng này, cao ít hơn 0.5m ở vùng nước sâu, có thể phát triển tới một chiều cao 15m hoặc hơn khi đến bờ biển, nơi chúng có thể gây ra thiệt hại khủng khiếp và mất mất nhân mạng. Thảm hoạ sóng thần là hiếm có, tuy vậy, và thời gian di chuyển lâu cho phép những cảnh báo được phát đi. Chu trình động đất được giả thiết cho một trận động đất lớn có 4 giai đoạn. Một thời kì kém hoạt động địa chấn. trong suốt nó sức căng nén dãn tích tụ trong đá dọc theo đứt gãy, theo sau là một thời kì gia tăng địa chấn do sức căng cục bộ vượt quá sức bền của đá, bắt đầu đứt gãy địa phương và những trận động đất nhỏ. Giai đoạn thứ ba, không phải luôn xảy ra, bao gồm những hiện tượng báo trước chấn động. Giai đoạn thứ tư là trận động đất chính, thường xảy ra khi phân khúc đứt gãy gãy đổ, sinh ra sự co giãm đột ngột tạo ra những sóng địa chấn. The mô hình giản nở-khuyếch tán, những giai đoạn của chu trình được liên kết với những thay đổi trong những đặc điểm đá và áp suất nước trong đá dọc theo một đứt gãy. Dự đoán những trận động đất là một đối tượng nghiên cứu quan trọng. Tới ngày nay, dự báo động đất dài hạn và trung hạn dựa vào phân tích xác xuất đã thành công hơn những dự đoán ngắn hạn. Những dự báodài hạn cung cấp thông tin quan trọng cho kế họach sử dụng đất, phát triển những luật xây dựng, và thíêt kế kỹ thuật về những điều kiện dễ nguy cấp. Những nhà khoa học lạc quan tin tưởng rằng chúng ta rốt cuộc là sẽ có thể tạo nên những dự báo dài, trung, ngắn hạn dựa vào những mô hình trước và tần số của những trận động đất, lỗ hổng địa chấn, và giám sát về những sự nâng lên và hạ xuống dị thường, độ nghiêng mặt đất, hoạt động động đất rất nhỏ, và có lẽ cả hành vi động vật dị thường. Sự giảm nhẹ mối nguy động đất sẽ là một chương trình phong phú, bao gồm sự công nhận những đứt gãy hoạt động và những chất đất nhạy cảm với rung động, và sự phát triển của những phương pháp cải tiến để dự báo, kiểm soát, và điều hoà những trận động đất (đặc biệt là những thiết kế công trình chịu đựng tốt hơn với rung chấn). Những hệ thống cảnh báo và phòng ngừa động đất luân phiên hiện tại không tin cậy, nhưng nhiều cộng đồng đang phát triển những kế hoạch khẩn cấp để phản ứng với một dự báo hay thảm hoạ động đất bất ngờ. Sự khoanh vùng địa chấn và những phương pháp giảm thiểu nguy cơ khác đã và đang được nghiên cứu. Với sự loại trừ những khu vực thường trải qua động đất tầm trung và lớn hơn, nguy cơ động đất trong những khu vực thảm họa tiềm tàng vẫn còn được nhận thức nghèo nàn bởi những cư dân khu vực. Một quá trình ngay cả thảm hoạ tàn khốc có thể không đưọơc nhận thức như một mối đe doạ thực sự nếu nó tấn công vào cùng mộ khu vực chỉ trong vài thế hệ. Tuy nhiên, một số cộng đồng ngày nay đã ban hành luật yêu cầu việc ước lượng về nguy cơ địa chấn cho những công trình được đề nghị.