Làm thế nào để trận động đất bắt đầu? Đó là một câu hỏi cổ xưa - và trong khi các nhà khoa học loại trừ các vị thần báo thù bị đổ lỗi trong vài thiên niên kỷ qua, đồng ý rằng sự run rẩy là vấn đề của kiến tạo mảng hơn là cơn thịnh nộ của Poseidon, nhiều khía cạnh của câu đố địa chấn này vẫn còn mờ ám.
Một bí ẩn đang diễn ra là hiện tượng báo trước, những cơn chấn động nhỏ, đôi khi không thể nhận ra có thể xảy ra trước các trận động đất lớn hơn trong cùng khu vực trong vài ngày hoặc vài tuần. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng bất cứ nơi nào từ 10% đến 50% các trận động đất lớn đều theo các minishocks này. Điều này đã khiến nhiều nhà nghiên cứu tự hỏi liệu các báo trước là một con sán địa vật lý hay là một tính năng tiêu chuẩn của các trận động đất lớn mà các công cụ hiện đại không đủ nhạy cảm để phát hiện một cách chắc chắn.
Một nghiên cứu được công bố vào ngày 30 tháng 7 trên tạp chí Geophysical Research Letters đưa ra bằng chứng thuyết phục mới cho giả thuyết thứ hai. Sử dụng danh mục toàn diện nhất về hoạt động động đất ở Nam California từng được lắp ráp, một nhóm các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng khoảng 72% các trận động đất lớn (cường độ 4.0 hoặc lớn hơn) trong khu vực giữa năm 2008 và 2017 đã diễn ra trước một tháng trước biến cố.
"Chúng tôi hy vọng rằng những quan sát này sẽ giúp thông báo các mô hình vật lý được cải thiện về cách thức động đất bắt đầu", tác giả nghiên cứu chính Daniel Trugman, nhà địa chấn học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos ở New Mexico, nói với Live Science. "Với sự hiểu biết về thể chất được cải thiện này, cuối cùng chúng ta cũng sẽ có thể cải thiện dự báo động đất."
Trugman và các đồng nghiệp của ông đã bắt đầu cuộc săn lùng của họ bằng cách biên soạn một danh mục gồm khoảng 288.000 trận động đất được phát hiện bởi các trạm giám sát khác nhau quanh Nam California từ năm 2008 đến 2017. Sử dụng một kỹ thuật gọi là khớp mẫu quake (QTM), các nhà nghiên cứu đã đào tạo một máy tính để nhận ra sự khác biệt dạng sóng các trận động đất này được tạo ra, sau đó quét các bản ghi để tìm gợi ý về các trận động đất nhỏ hơn cho thấy các kiểu rung động tương tự, các gợi ý nằm ẩn trong tiếng ồn nền ầm ầm liên tục của Trái đất.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra hơn 1 triệu trận động đất, nhiều trong số chúng có cường độ 0,0 hoặc thấp hơn (các nhà địa chấn đo cường độ động đất theo thang logarit, do đó, trận động đất 0,0 độ richter sẽ yếu hơn khoảng 10.000 lần so với trận động đất 4,0 độ richter). Tổng cộng, các nhà nghiên cứu đã mở rộng danh mục của họ để bao gồm 1,81 triệu trận động đất, hoặc trung bình một trận động đất cứ sau 3 giây trong 10 năm qua, Trugman nói.
Từ danh sách mở rộng này, các nhà nghiên cứu đã chọn 46 trận động đất có cường độ 4.0 hoặc cao hơn để nghiên cứu cho hoạt động khai thác. Nhưng trước tiên, nhóm phải tính toán số trận động đất trung bình gần mỗi đường đứt gãy ở Nam California.
"Nếu bạn chọn bất kỳ điểm nào trong vỏ Trái đất, đặc biệt là gần khu vực đứt gãy đang hoạt động, sẽ có một tỷ lệ địa chấn nền", Trugman nói. "Để chứng minh rằng có những điềm báo trước, bạn phải chứng minh rằng có nhiều trận động đất hơn bạn mong đợi dẫn đến sự kiện lớn hơn."
Được trang bị các mức trung bình địa chấn này, các nhà nghiên cứu đã cho thấy sự gia tăng đáng kể về mặt thống kê trong hoạt động khai thác ngay trước 33 trong số 46 trận động đất lớn. Hoạt động của Foreshocks tăng đột biến ở bất cứ đâu từ ba đến 35 ngày trước khi một cú đánh chính, với sự gia tăng trung bình của ầm ầm xảy ra khoảng 16 ngày trước sự kiện lớn.
"Các kết quả cho thấy sự xuất hiện của foreshock trong tự nhiên là phổ biến hơn so với suy nghĩ trước đây", các nhà nghiên cứu kết luận trong nghiên cứu của họ.
Và những gì về 28% các trận động đất thiếu đột biến trong hoạt động rút tiền? Trugman nói rằng có khả năng nhiều trận động đất cũng đã thấy trước, nhưng các nhà nghiên cứu không thể định nghĩa chúng với "độ chắc chắn 99%".
"Có một số trường hợp có sự gia tăng hoạt động địa chấn, nhưng chúng tôi không chắc nó có ý nghĩa thống kê," Trugman nói. Khi thiết bị giám sát địa chấn được cải thiện, do đó cũng sẽ báo hiệu phát hiện, ông nói.
Tuy nhiên, Trugman nói thêm, một số trận động đất lớn rõ ràng đã bỏ lỡ một đợt tăng đột biến như vậy trước khi tiếng ầm ầm nặng nề bắt đầu. Và, trên flipside, phần lớn các trận động đất nhỏ mà anh và nhóm của mình phát hiện đã không xảy ra trước trận động đất lớn, có nghĩa là chỉ cần thấy sự gia tăng hoạt động địa chấn dọc theo một đường đứt gãy nhất định không phải là một dự báo đáng tin cậy về trận động đất lớn hơn đến.
Trugman nói: "Những gì chúng tôi trình bày trong bài viết này là hầu hết nếu không phải tất cả các khóa chính đều có trước hoạt động địa chấn tăng cao mà không thể giải thích là địa chấn nền đơn giản". "Nhưng đó là một tuyên bố rất khác so với việc nói rằng 'hầu hết các điểm nổi bật trong địa chấn là những điềm báo báo hiệu rằng một chiếc mainshock đang đe dọa'."
Tất cả điều này cho thấy các quá trình khởi động động đất là "khá thay đổi", Trugman nói, nhắc nhở chúng ta rằng các nhà địa chấn học vẫn là một cách tốt để có thể dự báo động đất một cách chắc chắn. Có lẽ chúng ta không nên để Poseidon thoát ra khỏi cái móc.
