Nghiên cứu mới cho thấy bên trong một đứt gãy nằm sâu dưới phía đông Thái Bình Dương, cách bờ biển Ecuador khoảng 1.600 km về phía tây, tồn tại những vùng đặc biệt có khả năng làm chậm hoặc chặn đứng quá trình lan truyền của động đất.
Điều đáng chú ý là khu vực này đã liên tục tạo ra các trận động đất mạnh khoảng 6 độ richter với chu kỳ rất đều đặn suốt hơn 30 năm qua. Cứ khoảng 5–6 năm, các trận động đất lại xuất hiện gần như ở đúng vị trí cũ và có cường độ gần như giống hệt nhau. Đây là điều cực kỳ hiếm gặp trong địa chấn học.
Bí ẩn kéo dài nhiều thập kỷ
Trong nhiều năm, giới khoa học không thể lý giải vì sao hoạt động địa chấn ở khu vực này lại ổn định đến như vậy. Theo nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí khoa học Science, nguyên nhân nằm ở các “vùng rào cản” bên trong chính đứt gãy địa chất. Những khu vực này hoạt động giống như hệ thống phanh tự nhiên, liên tục ngăn các trận động đất phát triển thành những rung chấn lớn hơn.
Nhà địa chấn học Jianhua Gong, giáo sư tại Đại học Indiana Bloomington (Mỹ) cho biết: “Chúng tôi đã biết sự tồn tại của các rào cản này từ lâu. Nhưng câu hỏi lớn nhất là: chúng được tạo thành từ đâu và vì sao chúng có thể ngăn động đất hiệu quả đến vậy, lặp đi lặp lại qua nhiều chu kỳ?”.
Nghiên cứu được thực hiện với sự tham gia của nhiều tổ chức khoa học lớn như Viện Hải dương học Woods Hole, Viện Hải dương học Scripps thuộc Đại học California San Diego, Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS) cùng nhiều trường đại học khác.
Phòng thí nghiệm tự nhiên dưới đáy biển
Nhóm nghiên cứu tập trung vào đứt gãy Gofar, nằm dọc sống núi Đông Thái Bình Dương ngoài khơi Ecuador. Đây là nơi mảng kiến tạo Thái Bình Dương và mảng Nazca trượt ngang qua nhau với tốc độ khoảng 140 mm mỗi năm, tương đương tốc độ mọc của móng tay.
Điểm đặc biệt của đứt gãy này là các trận động đất lớn luôn bắt đầu và kết thúc gần như ở cùng một vị trí. Xen giữa những khu vực thường xuyên xảy ra động đất là các đoạn “im lặng”, nơi hấp thụ áp lực địa chất nhưng không tạo ra rung chấn mạnh. Các nhà khoa học gọi chúng là “vùng rào cản”.
Để nghiên cứu sâu hơn, nhóm chuyên gia đã triển khai các thiết bị đo địa chấn trực tiếp xuống đáy biển trong hai chiến dịch lớn diễn ra vào năm 2008 và giai đoạn 2019–2022. Hệ thống này ghi nhận hàng chục nghìn rung chấn nhỏ xảy ra trước và sau hai trận động đất lớn mạnh 6 độ richter, giúp các nhà khoa học có cái nhìn chi tiết chưa từng có về cách đứt gãy hoạt động.
“Phanh động đất” hoạt động như thế nào?
Kết quả nghiên cứu cho thấy trước khi xảy ra động đất lớn, các vùng rào cản thường xuất hiện nhiều rung chấn nhỏ liên tiếp. Nhưng ngay sau trận động đất chính, những khu vực này gần như “im lặng” hoàn toàn.mĐiều đó cho thấy chúng đóng vai trò chủ động trong việc kiểm soát sự lan rộng của động đất.
Các nhà khoa học phát hiện những vùng này không phải khối đá đặc đơn giản, mà là mạng lưới đứt gãy phức tạp gồm nhiều nhánh nhỏ. Giữa các nhánh tồn tại những khoảng lệch từ 100–400 m, tạo thành các khe hở bên trong cấu trúc đứt gãy. Nước biển có thể thấm sâu vào các khe nứt này. Khi động đất xảy ra, áp suất trong các lớp đá chứa nước giảm mạnh, khiến đá tạm thời khóa cứng lại và làm chậm quá trình đứt gãy lan rộng. Nói cách khác, hệ thống này hoạt động giống như phanh khẩn cấp tự nhiên của Trái Đất.
“Những vùng rào cản không phải là các cấu trúc thụ động. Chúng là thành phần năng động của hệ thống đứt gãy và việc hiểu được cơ chế này đang thay đổi cách chúng ta nhìn nhận giới hạn của động đất”, ông Gong giải thích.
Ý nghĩa đối với dự báo động đất toàn cầu
Đứt gãy Gofar nằm xa khu dân cư nên các trận động đất tại đây không gây nguy hiểm trực tiếp cho con người. Tuy nhiên, phát hiện mới có thể mang ý nghĩa rất lớn đối với khoa học địa chấn trên toàn thế giới.
Các đứt gãy tương tự Gofar tồn tại ở nhiều nơi dưới đáy đại dương. Từ trước đến nay, giới khoa học nhận thấy nhiều trận động đất dưới biển thường nhỏ hơn mức dự đoán theo điều kiện địa chất, như thể có một cơ chế tự nhiên nào đó đang giới hạn sức mạnh của chúng. Nghiên cứu mới cho thấy các vùng phanh như ở Gofar có thể xuất hiện phổ biến dưới đáy đại dương. Nếu giả thuyết này chính xác, chúng có thể đóng vai trò như hệ thống bảo vệ tự nhiên, giúp ngăn nhiều trận động đất phát triển thành siêu động đất.
Các nhà nghiên cứu tin rằng khám phá này sẽ giúp cải thiện các mô hình dự báo địa chấn, đặc biệt tại những khu vực gần bờ biển đông dân cư trên thế giới.
