Vì sao khoa học khó dự báo các thảm họa động đất?

Theo BBC, động đất là những thảm họa thiên nhiên khó lường nhất với những đợt rung chuyển tấn công bất ngờ. Hai trận động đất kinh hoàng ở biên giới Syria - Thổ Nhĩ Kỳ xảy ra vào rạng sáng 6/2, khi hầu hết nạn nhân vẫn đang ngủ.

Dấu hiệu đầu tiên giúp các nhà khoa học nhận thấy có thảm họa lớn đang xảy ra là sự thay đổi chớp nhoáng trên các thiết bị có độ nhạy cao khi sóng địa chấn do trận động đất đầu tiên tạo ra dội lại khắp địa cầu. Vài giờ sau, khu vực này tiếp tục hứng chịu trận động đất thứ hai mạnh 7,5 độ.

Theo Euronews, nhiều nạn nhân không kịp thoát ra ngoài khi hàng loạt tòa nhà đổ sập xuống, chôn vùi hơn 41.000 sinh mạng ở cả hai nước. Trước thiệt hại nặng nề, một số người đặt câu hỏi tại sao chúng ta không thể dự đoán trước những thảm họa này đang ập đến.

Chưa có đột phá

Trên thực tế, việc dự đoán động đất là rất khó. Mặc dù các nhà khoa học có thể thu thập được một số dữ liệu địa chấn sau khi có các trận động đất, họ còn gặp khó khăn vì chưa biết lựa chọn và sử dụng dữ liệu ấy ra sao để đưa ra dự báo.

“Khi chúng tôi mô phỏng động đất trong phòng thí nghiệm, chúng tôi có thể thấy tất cả sự cố nhỏ xảy ra, chẳng hạn một số vết nứt và đứt gãy xuất hiện đầu tiên”, ông Chris Marone, giáo sư khoa học địa chất tại Đại học Sapienza (Rome, Italy) và Đại học Penn State (Pensylvania, Mỹ), cho biết.

“Nhưng trong tự nhiên, có rất nhiều điều không chắc chắn khiến chúng ta thường không nhìn thấy điềm báo trước", ông nói.

Các nhà địa chất đã cố gắng sử dụng phương pháp khoa học hiện đại để dự đoán động đất ít nhất từ những năm 1960, nhưng không mấy thành công. Phần lớn lý do cho điều này là sự phức tạp của các hệ thống đứt gãy trải khắp toàn cầu, ông Marone giải thích.

Ngoài ra còn có rất nhiều tiếng ồn địa chấn do chuyển động liên tục của Trái Đất kết hợp với tiếng ồn do con người tạo ra khi tham gia giao thông, xây dựng và cuộc sống hàng ngày, khiến việc nhận ra các tín hiệu rõ ràng trở nên khó khăn.

Đống đổ nát sau trận động đất chết người ở Kahramanmaras, Thổ Nhĩ Kỳ hôm 15/2. Ảnh: Reuters/Nir Elias.

Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ, một dự đoán động đất thực sự hữu ích cần có ba yếu tố - vị trí, thời điểm và cường độ. Cho đến nay, không ai có thể đưa ra dự đoán chắc chắn đáp ứng cả 3 yếu tố trên, cơ quan này cho biết.

Thay vào đó, các nhà địa chất đưa ra những dự đoán tốt nhất trong khả năng của họ với "bản đồ hazard". Với phương tiện này, họ sẽ tính toán xác suất xảy ra động đất trong khung thời gian vài năm.

Mặc dù những điều này có thể giúp người dân và nhà chức trách chuẩn bị ở một mức độ nào đó, chẳng hạn cải thiện tiêu chuẩn xây dựng ở những khu vực có nguy cơ cao nhất, bản đồ này vẫn không đủ để đưa ra cảnh báo sớm và sơ tán người dân.

Bên cạnh các tín hiệu địa chấn, các nhà khoa học cũng tìm kiếm nhiều manh mối khác nhau, từ hành vi của động vật đến hiện tượng nhiễu loạn điện trong tầng khí quyển phía trên Trái Đất.

Chẳng hạn, giới khoa học Trung Quốc đã phát hiện các gợn sóng hạt tích điện trong tầng điện ly của Trái Đất trong những ngày trước động đất. Hiện tượng này xảy ra do những thay đổi trong từ trường phía trên các vùng đứt gãy.

Một nhóm khác có trụ sở tại Israel gần đây cũng tuyên bố có thể dự đoán các trận động đất lớn trước 48 giờ với độ chính xác 83% bằng cách kiểm tra những thay đổi về hàm lượng electron trên tầng điện ly trong 20 năm.

“Quá trình truyền năng lượng có thể xảy ra giữa thạch quyển và hai lớp bên trên - tầng khí quyển và tầng điện ly”, Mei Li, một trong những nhà nghiên cứu làm việc tại Trung tâm Mạng lưới Động đất Trung Quốc, cho biết.

Tuy nhiên, bà Li lưu ý rằng cơ chế của quá trình này vẫn còn gây tranh cãi, đồng thời cảnh báo rằng ngay cả với dữ liệu vệ tinh, những phát hiện của họ vẫn còn cần trải qua một chặng đường dài để có thể dự đoán động đất.

Bà Li cũng chỉ ra một vấn đề phức tạp khác: Những trận động đất lớn có thể gây ra thay đổi trong tầng điện ly cách xa tâm chấn, khiến việc xác định vị trí chính xác càng thêm khó khăn.

Kỳ vọng vào AI

Các nhà nghiên cứu khác đang tìm kiếm hướng đi mới.

Tại Nhật Bản, một số người khẳng định có thể sử dụng sự thay đổi của hơi nước trên các vùng động đất để đưa ra dự đoán. Các thử nghiệm cho thấy những dự đoán trên có độ chính xác 70%, nhưng phương pháp này chỉ có thể đưa ra dự đoán đối với tháng tiếp theo, theo Scientific Research.

Bên cạnh đó, ngày càng nhiều người kỳ vọng vào trí tuệ nhân tạo (AI) trong việc phát hiện các loại tín hiệu tinh vi mà con người bỏ lỡ.

Một người đàn ông ngồi trên đống đổ nát sau trận động đất chết người ở Kahramanmaras, Thổ Nhĩ Kỳ hôm 15/2. Ảnh: Reuters.

“Trong một vài trường hợp, (các nhà khoa học) đã tìm ra cách áp dụng AI trong quá trình dự đoán hậu động đất. Điều đó có nghĩa biện pháp này có thể có hiệu quả. Song vẫn chưa có đột phá lớn", giáo sư Marone nói.

Theo BBC, cho đến này, không ai có thể thành công đoán trước địa điểm và thời điểm xảy ra động đất.

“Chúng tôi không có cơ sở hạ tầng để thực hiện hoạt động giám sát cần thiết. Ai sẽ bỏ ra 100 triệu USD để lắp đặt bộ máy đo địa chấn mà chúng tôi sử dụng trong phòng thí nghiệm nhằm theo dõi đứt gãy?”, ông Marone nói.

“Chúng tôi biết cách dự đoán các trận động đất trong phòng thí nghiệm, nhưng không biết liệu chúng có thực sự áp dụng được với sự phức tạp của các đứt gãy trong thế giới thực hay không”, vị chuyên gia nhận định.

Và ngay cả khi thế giới có khả năng đưa ra dự báo tốt hơn, cách phản ứng cũng là một câu hỏi lớn. Cho đến khi độ chính xác được cải thiện, việc sơ tán toàn bộ thành phố hoặc yêu cầu người dân rời khỏi các tòa nhà rủi ro có thể rất tốn kém nếu mắc lỗi.

Song trí tuệ nhân tạo có thể đóng góp tức thời hơn trong các hoạt động hỗ trợ hậu động đất. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tohoku và Đại học Nhân dân Trung Quốc đã và đang phát triển nhiều công cụ sử dụng AI để phân loại thiệt hại do thiên tai gây ra từ hình ảnh vệ tinh, giúp các đội cứu hộ được cử đến nơi cần nhất.

Các thiết bị này sử dụng thuật toán đánh giá thiệt hại của tòa nhà và xác định các cấu trúc đã bị phá hủy hoàn toàn hoặc có khả năng gây nguy hiểm.

Cũng có hy vọng rằng các thuật toán có thể giúp giữ an toàn cho nhân viên cứu hộ và những người sống sót sau động đất bằng cách dự đoán tốt hơn các dư chấn sắp xảy ra.

"Bạn không cần phải biết nhiều về động đất và dư chấn để nhận ra những gì xảy ra ở Thổ Nhĩ Kỳ là tình huống rất bất thường khi có hai trận động đất thực sự lớn xảy ra liên tiếp. Trận thứ hai được kích hoạt bởi trận thứ nhất, nhưng đây là hai cú sốc lớn”, ông Marone kết luận.