Chuyển động kiếp khích lệch và hoạt động địa chấn của Đài Loan

Tổng quan trong 30 giây

Đài Loan nằm ở giao tiếp giữa kiếp khích lục Đâu Á và kiếp khích biển Philippines, sự va chạm mạnh mẽ giữa các kiếp khích tạo nên cấu trúc địa chất độc đáo và các hoạt động địa chấn thường xuyên của Đài Loan. Toàn đảo được phân bố 36 đứt gãy hoạt động, trong đó dải địa chấn phía tây có trạng thái gần bề mặt nhưng dân cư đông đúc, trong khi dải địa chấn phía đông có trạng thái sâu nhưng hoạt động thường xuyên.

Trận địa chấn lớn năm 1999 (quy mô Richter 7.3) là thảm họa địa chấn nặng nhất trong lịch sử hiện đại của Đài Loan; bản đồ đứt gãy cập nhật năm 2021 bởi Trung tâm Đào tạo Địa chất là cơ sở trọng tâm cho kế hoạch phòng chống thiên tai hiện nay. Mật độ địa chấn của Đài Loan nằm trong hàng đầu thế giới, đồng thời là một địa điểm nghiên cứu quan trọng về cấu trúc kiếp khích.

Từ khóa: Hội tụ kiếp khích, Đứt gãy hoạt động, Dải địa chấn, Đứt gãy Trượt Leng, Vận động dựng

Tại sao điều này quan trọng

Nguồn gốc địa chất của Đài Loan

Sự tồn tại của Đài Loan chính là một phép màu địa chất. Cách đây khoảng 5 triệu năm, Đài Loan vẫn là một dải nước rộng lớn, cho đến khi kiếp khích biển Philippines đẩy về phía tây tương tác với kiếp khích lục Đâu Á, dần nâng lên mặt nước. Sự tác động địa chất mạnh mẽ này vẫn đang tiếp tục cho đến ngày nay, khiến Đài Loan trở thành một trong những địa điểm nghiên cứu cấu trúc kiếp khích tốt nhất thế giới.

Sự va chạm giữa các kiếp khích diễn ra với tốc độ 7-8 cm mỗi năm, khiến bề mặt Đài Loan liên tục được nâng lên, đồng thời khiến địa chấn trở thành số phận không thể tránh khỏi của hòn đảo này.

Sống trên Trái Đất động

Đối với người dân Đài Loan, địa chấn là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. Từ các quy định pháp lý về thiết kế chịu đựng động lực trong kiến trúc cho đến sự lan truyền rộng rãi của giáo dục phòng chống thiên tai, xã hội Đài Loan đã phát triển một nền văn hóa sống chung với các trận địa chấn. Hiểu rõ đặc điểm địa chất của Đài Loan không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại từ thiên tai mà còn sâu sắc hơn trong nhận thức về mảnh đất này.

Sau trận địa chấn lớn năm 1999, các quy định pháp lý về khả năng chịu đựng động lực trong kiến trúc của Đài Loan được sửa đổi toàn diện, hệ thống cảnh báo sớm địa chấn của Đài Loan cũng dần trở thành một trong những hệ thống tiên tiến nhất châu Á.

Cấu trúc kiếp khích và nền tảng địa chất

Vị trí địa lý của hai kiếp khích va chạm

Đài Loan may mắn nằm ở một trong những vùng biên giới kiếp khích hoạt động nhất thế giới. Ở phía tây của Đài Loan là kiếp khích lục Đâu Á ổn định; ở phía đông là kiếp khích biển Philippines hoạt động. Hai kiếp khích này đẩy nhau với tốc độ khoảng 7-8 cm mỗi năm, tương đương với tốc độ sinh trưởng móng tay, dường như chậm nhưng mạnh mẽ đến không ngờ.

Ở phía bắc đông biển Đài Loan, kiếp khích biển Philippines trượt dưới kiếp khích lục Đâu Á, tạo ra vách biển Okinawa; ở phía nam đông biển Đài Loan, tình huống ngược lại, kiếp khích lục Đâu Á trượt dưới kiếp khích biển Philippines, tạo ra vách biển Manila. Đài Loan đang ở giữa khu vực chuyển đổi giữa hai hướng trượt ngược lại nhau này, tạo ra cấu trúc địa chất cực kỳ phức tạp.

Tiến trình dựng non

Quá trình hình thành dãy núi của Đài Loan là một quá trình đang tiếp tục. Dãy Trung nguyên là sản phẩm trực tiếp của sự va chạm giữa các kiếp khích, hầu hết các ngọn núi cao hơn 3.000 mét tập trung ở đây. Sự dựng non của Đài Loan không đồng đều: Dãy Trung nguyên và khu vực phía đông được nâng lên hàng vài mm đến gần một cm mỗi năm, trong khi khu vực phía tây so với ổn định hơn, một số khu vực ven biển thậm chí đang chìm xuống.

Sự "bất đối xứng" trong sự nâng lên này giải thích tại sao phía đông của Đài Loan có nhiều dãy núi đẹp nhưng phía tây có nhiều đồng bằng và thung lũng. Phong cảnh địa lý của Đài Loan vẫn đang phát triển — chúng ta đang nhìn thấy Đài Loan ngày nay, sẽ hoàn toàn khác biệt so với một triệu năm trước hoặc một triệu năm sau.

Phân bố dải địa chấn của Đài Loan

Dải địa chấn phía tây: Mối đe dọa sâu và gần bề mặt

Dải địa chấn phía tây bao phủ toàn bộ khu vực phía tây của Đài Loan, từ đồng bằng Bắc Đài cho đến đồng bằng Pingdong. Dải địa chấn này có một số đặc điểm:

Độ sâu nguồn gốc nông: Hầu hết các nguồn gốc địa chấn ở đây có độ sâu từ 10-20 km, thuộc sự hoạt động của các đứt gãy trong lõi đá. Dù có quy mô không nhất thiết lớn, các trận địa chấn nông vì gần bề mặt nên thường gây cảm giác mạnh và thiệt hại nặng hơn.

Hệ thống đứt gãy phức tạp: Dải địa chấn phía tây được phân bố nhiều đứt gãy hoạt động, bao gồm đứt gãy Trượt Leng, đứt gãy Changhua, đứt gãy Xincheng và các đứt gãy khác. Hầu hết các đứt gãy này là đứt gãy nghịch, phản ánh môi trường cấu trúc nén giữa đông và tây.

Đe dọa đối với dân cư lớn: Vì khoảng 80% dân số Đài Loan sinh sống ở khu vực phía tây, bất kỳ hoạt động mạnh mẽ nào ở dải địa chấn phía tây đều có thể gây thương vong và thiệt hại kinh tế nghiêm trọng. Trận địa chấn lớn năm 1999 chính là ví dụ điển hình.

Dải địa chấn phía đông: Những cú đánh thường xuyên từ sự trượt dưới biển

Dải địa chấn phía đông chủ yếu nằm ở ven biển phía đông của Đài Loan đến đất liền phía đông, với đặc điểm hoàn toàn khác biệt so với phía tây:

Độ sâu nguồn gốc thay đổi lớn: Từ những trận địa chấn nông vài km đến những trận địa chấn sâu 300 km, tạo thành một dải địa chấn nghiêng về phía tây, đây chính là bằng chứng của sự trượt dưới của kiếp khích biển Philippines.

Tần suất địa chấn rất cao: Tần suất địa chấn ở khu vực phía đông cao hơn nhiều so với phía tây, gần như mỗi ngày đều có những trận địa chấn nhỏ và lớn. Tuy nhiên, do mật độ dân cư thấp hơn, thiệt hại thường nhỏ hơn.

Rủi ro sóng thần từ địa chấn: Những trận địa chấn lớn ở ven biển phía đông có thể gây ra sóng thần, đe dọa các khu vực ven biển phía đông. Trận địa chấn 918 tại Chiayi năm 2022 chính là ví dụ tiêu biểu cho hoạt động của dải địa chấn phía đông.

Dải địa chấn phía đông bắc: Sự giao thoa giữa lửa và đất

Khu vực phía đông bắc của Đài Loan, bao gồm khu vực lớn Đài Bắc, chịu ảnh hưởng từ sự mở rộng của vách biển Okinawa và hoạt động lửa, tạo ra môi trường địa chấn độc đáo. Dù dãy lửa Đại Thượng hiện đang ở trạng thái ngủ yên, nhưng vẫn có hoạt động địa chấn nhẹ nhàng, nhắc nhở chúng ta về mối đe dọa lửa tiềm tàng ở phía bắc của Đài Loan.

Phân bố và đặc điểm của các đứt gãy hoạt động

Tình trạng hiện tại của các đứt gãy hoạt động

Hiện nay, Đài Loan xác nhận có tổng cộng 36 đứt gãy hoạt động (theo bản cập nhật năm 2021 của Trung tâm Đào tạo Địa chất và Quản lý Khoáng sản)¹，bao gồm các đứt gãy như Mizun, Chiayi, Trượt Leng và các đứt gãy khác. Hệ thống xếp hạng hoạt động cũ đã bị hủy bỏ hoàn toàn, hiện nay chuyển sang sử dụng cơ chế phân vùng khu vực nhạy cảm về địa chất để quản lý. Mỗi đứt gãy có mức độ đe dọa khác nhau từ các trận địa chấn, là cơ sở cho kế hoạch phòng chống thiên tai.

Hạn chế xây dựng trên các đứt gãy

Để giảm thiểu thiệt hại từ các trận địa chấn, chính phủ đã áp dụng các biện pháp kiểm soát sử dụng đất nghiêm ngặt đối với các đứt gãy hoạt động. Trong phạm vi 15m hai bên của các đứt gãy lộ ra (tức là "dải đứt gãy")，đất công hoàn toàn cấm xây dựng, đất tư nhân chỉ được phép xây dựng tối đa hai tầng, dưới 7m. Mặc dù quy định này gây ra hạn chế cho sự phát triển đất đai, nhưng nó có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ an toàn tính mạng sống của người dân.

Bài học từ đứt gãy Trượt Leng

Đứt gãy Trượt Leng là đứt gãy chính gây ra trận địa chấn lớn năm 1999, dài khoảng 105 km, trong lúc địa chấn, sản sinh ra sự dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất là 8m, trực tiếp gây ra sự phá hủy bề mặt và sụp đổ các công trình. Nghiên cứu sau trận địa chấn phát hiện rằng các công trình trong phạm vi 200m phía trên và 100m phía dưới của đứt gãy bị hư hại nặng nhất, phát hiện này trực tiếp ảnh hưởng đến sự sửa đổi các quy định pháp lý về kiến trúc sau này.

Những trận địa chấn lớn trong thời hiện đại

921 Trận địa chấn Địịa chấn lớn tại Trang Sứ (1999/9/21)

Vào lúc 1h47 sáng ngày 21 tháng 9 năm 1999, tại khu vực gần thị trấn Jiji, tỉnh Nantou, một trận địa chấn với quy mô Richter 7.3 xảy ra, với cường độ tối đa 7 độ. Trận địa chấn này gây ra 2.415 người tử vong, 11.305 người bị thương, hơn 100.000 ngôi nhà bị sụp đổ hoặc bị hư hại nặng, với ước tính thiệt hại kinh tế trực tiếp vượt qua 300 tỷ đồng Đài Loan, trở thành thảm họa tự nhiên gây thương vong nặng nhất trong lịch sử chiến tranh của Đài Loan (trận địa chấn lớn tại Hsinchu và Taichung năm 1935 với 3.276 người tử vong vẫn là mức cao nhất trong thế kỷ 20). Đứt gãy Trượt Leng dài khoảng 105 km, một số nơi có sự dịch chuyển thẳng đứng lên đến 8m. Trận địa chấn 921 thúc đẩy sự sửa đổi toàn diện các quy chuẩn pháp lý về khả năng chịu đựng động lực trong kiến trúc của Đài Loan, đồng thời mạnh mẽ tăng cường năng lực nghiên cứu kỹ thuật địa chấn, đặt nền móng cho hệ thống phòng tránh địa chấn hiện đại của Đài Loan.²

0403 Trận địa chấn Hualien (2024/4/3)

Vào lúc 7h58 sáng ngày 3 tháng 4 năm 2024, ở ven biển phía đông của Đài Loan (ven biển Hualien), một trận địa chấn với quy mô ML 7.2 (quy mô địa phương)/Mw 7.4 (quy mô dòng chảy) xảy ra, trở thành trận địa chấn lớn nhất kể từ năm 1999. Trận địa chấn này gây ra 18 người tử vong, 1.155 người bị thương, nhiều tòa nhà cao tầng ở thành phố Hualien bị nghiêng nặng. Con đường mòn Sanda vì bị địa chấn kích hoạt nên sụp đổ lớn lát cắt, nhiều khách du lịch bị chôn vùi, hoạt động cứu hộ kéo dài vài ngày. Hệ thống cảnh báo sớm đưa ra báo cáo đầu tiên ước tính quy mô là 6.2, dự báo cường độ ở Bắc Đài chưa đạt ngưỡng 4 độ nên không phát ra cảnh báo, trở thành một trường hợp quan trọng trong việc xem xét lại hệ thống cảnh báo sớm sau này.³⁴

Hệ thống giám sát và cảnh báo sớm địa chấn

Mạng lưới giám sát dày đặc

Đài Loan đã xây dựng một trong những mạng lưới giám sát địa chấn dày đặc nhất thế giới. Trung tâm Đo lường và Dự báo Địa chấn của Cục Khí tượng Đài Loan, kể từ khi thành lập năm 1989 với 71 trạm, cho đến năm 2012 khi mạng lưới quan sát mới thế hệ được đưa vào sử dụng, đã mở rộng lên hơn 170 trạm quan sát thời gian thực, trung bình khoảng 200 km vuông mỗi điểm giám sát. ³ Mạng lưới dày đặc này có khả năng xác định vị trí và quy mô của trận địa chấn trong vòng 20-30 giây sau khi địa chấn xảy ra.

Hệ thống cảnh báo sớm địa chấn sớm (EEW)

Hệ thống cảnh báo sớm địa chấn sớm (EEW) của Đài Loan là một trong những hệ thống tiên tiến nhất châu Á. Khi một trận động lực mạnh xảy ra, hệ thống có thể phát ra cảnh báo trong vài giây đến vài chục giây trước khi sóng động lực đến, mang lại thời gian quý giá cho mọi người để trốn thoát. Dù thời gian cảnh báo ngắn ngủi, nhưng đối với các tàu hỏa chạy nhanh và thiết bị công nghiệp nhạy cảm, nó mang lại giá trị phòng chống thiên tai then chốt.

Dịch vụ cảnh báo sớm địa chấn thời gian thực

Dịch vụ cảnh báo sớm địa chấn thời gian thực được ra mắt vào năm 2016, thông qua truyền hình, phát thanh, đẩy thông báo điện thoại thông minh và các kênh khác, tự động phát hành cảnh báo khi dự báo cường độ đạt 4 độ trở lên. Đài Loan là một trong những quốc gia đầu tiên xây dựng hệ thống cảnh báo sớm địa chấn toàn dân, và là nhà tiên phong ở khu vực châu Á.

Địa chấn và xã hội Đài Loan

Phát triển công nghệ chịu đựng động lực trong kiến trúc

Công nghệ chịu đựng động lực trong kiến trúc của Đài Loan được tích lũy và cải tiến qua từng trận địa chấn. Từ các thiết kế chịu đựng động lực tĩnh ban đầu cho đến các công nghệ hiện đại như cách ly và giảm số, năng lực chịu đựng động lực trong kiến trúc của Đài Loan đã đạt tới trình độ tiên tiến thế giới. Bộ giảm số điều chỉnh (TMD) nổi tiếng trên tòa nhà Đài Bắc 101 chính là một ví dụ tiêu biểu của công nghệ giảm số.

Hình thành văn hóa địa chấn

Quan điểm của người dân Đài Loan đối với địa chấn vừ là thận trọng vừa là bình tĩnh. Từ các bài tập luyện tránh thoát khẩn cấp ở trường tiểu học cho đến sự chuẩn bị túi trại khẩn cấp gia đình, cũng như phản ứng "ngồ xuống, trốn sau, giữ vững" khi có địa chấn, tất cả đã trở thành một phần không thể thiếu của văn hóa Đài Loan.

Câu nói "người dân Đài Loan không sợ địa chấn" không có nghĩa là người dân Đài Loan không quan tâm đến địa chấn, mà là họ đã học cách sống chung với các trận địa chấn, trong khi tôn kính thiên nhiên, họ sử dụng khoa học và công nghệ để giảm thiểu rủi ro thiên tai.

Đóng góp của Đài Loan vào nghiên cứu địa chấn quốc tế

Môi trường địa chất đặc biệt và dữ liệu địa chấn phong phú của Đài Loan thu hút nhiều nhà địa chấn học từ khắp nơi trên thế giới đến nghiên cứu hợp tác. Những thành quả nghiên cứu của Đài Loan về hành vi đứt gãy và cảnh báo sớm đã được đăng trên các tạp chí quốc tế, mang lại giá trị tham khảo trực tiếp cho thực hành phòng chống thiên tai toàn cầu.

Những thách thức phía trước

Mối đe dọa mới từ biến đổi khí hậu

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra việc biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng đến hoạt động địa chấn. Lượ lượng mưa cực đoan tăng lên có thể thay đổi áp lực nưới ngầm, từ đó ảnh hưởng đến độ ổn định của các đứt gãy. Đài Loan cần đưa những yếu tố rủi ro mới này vào kế hoạch phòng chống thiên tai địa chấn.

Tác động đô thị hóa hai mặt

Tiến trình đô thị hóa của Đài Loan mang lại tác động hai mặt: Một phía, hiệu suất chịu đựng động lực trong kiến trúc của các công trình hiện đại được cải thiện đáng kể; Mặt khác, dân số và tài sản ngày càng tập trung, nếu có một trận địa chấn lớn, thiệt hại tiềm tàng càng lớn. Làm sao để cân bằng giữa sự phát triển và an toàn là thách thức lâu dài mà Đài Loan phải đối mặt.

Cơ hội từ đổi mới công nghệ

Trí tuệ nhân tạo, phân tích dữ liệu lớn, Internet vạn vật thể và các công nghệ mới khác mang lại khả năng mới cho nghiên cứu địa chấn và phòng chống thiên tai. Đài Loan đang khám phá cách sử dụng những công nghệ này để cải thiện khả năng dự báo địa chấn và hệ thống cảnh báo sớm, khiến công tác phòng chống thiên tai trở nên chính xác và hiệu quả hơn.

Tài liệu tham khảo