Vào thứ Sáu, ngày 8 tháng 9 năm 2023, lúc 11 giờ. 11 giờ tối. m. giờ địa phương, cường độ 6. Trận động đất số 8 xảy ra gần Adassil, Maroc, cách Marrakech khoảng 50 dặm về phía nam. Trận động đất mạnh nhất tấn công Maroc trong hơn một thế kỷ
Báo cáo mới nhất cho thấy hơn 2.600 người chết và hơn 2.500 người bị thương. Chính phủ Maroc cho biết 1.452 người thiệt mạng ở gần tâm chấn ở tỉnh miền núi Al-Haouz. Con số thương vong dự kiến sẽ tăng lên khi lực lượng cứu hộ tiếp tục hoạt động, bước sang ngày thứ ba. Những bức tường và tòa nhà lịch sử đã sụp đổ ở khu phố cổ của Marrakech, nơi các công trình được làm từ đá và khối xây không đủ khả năng chịu được động đất. Hàng nghìn người đã trải qua đêm thứ ba trên đường phố, nhiều người mất nhà cửa và những người khác vì lo sợ dư chấn tiếp theo
Phần lớn thiệt hại xảy ra ở các vùng nông thôn xung quanh Marrakech, bao gồm các tỉnh al-Haouz, Ouarzazate, Azilal, Chichaoua và Taroudant. Các tỉnh này là một phần của vùng Marrakech-Safi rộng lớn hơn, nơi có 4. 5 triệu người. Liên Hợp Quốc ước tính có khoảng 300.000 người bị ảnh hưởng bởi trận động đất. Vẫn còn lo ngại về khả năng tiếp cận các ngôi làng xa xôi ở Dãy núi Atlas của các chuyên gia tìm kiếm và cứu hộ
Mặc dù hiện tại không có báo cáo nào về việc các bệnh viện trong khu vực bị thiệt hại lớn, nhưng có khả năng một số cơ sở chăm sóc sức khỏe ban đầu - đặc biệt là ở các khu vực nông thôn bị ảnh hưởng nặng nề hơn - sẽ bị hư hại. Bắt đầu từ những giờ đầu sau trận động đất, những người bị thương từ các khu vực xung quanh bắt đầu đến Marrakech để điều trị y tế, đây là dấu hiệu cho thấy các cơ sở y tế đã bị hư hại và truyền thông địa phương đưa tin rằng đã có rất nhiều nạn nhân phải đến phòng cấp cứu.
Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu tại Viện Hải dương học Scripps của UC San Diego sử dụng cách tiếp cận đa ngành để làm sáng tỏ sự phức tạp của hai trận động đất chết người có cường độ gần như ngang nhau xảy ra ở Thổ Nhĩ Kỳ và Syria vào tháng 2. 6, 2023
Nghiên cứu được công bố hôm nay trên tạp chí Science cho thấy mỗi trận động đất trong số hai trận động đất đo được ở cường độ 7. 8 và 7. 7 lần lượt có những yếu tố bất ngờ cộng lại khiến rung chuyển càng có sức tàn phá lớn hơn
Nhà địa vật lý Scripps, Yury Fialko, đồng tác giả của bài báo, cho biết: “Các trận động đất xảy ra trên các đường đứt gãy đã biết và theo nghĩa này đã được dự đoán trước”. “Điều bất ngờ là quy mô của chúng – chúng lớn hơn nhiều so với bất kỳ trận động đất nào được biết đến trước đây trên cùng các đứt gãy. Điều này xảy ra bởi vì những trận động đất này đã gây ra nhiều điều bất ngờ mà lẽ ra chúng không nên làm. ”
Trận động đất đầu tiên trong số hai trận động đất có cường độ mạnh hơn do một “thác” đứt gãy không thể xảy ra, xuyên qua nhiều khúc cua và điểm nối đứt gãy thường được cho là đóng vai trò là rào cản đối với sự đứt gãy lan truyền. Trận rung chuyển thứ hai còn gây thêm ảnh hưởng do một hiện tượng bất ngờ gọi là đứt gãy siêu cắt, trong đó đứt gãy vỡ ra nhanh hơn sóng biến dạng địa chấn có thể truyền qua lớp vỏ Trái đất, tạo ra hiệu ứng giống như tiếng nổ siêu âm giúp khuếch đại sức tàn phá của trận động đất.
Fialko cũng nói rằng bằng cách liệt kê các khía cạnh kỳ lạ và bất thường của những trận động đất này, các phát hiện nhấn mạnh sự cần thiết phải đưa khả năng xảy ra các sự kiện hiếm hoặc cực đoan tương tự vào kế hoạch chuẩn bị cho trận động đất trên toàn thế giới. Đặc biệt, ông cho biết việc kết hợp các kịch bản hiếm gặp nhưng có thể xảy ra sẽ là một bài tập có giá trị ở các khu vực gần Đứt gãy San Andreas ở California, nơi mà theo ông là một hệ thống đứt gãy có cấu trúc tương tự hệ thống Đứt gãy Đông Anatolian đã tạo ra hai trận động đất này.
Giống như California, Thổ Nhĩ Kỳ là quốc gia động đất. Nó nằm giữa một loạt các đứt gãy trượt ngang phức tạp, nơi các mảng kiến tạo Á-Âu, Ả Rập và Anatolia gặp nhau. Mảng Ả Rập đang di chuyển về phía bắc về phía mảng Á-Âu, với toàn bộ Thổ Nhĩ Kỳ và mảng Anatolian của nó bị ép giữa hai mảng
Fialko nói: “Sự tương tự đơn giản nhất là hạt dưa hấu”. “Chúng trơn và nếu bạn bóp một cái vào giữa các ngón tay thì nó sẽ bắn ra theo một hướng. Có lực nén ở cả hai mặt của mảng Anatolian và nó đang cố gắng bắn ra hướng Tây giống như hạt dưa hấu giữa hai ngón tay. ”
Dọc theo các ranh giới kiến tạo này, ứng suất có thể tích tụ ở các lớp đá phía trên của vỏ Trái đất dọc theo đứt gãy nếu hai bên bị kẹt do ma sát và áp suất kẹp khi các mảng bên dưới tiếp tục trượt sâu khoảng 20 km [12 dặm] dưới lòng đất. Động đất xảy ra khi ứng suất tích lũy cuối cùng đã vượt qua được áp lực ma sát và kẹp tác động lên lớp vỏ trên và hai bên của đứt gãy trượt đột ngột và dữ dội để bắt kịp chuyển động kiến tạo xảy ra ở độ sâu.
Tất cả điều này có nghĩa là khu vực xung quanh Thổ Nhĩ Kỳ có lịch sử lâu dài về các trận động đất lớn, chết người, từ trận phá hủy thành phố Aleppo của Syria năm 1138 đến trận động đất năm 1999 tấn công thành phố İzmit của Thổ Nhĩ Kỳ.
Các nhà nghiên cứu tại Scripps bắt đầu nghiên cứu các trận động đất năm 2023 gần như ngay lập tức sau khi chúng xảy ra với hy vọng hiểu rõ hơn về quá trình dẫn đến những sự kiện địa chấn tàn khốc cướp đi sinh mạng của hơn 50.000 người trên khắp Thổ Nhĩ Kỳ và Syria. Quỹ khoa học quốc gia, NASA, U. S. Khảo sát Địa chất, Quỹ Xanh Cecil và Ida và Chương trình Nghiên cứu và Đổi mới Horizon 2020 của Liên minh Châu Âu đều đóng góp vào việc tài trợ cho nghiên cứu
Đặc điểm không phổ biến rõ ràng nhất của các trận động đất là cường độ gần như giống hệt nhau của chúng, không cần phân tích nhiều để nhận ra. Trận động đất thứ hai, xảy ra sau trận đầu tiên khoảng chín giờ, về mặt kỹ thuật không phải là một dư chấn mà là hành động thứ hai của cái được các nhà địa chấn học gọi là trận động đất kép - hai trận động đất có cường độ tương tự xảy ra trong một khoảng thời gian tương đối ngắn.
Để tìm hiểu thêm, nhóm đã kết hợp ba nguyên tắc. quan sát trắc địa được thu thập qua vệ tinh, bản ghi địa chấn trên mặt đất và hai loại mô phỏng mô hình máy tính để tái tạo các trận động đất
Thành phần trắc địa của nghiên cứu đã sử dụng các vệ tinh để đo lường những thay đổi trên bề mặt Trái đất có thể định lượng độ trượt, cho phép các nhà nghiên cứu đưa ra suy luận về những thay đổi địa chất xảy ra bên dưới bề mặt trong trận động đất. Các phép đo địa chấn đến từ hàng trăm thiết bị địa chấn được đặt ở khu vực lân cận với trận động đất và trên toàn cầu để ghi lại các sóng địa chấn gợn sóng trên Trái đất. Khía cạnh địa chấn của nghiên cứu không chỉ cho thấy cường độ của trận động đất mà còn cho thấy chúng tiến triển như thế nào theo thời gian.
Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã kết hợp những quan sát này với hai loại mô hình máy tính để cố gắng tìm hiểu xem hai trận động đất đã xảy ra như thế nào và nguyên nhân gây ra chúng. Loại mô hình đầu tiên được gọi là mô hình động học. Về cơ bản, các nhà nghiên cứu đã thêm dữ liệu quan sát của họ vào mô hình động học để lập bản đồ cách các vết đứt di chuyển dọc theo các đứt gãy với mục tiêu tạo ra bức tranh chi tiết nhất về những gì xảy ra bên dưới bề mặt Trái đất.
Từ mô hình động học về sự đứt gãy của đứt gãy này, nhóm nghiên cứu đã có thể đảo ngược cấu hình ứng suất ban đầu gây ra động đất. Với những ứng suất ban đầu này, các nhà nghiên cứu sau đó đã chuyển sang cái được gọi là mô hình động lực 3D hoặc dựa trên vật lý.
Loại mô hình máy tính này giống như chạy mô phỏng 3D hơn. Nhóm nghiên cứu nhập các ứng suất ban đầu và sau đó, với sự trợ giúp của siêu máy tính chạy trong vài ngày trong một số trường hợp, mô hình sẽ đưa ra kịch bản dựa trên các phương trình phức tạp thể hiện kiến thức của chúng ta về vật lý chi phối động đất
Fialko cho biết: “Bằng cách lặp đi lặp lại này, chúng tôi có thể tạo ra các kịch bản đứt gãy phù hợp với những quan sát của chúng tôi cũng như phù hợp về mặt cơ học với những gì chúng tôi biết về ma sát và ứng suất động”. “Điều này có thể giúp chúng tôi hiểu được cơ chế đằng sau trận động đất và tái hiện lại những gì đã xảy ra.”. ”
Nhiều dòng phân tích này tiết lộ rằng cường độ ban đầu 7. Trận động đất cấp 8 bắt đầu với cường độ 6 độ richter. 8 trong một nhánh phụ của Đứt gãy Đông Anatolian được gọi là Đứt gãy Nurdağı-Pazarcık và sau đó lan sang Đứt gãy Đông Anatolian chính. Ngoài việc phá vỡ điểm nối này với đứt gãy Đông Anatolian, vết đứt gãy còn phá vỡ ba điểm gấp khúc và phân nhánh khác trong đứt gãy, những rào cản thường được cho là có tác dụng ngăn chặn quá trình lan truyền các đứt gãy. Việc vượt qua bốn rào cản đứt gãy này là một phần nguyên nhân khiến trận động đất tăng cường độ từ 6 độ richter trở lên. 8 đến 7. 8
Trận động đất đầu tiên này đã làm bung các tảng đá bị kẹp của Đứt gãy Đông Anatolian theo cả hai hướng với tổng chiều dài đứt gãy khoảng 300 km [186 dặm] – đường đứt gãy dài nhất được biết đến dọc theo đứt gãy. Fialko cho biết, thực tế là vết nứt lan truyền theo cả hai hướng khi nó đến Đứt gãy Đông Anatolian cũng là một điều bất ngờ, vì chỉ một trong các hướng được ưu tiên về mặt cơ học.
Theo Zhe Jia, một học giả sau tiến sĩ tại Scripps và là tác giả chính của nghiên cứu, cường độ 7. Sự kiện 8 đã gây ra nhiễu loạn ứng suất tĩnh và động trong hệ thống đứt gãy, bao gồm cả sự trượt lên đến 8 mét [26 feet] ở một số nơi, có thể gây ra trận động đất thứ hai chín giờ sau đó
Jia lưu ý rằng các lỗi trong một hệ thống phức tạp như thế này luôn có sự trao đổi với nhau.
Jia cho biết: “Sự giải phóng ứng suất ở một phần của hệ thống đứt gãy sẽ tác động đến các phần lân cận, có khả năng gây thêm ứng suất hoặc giảm áp lực kẹp theo những cách khiến khả năng xảy ra đứt gãy cao hơn”.
Tuy nhiên, nghiên cứu hiện tại vẫn chưa thể giải thích đầy đủ tại sao cường độ thứ hai 7. Trận động đất thứ 7 mất chín giờ để bắt đầu
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng trận động đất thứ hai xảy ra trên đứt gãy Savrun-Çardak, với tổng chiều dài đứt gãy chỉ khoảng 150 km [93 dặm] theo hướng đông sang tây. Mặc dù chiều dài vết nứt chỉ bằng khoảng một nửa so với trận động đất đầu tiên, nhưng trận động đất thứ hai gần như có cường độ bằng trận đầu tiên vì nó có độ trượt lớn hơn [lên tới 10 mét hoặc 32 feet] và vì nó có vết nứt siêu cắt.
Trong các trận động đất siêu cắt, sự đứt gãy tiến triển nhanh hơn sóng biến dạng địa chấn có thể truyền qua lớp vỏ Trái đất
“Khái niệm này tương tự như sự bùng nổ âm thanh, trong đó một vật thể di chuyển nhanh hơn tốc độ âm thanh”, Jia nói. “Khi tốc độ đứt gãy siêu cắt xảy ra, biên độ của sóng địa chấn cao hơn và chúng giữ năng lượng trên khoảng cách lớn hơn, điều này có thể gây ra biến dạng mặt đất lớn hơn và khiến mặt đất rung chuyển có sức tàn phá mạnh hơn. ”
Các vết nứt siêu cắt không phổ biến về mặt thống kê và thậm chí còn phổ biến hơn ở các đứt gãy như Savrun-Çardak, vốn bị lởm chởm và được coi là chưa trưởng thành về mặt địa chất vì nó chưa tích lũy nhiều trượt từ hoạt động địa chấn trước đó. Nói chung, các đứt gãy chưa trưởng thành vỡ ra chậm hơn so với các đứt gãy trưởng thành, khiến cho các sự kiện siêu cắt ít có khả năng xảy ra hơn.
Fialko cho biết, các kết quả nêu bật những lợi thế của việc kết hợp nhiều dòng quan sát với các mô hình máy tính dựa trên vật lý và dựa trên dữ liệu khi hiểu được động lực học phức tạp dẫn đến các trận động đất lớn.
Ông cho biết nghiên cứu này cũng nhấn mạnh sự cần thiết phải lập kế hoạch cho các tình huống hiếm gặp mặc dù khả năng xảy ra của chúng rất xa vời.
Fialko cho biết: “Chúng tôi không thể chỉ dựa vào những gì chúng tôi thấy trong hồ sơ cổ địa chấn khi đánh giá các mối nguy hiểm địa chấn”. “Quá khứ là lời mở đầu, nhưng chỉ ở một mức độ nào đó. Luôn có khả năng trận động đất tiếp theo sẽ lớn hơn trận động đất trước đó. ”
Bài học này có liên quan đến California, nơi mà Fialko cho rằng có thể hữu ích khi xem xét khả năng đứt gãy San Andreas bị vỡ theo những cách khó có thể xảy ra về mặt thống kê, đặc biệt là do nó có cấu trúc tương tự với hệ thống đứt gãy Đông Anatolian.
Các sinh viên tốt nghiệp của Scripps là Zeyu Jin, Xiaoyu Zou và John Rekoske, cùng các giảng viên Alice-Agnes Gabriel, Wenyuan Fan và Peter Shearer đã đóng góp cho nghiên cứu. Mathilde Marchandon và Thomas Ulrich của Đại học Ludwig-Maximilians, cũng như Fatih Bulut và Asli Garagon của Đại học Bogazici cũng là đồng tác giả