Địa chấn học – Wikipedia tiếng Việt

Địa chấn học là một lĩnh vực quan trọng của địa vật lý, là khoa học nghiên cứu về động đất và sự lan truyền sóng địa chấn (Seismic waves) trong Trái Đất hoặc hành tinh tương tự khác.

Thuật ngữ Seismology có nguồn từ tiếng Hy Lạp σεισμός (động đất) và -λογία (nghiên cứu). Địa chấn học nghiên cứu về động đất do các nguồn khác nhau, như quá trình kiến tạo, núi lửa, đại dương, khí quyển, và các nguồn nhân tạo. Nó nghiên cứu cả tác động động đất tới môi trường như sóng thần.

Những nghiên cứu để thu được thông tin về các trận động đất trong quá khứ thì tập hợp trong Cổ địa chấn (Paleoseismology).[1]

Địa chấn học bao gồm địa chấn lớn (Seismology), và phần ứng dụng là thăm dò địa chấn (Seismic exploration) để khảo sát địa chất, môi trường và thăm dò tài nguyên khoáng sản.

Các loại sóng địa chấn.

Sóng địa chấn (Seismic wave) là dạng sóng cơ học chứa năng lượng và lan truyền trên mặt hay trong lòng Trái Đất hoặc hành tinh khác.
Sự khác nhau về cách thức lan truyền, đặc trưng dao động của phần tử môi trường,… dẫn đến việc phân chia ra các loại sóng địa chấn. Sự khác biệt lớn nhất là giữa sóng khối (Body waves) và sóng mặt (Surface waves).[2][3]

Sóng khối : P., S, và sóng mặt : Love, Rayleigh

Sóng khối (Body waves) truyền qua phần bên trong của Trái Đất. Nó tạo ra đường tia sóng (raypath) bị cong hay khúc xạ do các thay đổi mật độ và modul (độ cứng) ở phần bên trong của Trái Đất. Mật độ và modul thay đổi tùy theo nhiệt độ, thành phần, và pha của vật chất. Hiệu ứng này tương tự như sự khúc xạ của sóng ánh sáng.
Sóng khối có hai loại chính:

Sóng mặt (Surface waves) lan truyền trên bề mặt, là mặt tiếp giáp giữa các pha của vật chất là rắn-không khí, nước-không khí, và rắn-lỏng. Bùn nhão phủ trên đá cứng có thể xem là gần lỏng và sóng mặt xuất hiện ở mặt đá cứng. Sóng mặt lan truyền chậm hơn sóng khối (P và S), và dao động của hạt môi trường có dạng phức tạp, nhưng biên độ giảm dần theo độ sâu. Trong trận động đất mạnh, sóng mặt có thể có biên độ của một vài cm, và là sóng gây phá hủy.[4]

Thăm dò địa chấn.

Thăm dò địa chấn là tập hợp các phương pháp địa chấn dùng các nguồn có kiểm soát như nổ mìn, rung, đập, các nguồn phát chuyên dụng (Seismic Source),… phát sóng địa chấn vào môi trường đất đá hoặc nước, và bố trí quan sát thích hợp để thu được trường sóng địa chấn. Quan sát trường sóng được tập hợp thành băng ghi địa chấn. Xử lý phân tích các băng ghi sẽ thu được phân bố các ranh giới địa chấn, tốc độ truyền sóng và đặc trưng truyền, từ đó giải đoán ra cấu trúc địa chất, thành phần, tính chất, trạng thái đất đá dưới sâu hoặc độ sâu, hoặc trạng thái đáy nước.

Nó Giao hàng xử lý những trách nhiệm địa chất khác nhau, như điều tra và nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất, tìm kiếm thăm dò dầu khí, tài nguyên tài nguyên, hải dương học, địa chất biển, vẽ map địa hình vùng nước và biển, khảo sát địa chất thủy văn và địa chất khu công trình, khảo cổ học, tìm vật bị chìm dưới nước như tàu thuyền cầu và cống, …

Thăm dò địa chấn có thể chia ra theo mục tiêu khảo sát và phương cách quan sát, xử lý số liệu ra các phương pháp như sau:

Nghiên cứu lòng Trái Đất.

Mô hình cắt của Trái Đất từ trong nhân ra Sóng địa chấn Viral và những ranh giới trong lòng Trái ĐấtVì những sóng địa chấn Viral và tương tác với những cấu trúc bên trong của Trái Đất, chúng phân phối giải pháp phân giải cao để nghiên cứu và điều tra bên trong của hành tinh .Một trong những phát hiện quan trọng tiên phong do Richard Dixon Oldham đưa ra năm 1906 và được Harold Jeffreys chứng minh và khẳng định năm 1926, là lõi ngoài Trái Đất là chất lỏng. Sóng S không truyền qua chất lỏng. Lõi lỏng gây ra một ” vùng tối ” về phía đối lập hành tinh, ở đó không quan sát thấy sóng S của những trận động đất. Ngoài ra, sóng P. đi chậm hơn nhiều qua lõi ngoài so với lớp vỏ Manti .Xử lý số liệu từ nhiều địa chấn kế ( seismometers ) để dựng ảnh chụp cắt lớp ( tomography ), những nhà địa chấn học đã lập được map lớp của Trái Đất với độ phân giải tầm vài trăm cây số. Điều này đã được cho phép những nhà khoa học phát hiện những thành tố đối lưu ( Convection cells ), và yếu tố quy mô lớn khác như đới vận tốc siêu thấp ( Ultra Low Velocity Zones ) gần ranh giới lõi ngoài – lớp vỏ Manti. [ 15 ]

Dự báo động đất.

Dự báo động đất (Earthquake prediction) là nỗ lực được nhiều thế hệ nhà địa chấn học hướng đến thực hiện, nhằm dự báo thời gian, địa điểm, cường độ và các tính trạng khác, kể cả xây dựng ra phương pháp dự báo như phương pháp VAN (VAN method). Song hiện vẫn chưa đạt được cho từng vụ động đất. Điều có thể là, dự báo tổng quát rủi ro địa chấn, ước tính xác suất của một trận động đất có quy mô cụ thể ảnh hưởng đến một địa điểm cụ thể trong một thời gian nhất định, và được sử dụng trong địa kỹ thuật để có giải pháp kháng chấn.

Tranh cãi công khai về dự báo động đất đã nổ ra sau khi nhà chức trách Italy truy tố sáu nhà địa chấn học và một quan chức chính phủ cho tội ngộ sát liên quan đến trận động đất cường độ 6,3 ở L’Aquila, Italy ngày 5/04/2009.[16] Bản cáo trạng cho rằng, tại một cuộc họp đặc biệt tại L’Aquila tuần trước khi trận động đất xảy ra, các nhà khoa học và các quan chức đã quan tâm nhiều hơn đến ổn định lòng dân, hơn là cung cấp thông tin đầy đủ về nguy cơ động đất và chuẩn bị sẵn sàng đối phó. Nó thu hút được sự lên án của Hiệp hội Mỹ vì sự Tiến bộ của Khoa học (American Association for the Advancement of Science) và Hiệp hội Địa vật lý Mỹ (American Geophysical Union).

Đối tượng nghiên cứu và điều tra.

Liên kết ngoài.