Biến đổi khí hậu có phải là nguyên nhân gây ra nhiều vụ động đất hơn?

Biến đổi khí hậu làm gia tăng các vụ động đất?

​Biến đổi khí hậu đang dẫn đến sự gia tăng cả về số lượng và cường độ của các trận động đất trên toàn cầu. Đây là kết luận của các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Địa chất Đức (GFZ) ở Potsdam và Đại học Nam California, được công bố trên tạp chí Seismological Research Letters.

Họ cho rằng sự gia tăng này chủ yếu do mực nước biển dâng cao và các cơn bão mạnh xảy ra thường xuyên hơn, hệ quả của biến đổi khí hậu do con người gây ra. Cả hai yếu tố này làm tăng áp lực thủy tĩnh lên các đứt gãy kiến tạo dưới lòng đất, dẫn đến thay đổi chu kỳ địa chấn và tăng nguy cơ xảy ra động đất, cũng như các hiện tượng liên quan như lở đất, sóng thần và hiện tượng hóa lỏng đất, đặc biệt ở các khu vực ven biển trên thế giới. ​Startseite

Nguồn gốc của động đất

Động đất xảy ra do sự di chuyển đột ngột của các khối đá, giải phóng năng lượng dưới dạng sóng địa chấn. Năng lượng này tích tụ trong thời gian dài do sự di chuyển liên tục của các mảng kiến tạo.

Quá trình này tiếp diễn cho đến khi sức chịu đựng của đá bị vượt quá, gây ra sự trượt dọc theo đứt gãy và tạo nên động đất.

Sau đó, quá trình tải và giải phóng năng lượng bắt đầu lại, hình thành chu kỳ địa chấn lặp đi lặp lại. Tùy thuộc vào điều kiện địa chất, chu kỳ này có thể kéo dài từ vài năm đến hàng thế kỷ.​

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu do con người gây ra

Biến đổi khí hậu do con người gây ra dẫn đến sự tan chảy nhanh chóng của băng trên đất liền, chủ yếu ở Nam Cực và Greenland, làm mực nước biển toàn cầu tăng lên. Tốc độ tăng mực nước biển đã tăng từ 1,4 mm/năm trong giai đoạn 1901-1990 lên đến 3,6 mm/năm trong giai đoạn 2006-2015.

Theo báo cáo năm 2023 của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), mực nước biển dự kiến sẽ tăng trung bình từ 0,43 đến 0,84 mét vào năm 2100 so với giai đoạn 1986-2000.

Ngay cả khi giảm mạnh lượng khí thải CO2, những tác động này vẫn sẽ tiếp tục trong nhiều thế kỷ. Đồng thời, các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão mạnh cũng trở nên thường xuyên và dữ dội hơn. ​

Gia tăng nguy cơ động đất

Cả hai hiện tượng trên đều ảnh hưởng đến nguy cơ động đất, do chúng làm tăng áp lực nhỏ nhưng đáng kể lên các đứt gãy kiến tạo dưới lòng đất thông qua tải trọng thủy tĩnh. Điều này ảnh hưởng đến chu kỳ địa chấn ở tất cả các khu vực trên thế giới bị bao phủ bởi nước biển. Hơn nữa, các khu vực ven biển cũng trở nên dễ bị tổn thương hơn trước các hiệu ứng liên quan đến động đất như lở đất, sóng thần và hiện tượng hóa lỏng đất. ​

Chỉ cần mực nước biển dao động vài decimet cũng đủ để kích hoạt động đất. Chúng tôi có thể suy ra điều này từ nhiều quan sát, một mặt từ các trận động đất nhỏ do con người gây ra khi bơm nước để khai thác dầu, khí hoặc nhiệt địa nhiệt, mặt khác từ sự dao động địa chấn gây ra bởi các hồ chứa nước và thủy triều của Trái đất.

Các khu vực có nguy cơ: Vùng ven biển trên thế giới

Nguy cơ địa chấn gia tăng do biến đổi khí hậu đặc biệt đáng lo ngại ở các khu vực ven biển. Nhiều đứt gãy và vùng hút chìm quan trọng, nơi một mảng kiến tạo lún xuống dưới mảng khác, nằm ở đây. Hiện nay, 40% dân số thế giới sống ở các khu vực này, chủ yếu trong các siêu đô thị đang phát triển nhanh chóng.

Các khu vực có nguy cơ cao bao gồm San Francisco và Los Angeles, Istanbul và Tokyo-Yokohama, cũng như nhiều siêu đô thị đang phát triển ở các nước đang phát triển. Tình hình nguy hiểm không được biết rõ ở mọi nơi, vì chu kỳ địa chấn đôi khi dài hơn lịch sử định cư. ​

Vấn đề là có rất nhiều đứt gãy trên khắp thế giới đang gần đến cuối chu kỳ địa chấn của chúng, và chỉ cần một áp lực bổ sung nhỏ cũng đủ để kích hoạt chúng trong một trận động đất sớm hơn dự kiến, tức là đẩy nhanh đồng hồ địa chấn tự nhiên.

Tuy nhiên, hiện vẫn chưa hoàn toàn biết được các đứt gãy quan trọng nằm ở đâu. ​

Cần nghiên cứu thêm

Giáo sư Yehuda Ben-Zion từ Đại học Nam California ở Los Angeles và là đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: "Những cơn bão mạnh và thường xuyên hơn cũng sẽ làm tăng khả năng dễ bị tổn thương của các khu vực ven biển đối với lở đất, sóng thần và hiện tượng hóa lỏng đất trong quá trình rung chấn địa chấn." ​

Trong nghiên cứu của mình, các tác giả đưa ra các đề xuất để đánh giá định lượng tốt hơn các tác động địa chấn dự kiến của mực nước.

Lượng mưa tăng và ảnh hưởng đến động đất

Ngoài nghiên cứu trên, vẫn còn nhiều mối quan hệ khác giữa biến đổi khí hậu và động đất. Trong đó, nhiệt độ toàn cầu tăng dẫn đến khả năng giữ hơi nước trong khí quyển cao hơn, gây ra lượng mưa lớn hơn ở nhiều khu vực. Sự thay đổi tải trọng do mưa có thể ảnh hưởng đến hoạt động địa chấn.

Ví dụ, tại dãy Himalaya, tần suất động đất có mối liên hệ với chu kỳ mưa hàng năm. Trong mùa mưa, trọng lượng nước lớn nén lớp vỏ Trái Đất, giúp ổn định nó. Khi mùa khô đến, sự giảm tải này có thể gây mất ổn định và tăng số lượng trận động đất. Biến đổi khí hậu dự báo sẽ làm tăng cường độ mưa mùa hè ở Nam Á, có thể dẫn đến nhiều sự kiện địa chấn hơn trong tương lai. ​

Băng tan và sự phục hồi đẳng tĩnh

Sự tan chảy của các sông băng làm giảm tải trọng trên vỏ Trái Đất, dẫn đến hiện tượng phục hồi đẳng tĩnh, tức là lớp vỏ bật lên sau khi bị nén. Quá trình này có thể gây ra động đất.

Sau kỷ băng hà cuối cùng, sự tan chảy của các khối băng khổng lồ đã gây ra nhiều trận động đất lớn ở Scandinavia, với một số trận vượt quá cường độ 8,0 độ Richter. Hiện nay, việc sông băng tiếp tục tan chảy có thể gây ra tác động tương tự ở những nơi khác.

Tác động đến hoạt động núi lửa

Sự thay đổi tải trọng băng trên lớp vỏ Trái Đất cũng ảnh hưởng đến hoạt động núi lửa. Khi băng tan, áp suất trên lớp phủ giảm, tạo điều kiện cho sự tan chảy và hình thành magma, dẫn đến phun trào núi lửa.

Ở Iceland, hoạt động núi lửa đã giảm trong thời kỳ khí hậu lạnh hơn khi sông băng mở rộng và tăng trở lại khi khí hậu ấm lên và băng tan. Quá trình này có thể dẫn đến sự gia tăng hoạt động núi lửa trong tương lai do biến đổi khí hậu.