Hiểm họa núi lửa phun trào ngay cửa ngõ Đài Bắc
Dinah Gardner
BBC Future
12 tháng 6
2022
https://www.bbc.com/vietnamese/vert-fut-61763395
.
TAIWAN
VOLCANO OBSERVATORY
Hơi nước
bốc lên cuồn cuộn từ những vết nứt trên đá ám màu xanh vàng nhợt nhạt. Những bể
nước vẩn đục sủi bọt như chảo nước sôi sùng sục. Mùi hôi thối của lưu huỳnh nặc
nồng trong không khí.
Quang cảnh
như bề mặt mặt trăng đang cháy âm ỉ này là ở Tiểu Du Khanh (Xiaoyoukeng), nơi
đây có một tập hợp ấn tượng các lỗ khí thuộc Công viên Quốc gia Dương Minh Sơn (Yangmingshan),
một cung đường đi bộ trải dài suốt 11.000 hecta (42 dặm) nằm gọn trong phạm vi
thành phố Đài Bắc.
Câu chuyện bị lãng quên
về lỗ thủng tầng ozone
Cách Hong Kong ứng phó
với các trận lở đất chết người
Anh đã sẵn sàng nối lại
hoạt động phóng tàu không gian?
Tiểu Du
Khanh là nơi lý tưởng nhất để quan sát cận cảnh hoạt động địa nhiệt của công
viên - các lỗ phun khí (các lỗ tự nhiên trên bề mặt Trái Đất giúp thông khí gas
giống như hơi nước thoát ra từ vòi ấm nước) lỗ chỗ khắp nơi và nhiều suối nước
nóng có khi chỉ cách đường chính vỏn vẹn một mét.
Suốt hàng
thập kỷ, hầu hết cư dân ở thành phố thủ đô này chỉ đơn giản nghĩ rằng họ may mắn
vì có cả một công viên quốc gia độc đáo như vậy ngay trước cửa nhà.
Các nhà địa
chất học đã biết về dãy Núi lửa Datun (dân nơi đây thường đọc là Tatun), một quần
thể khoảng 20 đỉnh núi trong công viên, nhưng chủ yếu họ cho rằng lỗ phun khí
và suối nước nóng chỉ đơn giản là tàn dư của núi lửa trong quá khứ.
Vì không
có dữ liệu ghi lại các vụ phun trào, dãy núi lửa này được cho là đã ngừng hoạt
động và không còn là mối hiểm nguy nữa.
Nhưng vào
tháng 2/2017, truyền thông đưa tin về một nghiên cứu mới của Lin Cheng-Horng,
giám đốc Trạm Quan sát Núi lửa Đài Loan, theo đó nói rằng có hốc dung nham bên
dưới Datun - đặc trưng của một ngọn núi lửa còn hoạt động.
Trung tâm
Đài Bắc với các tòa nhà chọc trời, quán bar và nhà hàng, chỉ cách Datun 15km (9
dặm). Năm triệu người ở Đài Bắc và các thành phố thuộc Tân Đài Bắc đều nằm
trong bán kính khu vực chịu ảnh hưởng của một vụ phun trào. Trong tình huống tệ
nhất, dung nham nóng chảy có thể nhận chìm các khu dân cư ở chân công viên, còn
các thành phố có thể bị bao trùm bởi các đám mây tro bụi cuộn xoáy.
Chính phủ
Đài Loan đã ngay lập tức có hành động.
Đầu tiên,
Đài Loan yêu cầu các nhà khoa học tìm hiểu tối đa có thể về núi lửa và các rủi
ro phát sinh. Sau đó, vào tháng 5/2018, Nha Khí tượng Trung ương (CWB), cơ quan
thiên văn và dự báo của Đài Loan, được giao nhiệm vụ làm việc với các nhà khoa
học, cơ quan chính phủ và các quan chức để lập ra quy trình cho một hệ thống cảnh
báo sớm.
Việc này
được công bố ra công chúng hơn hai năm sau, vào tháng 9/2020.
Nếu
một trong 20 ngọn núi thuộc Dãy Núi lửa Datun phun trào, Đài Bắc có thể bị bao
phủ bởi các đám mây tro núi lửa cuộn tròn
Hầu hết những
gì chúng ta biết về núi lửa ở Dương Minh Sơn là đến từ Lin, người đã dành hai thập
kỷ để nghiên cứu dãy núi lửa này.
Hành trình đi tìm chiến
hạm chìm sâu nhất thế giới
Biogas, vũ khí giúp
châu Âu thoát khỏi phụ thuộc năng lượng Nga?
Tiến hoá dị thường:
Tương lai kỳ quái của sự sống trên Trái Đất
Phần lớn
các công trình học thuật nghiên cứu về núi lửa ở Đài Loan trong thập kỷ trước đều
có sự đóng góp của ông, và chính bài báo năm 2016 chứng minh sự tồn tại của hốc
dung nham đã khiến chính phủ phải ngay lập tức quan tâm và ra tay giải quyết vấn
đề. "Mọi người đều biết tôi là người chuyên nghiên cứu núi lửa," ông
cười lớn chia sẻ.
Cảm nhận đầu
tiên của tôi về Lin là hình ảnh ông lão tươi cười cầm theo cây dù đen cỡ đại.
Dù trời mưa, ông nhanh nhẹn tiến bước ở cổng Đài Quan sát Núi lửa Đài Loan ngay
gần Datun trong công viên Dương Minh Sơn.
Ban đầu,
Lin quan tâm đến động đất, nhưng sau đó chuyển sang nghiên cứu núi lửa khoảng
hai thập kỷ trước.
Mối quan
tâm mà ông dành cho núi lửa trỗi dậy bởi các nghiên cứu cho thấy Datun có thể
chưa thực sự ngừng hoạt động. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra điều kỳ lạ về
khí gas bốc lên từ suối nước nóng ở núi lửa - chúng chứa quá nhiều helium-3, một
chất đồng vị hình thành từ lớp manti nằm sâu dưới mặt đất. Các nhà khoa học coi
helium là "manh mối rõ rệt nhất để truy dấu quá trình hình thành dung
nham" và sự hiện diện của quá nhiều helium-3 cho thấy núi lửa đang hoạt động.
Vào năm
2003, Lin dẫn dắt một nghiên cứu nhỏ đặt các máy đo địa chấn khắp công viên,
cách tiếp cận tiêu chuẩn để điều tra tình trạng núi lửa.
Ông ngạc
nhiên khi thấy các máy đo ghi nhận một lượng lớn các hoạt động địa chất với các
vạch sóng rất kỳ lạ.
"Tôi
chưa từng thấy biểu đồ sóng nào như thế này," ông nói. Ông gửi kết quả đến
các nhà nghiên cứu cùng ngành ở Nhật, đất nước có hơn 100 núi lửa. "Họ nói
với tôi rằng đây là tín hiệu của một ngọn núi lửa đang hoạt động," ông
nói. Bằng chứng cho thấy có hoạt động núi lửa rất nhiều, dù vậy điều đó vẫn bị
coi là cực đoan phi lý tại Đài Loan.
Nằm trên
Vành đai Lửa Thái Bình Dương, mỗi năm Đài Loan hứng chịu khoảng 1.000 trận động
đất có thể cảm nhận rung chấn và hàng ngàn đợt nhỏ hơn không gây chuyển động rõ
rệt. Lin khám phá tín hiệu địa chất dữ dội này để tìm hiểu điều gì đang diễn ra
dưới lòng đất.
Ông tập
trung vào hai dạng sóng địa chất đặc biệt sản sinh bởi các cơn rung chấn: sóng
sơ cấp (còn gọi là sóng P - primary wave) và sóng cắt (sóng S - shear wave).
Các loại
sóng này được dùng để phát hiện các khu vực có chứa chất lỏng (là chỉ dấu cho
thấy có thể có hốc dung nham) dưới lòng đất vì chất lỏng chặn sóng S và giảm tốc
sóng P. Phương pháp này đã được sử dụng từ hơn 100 năm trước bởi các nhà khoa học
để chứng minh phần lõi ngoài của Trái Đất, cách mặt đất khoảng 2.900km (1.800 dặm),
là chất lỏng.
Lin thực sự
đã nhận thấy sóng P trên địa chấn kế đặt ở Datun bị chậm lại so với các địa chấn
kế ở những nơi khác trong công viên, còn sóng S không hề được ghi nhận tại đó
nhưng lại xuất hiện trên các địa chấn kế khác. Các tính toán của ông cho thấy sự
tồn tại của hốc dung nham bên dưới dãy núi và một hồ chứa thủy nhiệt (hình
thành bởi nước và hơi nóng) ở bên trên nó.
"Đây
là bằng chứng then chốt cho thấy núi lửa vẫn đang hoạt động," ông nói.
"Với tư cách là một nhà nghiên cứu, tôi rất phấn khích vì đã tìm ra bằng
chứng, nhưng mặt khác tôi lo sợ rằng một ngày nào đó thảm họa sẽ xảy ra."
Tuy nhiên,
với cư dân sống gần Datun thì tin này khiến họ bị sốc.
Patrick Lu
là cha của hai đứa con và sống gần Tianmu, khu dân cư gần với núi lửa, hồi tưởng
lại cảm giác của mình khi lần đầu tiên biết tin. "Tôi khá là sợ hãi,"
anh nói. "Điều này sao có thể là sự thật được? Từ khi còn là trẻ con,
chúng tôi được dạy rằng núi lửa đã ngừng hoạt động ở Đài Loan."
Nhà
nghiên cứu núi lửa Lin Cheng-Horng đã dành hai thập kỷ để nghiên cứu núi lửa ở
Tiểu Du Khanh
Kết quả
nghiên cứu khiến giới chức lo lắng. Chính phủ đã đề nghị Lin cùng nhóm của ông
thu thập thêm thông tin về hốc dung nham để giúp họ hiểu rõ các dấu hiệu và
nguy cơ núi lửa phun trào, đặc biệt hơn là để tiến hành công việc hậu cần nhằm
xây dựng một hệ thống cảnh báo sớm.
Việc chính
quyền hiểu rõ hơn về hốc dung nham giúp việc tìm hiểu ở đâu và khi nào sẽ xảy ra
phun trào trở nên dễ dàng hơn. "Vấn đề là khi đó chúng tôi không biết hốc
dung nham này sâu và lớn đến đâu; chúng tôi cũng không biết cấu trúc chi tiết của
nó," Lin nói.
146 trạm địa
chấn băng thông rộng được lắp đặt khắp miền bắc Đài Loan để ghi nhận số lượng tối
đa các trận động đất từ nhiều hướng khác nhau bao gồm các rung chấn tại chỗ tới
các rung chấn từ xa - động đất ở các địa điểm cách xa như Nhật và Hawaii.
"Chúng
tôi cần thu thập dữ liệu chi tiết của hàng ngàn hàng vạn cơn rung chấn và những
cơn rung chấn này cần đến từ nhiều hướng khác nhau để xây dựng bức tranh toàn cảnh,"
Lin giải thích.
Chỉ trong
vài năm, họ đã có đủ thông tin. Tin xấu: hốc dung nham không những nằm gần mặt
đất hơn mà còn rộng lớn hơn họ dự đoán. Nó có hình trụ, phần trên cùng của hốc
cách mặt đất khoảng 8km (5 dặm), đường kính khoảng 12km (7,5 dặm), và có độ sâu
khoảng 12km (7,5 dặm).
Bên cạnh dữ
liệu địa chấn, Lin và nhóm của ông cũng bắt đầu quan tâm đến hoạt động phreatic
(giếng nước ngầm), một dấu hiệu cảnh báo sớm về hoạt động dung nham.
Sức nóng
liên tục từ hốc dung nham khiến các khí gas dưới lòng đất di chuyển lên trên
thông qua các máng nước trong các lớp đá cho đến khi chúng phụt lên khỏi mặt đất.
Các vụ phun trào phreatic lớn thường kèm theo sạt lở đất đá, tro núi lửa và các
mảnh vụn khác.
Sử dụng cảm
biến sóng hạ âm, nhóm đã bắt được tín hiệu mà Lin mô tả là "cuộc trò chuyện"
giữa hai lỗ phun khí cách nhau khoảng 7km (4,3 dặm).
Lin nói âm
thanh ì ầm giống tiếng như "máy bay đang bay qua trên cao", đôi lúc ở
nốt cao, lúc khác lại trầm xuống. Cuộc "trò chuyện" này được coi là bằng
chứng cho thấy núi lửa có thể phun trào dưới dạng một vụ phun trào phreatic.
Cho đến
năm 2018, chính phủ đã quan tâm đến phát hiện của Lin đủ tới mức yêu cầu Nha
Khí tượng Trung ương (CWB) thiết lập hệ thống cảnh báo sớm.
Đài Quan
sát Núi lửa Đài Loan, đứng đầu bởi Lin, được giao nhiệm vụ thiết kế và thiết lập
hệ thống theo dõi theo thời gian thực các dấu hiệu cho thấy một vụ phun trào sắp
xảy ra.
Trong khi
đó, CWB sẽ thiết lập cơ chế để họ phối hợp với các cơ quan chính phủ, quan chức
thành phố và các học giả để đưa ra quyết định - ví dụ như sơ tán người dân - dựa
trên dữ liệu cảnh báo.
Thiết
bị theo dõi ở Tiểu Du Khanh bao gồm một cảm biến GPS (phần mũ xanh), địa chấn kế
đặt ngầm (đánh dấu bởi hai thùng màu bạc bên trái) và máy đo độ nghiêng
Đài Quan
sát dựng khoảng 40 trạm gần nhau, gọi là Mạng lưới đo Địa chấn Dương Minh Sơn,
để liên tục đưa dữ liệu về đài quan sát.
Nếu dung
nham bắt đầu bị đẩy lên, hàng loạt rung chấn trong khu vực sẽ xuất hiện và có
thể được ghi nhận một cách dễ dàng bởi mạng lưới này, Lin nói. Sự gia tăng đột
ngột về số liệu sẽ ngay lập tức kích hoạt chức năng báo động.
Hai nguồn
dữ liệu chủ chốt khác là đường trắc địa (bất cứ thay đổi nào tới độ cong của bề
mặt Trái Đất) và cấu tạo hóa học của chất lỏng và khí gas thoát ra từ các lỗ
thông.
Nhóm của
Lin đã lắp đặt hơn 10 trạm GPS gần các địa điểm có khả năng cao xảy ra phun
trào ở Đại Du Khanh (Dayoukeng), Tiểu Du Khanh (Xiaoyoukeng) và Hoàng Chuỷ Sơn
(Huangzuishan) (các địa điểm có sóng địa chấn thường xuyên nhất) và máy móc tại
suối nước nóng và lỗ phun khí để đo nồng độ và mật độ của hợp chất đặc trưng chỉ
dấu dung nham phun trao và chất đồng vị, như carbon dioxide và helium.
Từ khía cạnh
toàn cầu thì hệ thống theo dõi giám sát của Đài Loan khá là tiêu chuẩn.
"Các nhà khoa học chủ yếu tìm kiếm sự gia tăng hoạt động địa chấn của núi
lửa, sự biến dạng, và/hoặc hoạt động thải khí gas" để dự đoán các vụ phun
trào, Elizabeth Cottrell, nhà địa chất học đến từ Viện Smithsonian, Hoa Kỳ,
nói.
Trong khi
nhóm của Lin lắp đặt thiết bị trên các con dốc ở Dương Minh Sơn, CWB bắt đầu
công việc hậu cần cho hệ thống cảnh báo sớm.
Pu
Hsin-Chieh, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Địa chấn học thuộc CWB, cùng với một cựu
sinh viên cao học của Lin, là thành viên của nhóm này. Ông vẫn còn nhớ sự căng
thẳng mà ông và các đồng nghiệp của mình tại cục phải trải qua vào thời điểm đó
vì hiểm họa núi lửa phun trào mới được biết đến ở Đài Loan.
"Không
có bất cứ dữ liệu nào được ghi nhận về phun trào núi lửa từ Nhóm Núi lửa Datun
trong thời gian gần đây, vì vậy rất khó để thiết kế một hệ thống cảnh báo sớm
phù hợp," ông nói.
Tính khẩn
cấp của vấn đề lan đến chính quyền địa phương.
Thế nhưng
khi Đài Bắc diễn tập ứng phó núi lửa phun trào lần đầu tiên vào đầu năm 2018,
nhiều tuần trước khi Pu và nhóm của ông nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống cảnh
báo sớm, thành phố đã quên không báo trước cho cư dân.
Lực lượng
cứu hỏa thành phố gửi tin nhắn yêu cầu cư dân sống gần núi lửa sơ tán. Phần
thông tin nói rằng đây là kỳ diễn tập chỉ được nhắc đến vào cuối tin nhắn.
Một bản
tin thời sự vào thời điểm đó đã mô tả sự hoảng loạn của dân chúng, có người
đăng lên mạng xã hội rằng họ đã "sợ chết khiếp".
Một
suối nước nóng với nhiệt độ gần 100 độ C phun ra từ một lỗ phun trên núi lửa Đại
Du Khanh
Với hệ thống
cảnh báo sớm, các cuộc họp định kỳ được tổ chức bởi một "lực lượng đặc nhiệm"
gồm nhiều thành phần khác nhau.
Nếu họ cho
rằng dữ liệu cho thấy dấu hiệu có hoạt động núi lửa, một loạt các cuộc họp khác
sẽ được thực hiện ngay.
Đầu tiên,
lực lượng đặc nhiệm sẽ tham vấn hội đồng chuyên môn gồm nhiều học giả. Nếu bằng
chứng về một vụ phun trào vẫn tiếp tục được ghi nhận, các quan chức của thành
phố Đài Bắc và Tân Đài Bắc sẽ tham gia hành động.
Dân cư sẽ
được cập nhật tình hình qua tin nhắn, giống như cuộc diễn tập năm 2018. Người
Đài Loan đã quen với việc nhận các "cảnh báo từ chính quyền" về các mối
nguy thường gặp, ví dụ như động đất hay giông bão.
Hệ thống cảnh
báo theo màu sắc cũng đã được thiết kế, mức 1 (xanh) có nghĩa "mọi việc đều
bình thường"; mức 2 (vàng) cảnh báo dấu hiệu một vụ phun trào; và mức 3 (đỏ)
cảnh báo một vụ phun trào đã xảy ra hoặc sắp xảy ra. Cho tới giờ, Pu nói, cảnh
báo chưa từng vượt qua màu xanh.
Mọi việc đều
được tổng hợp trong một lưu đồ mà Pu cho tôi xem. Khi tôi hỏi các cuộc họp kiểu
này sẽ kéo dài bao lâu trong trường hợp có dữ liệu bất thường, ông cười.
"Tôi nghĩ nó sẽ rất nhanh, nhưng tôi cũng không chắc nữa, việc đó chưa từng
xảy ra."
Tuy nhiên,
bất cứ một hệ thống cảnh báo sớm nào cũng chỉ hiệu quả nếu dấu hiệu ban đầu được
phát hiện từ sớm trước mỗi thảm họa.
Lin tự tin
rằng trong trường hợp Datun, Đài Quan sát có thể dự đoán được bất cứ hoạt động
núi lửa nào sớm trước nhiều ngày, thậm chí nhiều tuần. "Dung nham di chuyển
khá chậm: nó sẽ không thể dâng trào ngay trong ngày một ngày hai được, việc đó
có thể cần một tuần hoặc thậm chí cả tháng," ông nói.
Nhưng một
số nhà khoa học khác khuyến cáo nên thận trọng.
Cottrell
nói không phải lúc nào cũng có thể biết chính xác thời điểm núi lửa phun trào.
"Thời gian trôi qua từ lúc có hoạt động báo hiệu tới đỉnh điểm của vụ phun
trào có biến động rất lớn," bà nói. "Các nhà khoa học đã ghi nhận được
các sự kiện báo trước phun trào xảy ra cách thời điểm phun trào từ vài phút cho
tới vài năm."
Kostas
Konstantinou, một nhà nghiên cứu núi lửa tại Đại học Quốc lập Trung ương Đài
Loan, người tham gia vào dự án đặt địa chấn kế ở Datun cùng với Lin, đồng ý rằng
không phải lúc nào cũng có thể chắc chắn rằng sẽ thu được dấu hiệu rõ ràng từ
Datun thật sớm.
"Thiên
nhiên không tuân theo nguyên tắc của con người, nó có quy luật của riêng
nó," ông tỏ ý thận trọng. "Núi lửa là một hệ thống rất phức tạp, bất
kể chúng ta theo dõi sát sao thế nào đi nữa, nó vẫn có thể gây cho ta những bất
ngờ lớn."
Tuy nhiên,
Caroline Whitehill, nhà địa chất cấu trúc từng nghiên cứu vùng nguy hiểm quanh
núi lửa khi làm việc tại Đại học Caldas ở Colombia, lại lạc quan hơn về dự báo
núi lửa phun trào.
"Các
phát ngôn đầy nghi hoặc liên quan đến việc cảnh báo khá bảo thủ," bà nói.
"Một cách không chính thức, tôi nghĩ là trong hầu hết các trường hợp,
chúng ta có thể dự báo những trận phun trào từ các ngọn núi được theo dõi, nhiều
tuần hoặc nhiều tháng trước khi chúng xảy ra."
Nguyên
nhân vì sao một số núi lửa có các dấu hiệu bất thường trong khi số khác lại
không hiện chưa được hiểu rõ, nhưng điều chắc chắn là nếu Datun là kiểu núi lửa
có các tín hiệu báo trước phun trào từ sớm thì hệ thống cảnh báo của đài quan
sát là thứ tốt nhất chúng ta có thể dựa vào.
Lin nói
ông không tin sẽ phải chứng kiến Datun phun trào trong đời mình.
Ông cho rằng
khả năng có hoạt động dung nham trong vài thập kỷ tới là khoảng 1%, dù vậy ông
cảnh báo phun trào phreatic (giếng nước ngầm) có khả năng cao hơn, 10-20%.
Tuy các vụ
phun trào phreatic không mang hình ảnh dữ dội như phun trào dung nham với các
thác lửa đỏ rực, nhưng chúng vẫn có thể trở thành thảm họa. Vào năm 2014, một vụ
phun trào phreatic từ núi lửa Ontake ở Nhật làm chết hơn 60 người đang đi bộ đường
trường gần đó.
Konstantinou
mô tả hệ thống thủy nhiệt ở Dương Minh Sơn giống như một nồi nước đang sôi bị bịt
kín. Một vụ động đất hoặc lở đất có thể dẫn đến hiện tượng giảm áp và tạo ra một
vụ phun trào phreatic, với đất đá bắn tung ra ngoài như đạn vậy, ông nói.
Trong một
bài báo mà ông là đồng tác giả, công bố năm 2018, Konstantinou tính toán rằng
các cung đường đi bộ và đường giao thông ở Tiểu Du Khanh nằm trong phạm vi bị ảnh
hưởng bởi đất đá bắn ra từ phun trào phreatic. "Nếu điều đó xảy ra vào Chủ
Nhật, khi mọi người hay ra ngoài vui chơi và nếu trời đẹp họ sẽ tìm đến chụp ảnh
các lỗ phun khí, con số thương vong sẽ rất lớn," ông cảnh báo.
Các vụ
phun trào Phreatic rất khó dự đoán, nhưng Lin nói việc giám sát bằng các máy đo
độ nghiêng, vốn có thể ghi nhận những thay đổi rất nhỏ của chiều thẳng đứng, và
bằng các thiết bị khác, vẫn có tác dụng tốt.
"Chúng
ta vẫn có cơ hội lớn để phát hiện các hoạt động bất thường nếu tập trung vào
nhiều dữ liệu khác nhau như dữ liệu từ máy đo độ nghiêng, quan sát địa hóa và
tín hiệu hạ âm."
"Về mặt
lý thuyết, chúng ta có cơ hội kiểm soát tình hình," Pu nói. "Trong thực
tế, chúng ta không thể biết chắc được mọi sự sẽ diễn ra thế nào."
Bài
tiếng Anh đã
đăng trên BBC
Future.
No comments:
Post a Comment