Có thể phòng tránh được sóng thần?

Sóng thần là hiện tượng địa lý bao gồm hàng trăm con sóng lớn cao tới vài chục mét hình thành từ ngoài biển do động đất hoặc núi lửa phun trào, thậm chí do một thiên thạch va chạm với trái đất trên đại dương, làm thay đổi đột ngột bề mặt của vỏ trái đất và gây mất cân bằng lớp nước nằm ngay sát đáy đại dương. Chấn động này tạo nên những lớp sóng lớn phát sinh từ đáy biển, chuyển động ra mọi hướng.

Ban đầu, sóng thần là những cơn sóng ngầm sâu dưới mặt nước biển. Chiều cao từ đỉnh tới chân sóng thường chỉ vài mét, không cao hơn nhiều so với sóng thường nhưng khoảng cách giữa các đỉnh sóng ngầm có khi trải dài hàng trăm kilômét. Chính vì thế, khi còn ở ngoài khơi xa, nó không hề tác động tới tàu thuyền đi biển nên rất khó phát hiện thấy sóng thần bằng mắt thường. Trong lòng đại dương, sóng thần mới thể hiện hết sức mạnh của nó, với tốc độ chuyển động có thể vượt 970km/giờ.

Sóng do gió tạo nên thường có chu kỳ tương đối ngắn, cơn sóng nọ tiếp sau cơn kia chỉ khoảng vài chục giây và khoảng cách giữa chúng cũng chỉ từ 100 đến 200m. Thế nhưng, những đợt sóng thần có thể cách nhau từ vài chục phút đến hai giờ, khoảng cách giữa chúng lên đến hàng trăm kilômét. Chính vì thế nó được gọi là sóng nông, tức là sóng có tỉ lệ giữa độ sâu và chiều dài mỗi con sóng rất nhỏ. Vận tốc của loại sóng này được tính bằng căn bậc hai của tích giữa gia tốc trọng trường và độ sâu nước biển. Sóng càng dài, càng đỡ bị mất năng lượng khi vào bờ, do vậy khi di chuyển ở ngoài khơi xa, năng lượng của nó giảm đi rất ít và có vận tốc rất lớn.

Một trạm cảnh báo sóng thần của Cơ quan nghiên cứu khí tượng và hải dương Mỹ tại Thái Bình Dương.

Khi có vật cản lớn như bờ biển hoặc núi đá ngoài khơi, những con sóng này chồm lên thành các cột nước lớn, cao hàng chục, thậm chí hàng trăm mét, gây nên sức tàn phá lớn, quét sạch mọi cản trở trên đường chúng qua. Người ta quan sát được có những cột nước cao khoảng 30m nếu như tâm động đất hoặc núi lửa dưới lòng đại dương mới phun ở gần bờ biển. Trong trường hợp cá biệt, sóng thần có thể cao tới 300m, thậm chí năm 1958, cơn sóng thần lớn kỷ lục đổ vào bờ biển vịnh Lituya, bang Alaska của Mỹ cao 525m.

Vụ động đất kèm theo sóng thần vừa qua là kết quả của sự va chạm giữa hai địa tầng Ấn Độ và Myanmar, tạo nên một trận địa chấn có cường độ gần 9 độ richter, lớn nhất thế giới trong vòng 40 năm qua (lớn nhất trong khu vực từ trước tới nay). Nó kéo theo một trận động đất khác mạnh tới 8,1 độ richter ngoài khơi biển Tasmania. Theo đánh giá của các nhà khoa học, năng lượng của trận động đất này tương đương với 23.000 quả bom nguyên tử ném xuống thành phố Hiroshima của Nhật Bản năm 1945. Khu vực vành đai từ đảo Sumatra kéo dài tới Đông Nhật Bản được gọi là vòng cung bất ổn định của vỏ trái đất. Tại đây, số lượng vụ động đất và núi lửa phun trào chiếm 95% toàn thế giới, hình thành  nên vòng cung lửa Thái Bình Dương kéo dài từ Myanmar qua Sumatra sang phía đông nam, tới tận biển Nhật Bản, Alaska và miền Tây nước Mỹ, trải rộng tới cả New Zealand.

Trong thế kỷ XX, nhân loại chứng kiến khoảng 141 cơn sóng thần làm khoảng hơn 70.000 người chết. Cũng trong khoảng thời gian này, có ít nhất 900 cơn sóng thần nhỏ không gây ảnh hưởng lớn tới các khu vực bờ biển.

Cho tới nay, khoa học vẫn chưa tìm ra biện pháp khả dĩ có độ chính xác cao dự báo trước được động đất hay núi lửa phun trào dưới đáy đại dương, nhưng người ta hoàn toàn có thể cảnh báo trước được sóng thần. Biện pháp đơn giản nhất là sử dụng ngay các thiết bị đo thủy triều ngoài biển, cách này hiệu quả không cao do mức độ thay đổi mực nước biển khi có sóng thần không khác nhiều so với khi có thủy triều bình thường. Mặt khác, vận tốc của sóng thần rất lớn nên ảnh hưởng mạnh đến độ chính xác của kết quả đo đạc.

Hướng đi có triển vọng nhất và thực tế đã được triển khai là dựa vào hệ thống các thiết bị đo áp suất nước biển. Nhật Bản là nước đi đầu áp dụng hệ thống này và đã triển khai được 14 trạm đo áp suất trên vùng biển gần lãnh thổ của họ. Mỗi trạm đo này cách bờ 50km, nối với trung tâm bằng cáp ngầm, có khả năng cảnh báo trước được sự xuất hiện của sóng thần cho mỗi khu vực lân cận. Nhưng hệ thống này không có khả năng dự báo được cường độ của sóng thần, hay nói đúng hơn là khả năng ảnh hưởng của nó tới bờ biển nên dễ gây ra những trận báo động về các con sóng không có khả năng tấn công đất liền, gây rất tốn kém cho các hoạt động phòng tránh.

Mỹ cũng đã triển khai một số hệ thống cảnh báo sớm dọc bờ biển Alaska và Hawaii. Hệ thống của Mỹ ưu việt hơn ở chỗ nó truyền tín hiệu vào bờ qua vệ tinh, nên rẻ tiền hơn (khoảng 200.000 USD/trạm, trong khi chi phí của Nhật Bản lên tới 5 triệu USD/trạm). Từ khi đi vào triển khai tới nay, hệ thống cảnh báo của Mỹ đã phát hiện ra hầu hết các đợt sóng thần xuất hiện trong Thái Bình Dương. Thế nhưng người ta chưa thể biết nó hoạt động hiệu quả như thế nào, bởi từ đó tới nay chưa có một cơn sóng thần lớn nào tiến vào bờ biển nước Mỹ. Vừa qua, Cơ quan theo dõi hải dương Mỹ đã phát hiện thấy dấu hiệu xuất hiện sóng thần, nhưng họ không thể liên lạc được với nhà chức trách các nước này. Nếu như được cảnh báo, thiệt hại về người trong cơn đại hồng thủy vừa qua chắc chắn sẽ không lớn đến mức như hiện nay, bởi vì ảnh hưởng của sóng thần đối với các khu vực nằm sâu trong đất liền là rất nhỏ, người dân chỉ cần sơ tán tạm thời vào sâu trong đất liền vài kilômét là có thể tránh được sức tàn phá của biển cả. Hiện tại, trên Ấn Độ Dương không có một hệ thống cảnh báo sóng thần vì thế các quốc gia ven biển hoàn toàn bị bất ngờ khi thảm họa xảy ra. 

Một hướng nghiên cứu mới của các nhà khoa học là phân tích sóng âm do sóng thần tạo ra. Theo nhà nghiên cứu Emile Okal thuộc Đại học Northwestern, bang Illinois, loại sóng âm do sóng thần va vào vách đá hoàn toàn khác với sóng thường và có thể nghe thấy bằng các tai nghe đặt ngầm dưới đáy đại dương, dụng cụ thường dùng để phát hiện tàu ngầm của Hải quân Mỹ. Tiến sĩ Okal đã thử nghiệm phương pháp này để phát hiện sóng ngầm xuất hiện do động đất gây ra và cho kết quả rất đáng khích lệ