Họ tên Lớp Ngày

EARTH EXPLAINED · HƯỚNG DẪN BÀI HỌC

Động đất 101

Vì sao mặt đất rung chuyển

Video 8:44Cấp độ Lớp 5–10 · Địa chất học nhập môn bậc đại họcChuẩn MS-ESS2-2, MS-ESS2-3, MS-ESS3-2, HS-ESS2-1, HS-ESS3-1, HS-PS4-1
Ngôn ngữ Tiếng Việt

English · Español · Português · Français · Deutsch · Italiano · Русский · Türkçe · Bahasa Indonesia · Tiếng Việt · 中文 · 日本語 · 한국어 · हिन्दी · বাংলা · اردو · العربية

Phát trêncho mạng trường học chặn YouTube

Điều gì làm mặt đất rung chuyển, vì sao động đất xảy ra ở những nơi chúng xảy ra, chúng ta đo động đất bằng cách nào, và điều gì quyết định mức độ thiệt hại mà chúng gây ra?

Vào khoảng 5:12 sáng ngày 18 tháng Tư năm 1906, đứt gãy San Andreas trượt trên chiều dài khoảng 296 dặm (477 km) ở Bắc California, và San Francisco rung chuyển trong khoảng một phút. Bài học nhập môn này bắt đầu từ đó và lần lượt trả lời bốn câu hỏi. Điều gì làm mặt đất rung chuyển: các mảng của lớp vỏ ngoài Trái Đất dịch chuyển vài centimet mỗi năm, rìa của chúng bị khóa chặt, đá bị uốn cong và tích trữ năng lượng, rồi đứt gãy đột ngột, đó là sự bật đàn hồi mà Harry Fielding Reid mô tả năm 1910. Vì sao động đất xảy ra ở những nơi chúng xảy ra: dọc theo rìa các mảng, nơi các mảng tách xa nhau, trượt ngang qua nhau hoặc đẩy vào nhau, và những trận lớn nhất xảy ra ở các đới hút chìm. Chúng ta đo động đất bằng cách nào: địa chấn kế ghi lại sóng P, sóng S và sóng mặt; độ lớn đo năng lượng được giải phóng, mỗi bậc nhiều hơn khoảng 32 lần, còn cường độ đo sự rung lắc tại từng địa điểm. Và điều gì quyết định mức độ thiệt hại: năm 2010, một trận động đất độ lớn 7,0 đã làm hơn 100.000 người thiệt mạng ở Haiti, trong khi một trận động đất độ lớn 8,8 ở Chile, với năng lượng gấp khoảng 500 lần, làm khoảng 500 người thiệt mạng, vì phần lớn các tòa nhà ở Chile, được xây theo những quy chuẩn nghiêm ngặt, vẫn đứng vững. Bài học kết thúc với những việc cần làm: chuẩn bị sẵn sàng, cúi xuống, che chắn, bám chặt, và di chuyển lên chỗ cao sau khi có rung lắc mạnh hoặc kéo dài ở vùng bờ biển.

Phụ đề (.vtt)Phụ đề (.srt)
Phụ đề thêm 16 ngôn ngữ

Mục tiêu học tập Sau bài học này, học sinh có thể:

  1. Mô tả lớp vỏ ngoài của Trái Đất như những mảng đang chuyển động, và nêu tốc độ thường gặp của chúng (vài centimet mỗi năm).
  2. Giải thích sự bật đàn hồi: rìa các mảng bị khóa chặt uốn cong, tích trữ năng lượng và giải phóng nó đột ngột khi đứt gãy trượt như thế nào, dựa trên bằng chứng từ năm 1906.
  3. Kể tên ba cách các mảng gặp nhau (tách xa nhau, trượt ngang qua nhau, đẩy vào nhau) và mô tả những trận động đất đặc trưng của từng cách, bao gồm cả lý do những trận động đất lớn nhất xảy ra ở các đới hút chìm.
  4. Phân biệt nơi một trận động đất bắt đầu với tâm chấn của nó, và sắp xếp sóng P, sóng S và sóng mặt theo thứ tự chúng đến.
  5. Giải thích độ lớn đo điều gì, và tính xem một trận động đất giải phóng nhiều năng lượng hơn bao nhiêu khi tăng một bậc và hai bậc trên thang đo.
  6. Phân biệt độ lớn với cường độ, và giải thích vì sao độ sâu và nền đất mềm làm thay đổi sự rung lắc tại một địa điểm.
  7. Dùng các trận động đất năm 2010 ở Haiti và Chile để giải thích vì sao các tòa nhà quyết định phần lớn thiệt hại của một trận động đất, và mô tả những việc cần làm trước, trong và sau một trận động đất.

Trước khi xem

Từ vựng chính ★ thuật ngữ mở rộng cho học sinh lớn hơn

Mảng kiến tạo
Một trong những khối khổng lồ và cứng tạo nên lớp vỏ ngoài của Trái Đất. Các mảng dịch chuyển vài centimet mỗi năm, xấp xỉ tốc độ móng tay mọc.
Đứt gãy
Một vết nứt trong đá, nơi hai bên có thể trượt qua nhau. Động đất là một cú trượt đột ngột trên đứt gãy.
Sự bật đàn hồi
Cách giải thích động đất mà Harry Fielding Reid đưa ra năm 1910: đá dọc theo một đứt gãy bị khóa từ từ uốn cong khi các mảng chuyển động, tích trữ năng lượng, rồi bật trở lại khi đứt gãy trượt.
Đới hút chìm
Nơi một mảng trượt xuống bên dưới mảng khác, đi sâu vào lớp manti. Các mảng có thể khóa chặt vào nhau trên một diện tích rất lớn, và mọi trận động đất có độ lớn từ 9 trở lên từng được đo đều xảy ra ở một đới hút chìm.
Tâm chấn
Điểm trên bề mặt Trái Đất nằm ngay phía trên nơi trận động đất bắt đầu. Đó là dấu chấm được thể hiện trên bản đồ động đất.
Chấn tiêu (tiêu điểm)★
Nơi dưới lòng đất mà đứt gãy vỡ ra đầu tiên và trận động đất bắt đầu. Phần lớn các trận động đất gây thiệt hại bắt đầu trong vài chục kilômét trên cùng; nhiều trận bắt đầu ở độ sâu chưa tới khoảng 20 km (12 dặm).
Địa chấn kế
Một thiết bị ghi lại cách mặt đất chuyển động. Bản ghi của nó được gọi là biểu đồ địa chấn.
Sóng P
Sóng động đất nhanh nhất, và là sóng đến đầu tiên. Nó đẩy và kéo đá dọc theo đường truyền, và thường nhẹ.
Sóng S
Sóng đến thứ hai. Nó làm đá rung theo chiều ngang qua đường truyền, lên xuống hoặc sang hai bên, và cùng với sóng mặt mang đến những rung lắc mạnh nhất.
Sóng mặt
Những sóng động đất chậm nhất, cuộn đi dọc theo bề mặt mặt đất; chúng đến sau cùng.
Độ lớn
Một con số duy nhất cho biết năng lượng mà một trận động đất đã giải phóng. Mỗi bậc nguyên tăng lên nghĩa là năng lượng nhiều hơn khoảng 32 lần. Các nhà khoa học dùng thang độ lớn mô-men (1979), thang đo đã thay thế thang Richter năm 1935 đối với các trận động đất lớn.
Cường độ
Mức độ rung lắc mạnh của mặt đất tại một địa điểm cụ thể. Một trận động đất có một độ lớn nhưng nhiều cường độ, được đo trên thang Mercalli cải tiến.
Hóa lỏng
Hiện tượng rung lắc làm nền đất tơi xốp, ẩm ướt hoạt động như chất lỏng, khiến các tòa nhà trên đó lún xuống hoặc nghiêng đổ.
Dư chấn
Một trận động đất nhỏ hơn xảy ra sau một trận lớn, ở gần đó, trong nhiều tuần hoặc thậm chí nhiều năm.
Cảnh báo sớm động đất
Một hệ thống phát hiện những sóng P nhanh, đến đầu tiên, và gửi cảnh báo trước khi rung lắc mạnh ập tới. Nhật Bản và bờ Tây Hoa Kỳ (ShakeAlert) nằm trong số những nơi có hệ thống này; Mexico, Đài Loan và một số nơi khác cũng có.
Dự báo
Một nhận định về xác suất xảy ra động đất ở một khu vực trong nhiều năm. Khác với dự đoán, nó không đưa ra thời gian, địa điểm và độ lớn.

Các chương Chọn một mốc thời gian để phát từ đó

0:005:12 sáng

Vào khoảng 5:12 sáng ngày 18 tháng Tư năm 1906, mặt đất bên dưới San Francisco bắt đầu chao lắc như sóng cuộn. Rung lắc mạnh kéo dài khoảng 45 đến 60 giây; các tòa nhà đổ sập, đường ống khí đốt bị vỡ, và hỏa hoạn kéo dài suốt ba ngày. Ở đâu đó trên Trái Đất, cứ khoảng năm phút lại xảy ra một trận động đất mà con người cảm nhận được (khoảng 100.000 trận mỗi năm). Bài giảng đặt ra bốn câu hỏi và lần lượt trả lời chúng.

0:48Bị khóa, rồi bật ra

Lớp vỏ ngoài của Trái Đất bị vỡ thành những mảng dịch chuyển vài centimet mỗi năm. Nơi các mảng gặp nhau, rìa của chúng bị khóa chặt trong khi các mảng vẫn tiếp tục chuyển động, nên đá bị uốn cong và tích trữ năng lượng. Khi không thể chịu thêm được nữa, đá vỡ dọc theo một đứt gãy và hai bên đột ngột xô qua nhau: đó là một trận động đất. Năm 1906, đứt gãy San Andreas trượt trên chiều dài khoảng 296 dặm (477 km), làm xô lệch đường sá và hàng rào tới khoảng 20 feet (6 m). Harry Fielding Reid đã so sánh các cuộc đo đạc đất đai thực hiện trước và sau trận động đất và giải thích nó bằng sự bật đàn hồi (1910).

2:13Nơi động đất xảy ra

Trên bản đồ, động đất vạch theo rìa các mảng, dày đặc nhất quanh Thái Bình Dương (Vành đai Lửa). Nơi các mảng tách xa nhau, như ở Iceland, lớp vỏ bị kéo giãn và những khối đá sụt xuống: thường là những trận động đất nông và nhỏ hơn. Nơi các mảng trượt ngang qua nhau, phần lớn các đứt gãy như vậy nằm dưới đáy biển, nhưng trên đất liền, như San Andreas, chúng chạy gần các thành phố. Nơi các mảng đẩy vào nhau, một mảng thường trượt xuống bên dưới mảng kia tại một đới hút chìm, nơi đã xảy ra mọi trận động đất có độ lớn từ 9 trở lên từng được đo; nơi hai lục địa va chạm, như ở dãy Himalaya, lớp vỏ bị nhàu lại thành núi. Một vài trận động đất mạnh xảy ra ở xa rìa các mảng, như ở New Madrid, Missouri, năm 1811–1812.

3:44Đo sự rung lắc

Một trận động đất bắt đầu tại một điểm dưới lòng đất, thường ở độ sâu chưa tới 20 km, và vết vỡ lan nhanh dọc theo đứt gãy; tâm chấn là điểm trên bề mặt nằm phía trên điểm khởi đầu. Địa chấn kế ghi lại sóng P trước tiên, rồi sóng S, rồi sóng mặt; sóng S và sóng mặt mang đến những rung lắc mạnh nhất. Độ lớn đo năng lượng: mỗi bậc nhiều hơn khoảng 32 lần, nên một trận độ lớn 7 giải phóng năng lượng gấp khoảng 1.000 lần một trận độ lớn 5. Cường độ đo sự rung lắc tại từng địa điểm: mạnh nhất gần đứt gãy, mạnh hơn với những trận động đất nông hơn có cùng độ lớn, và mạnh hơn nhiều trên nền đất mềm, như ở khu Marina của San Francisco năm 1989.

5:40Tòa nhà, không phải động đất

Ngày 12 tháng Một năm 2010, một trận động đất độ lớn 7,0 xảy ra ngay bên ngoài Port-au-Prince, Haiti; những công trình bê tông và gạch xây kém chất lượng đã đổ sập, và hơn 100.000 người thiệt mạng. Ngày 27 tháng Hai năm 2010, một trận động đất độ lớn 8,8, với năng lượng gấp khoảng 500 lần, xảy ra ngay ngoài khơi bờ biển Chile. Rung lắc rất mạnh, nhưng Chile có quy chuẩn xây dựng nghiêm ngặt và phần lớn các tòa nhà vẫn đứng vững; khoảng 500 người thiệt mạng. Các hệ thống cảnh báo sớm có thể báo trước vài giây, nhưng không phải ở ngay sát đứt gãy. Hãy chuẩn bị sẵn sàng (cố định đồ đạc nặng); khi đang rung lắc, hãy cúi xuống, che chắn, bám chặt; ở bờ biển, rung lắc mạnh hoặc kéo dài có nghĩa là phải di chuyển lên chỗ cao. Chưa ai từng dự đoán một cách đáng tin cậy một trận động đất lớn; thay vào đó, các nhà khoa học dự báo xác suất.

7:53Ba điều

Động đất là một cú trượt đột ngột trên đứt gãy, giải phóng sức căng đã tích tụ từ từ khi các mảng chuyển động. Phần lớn động đất xảy ra ở nơi các mảng gặp nhau, những trận lớn nhất xảy ra ở nơi một mảng trượt xuống bên dưới mảng khác. Độ lớn đo trận động đất, cường độ đo sự rung lắc, và các tòa nhà quyết định mức độ thiệt hại mà nó gây ra. Động đất 201 sẽ đi sâu hơn: vào bên trong đứt gãy, xuyên qua lõi của hành tinh, và vào khoa học dự báo.

Những quan niệm sai phổ biến Dành cho giáo viên

Quan niệm saiNơi an toàn nhất khi có động đất là khung cửa.

Bằng chứng cho thấyTrong những ngôi nhà hiện đại, khung cửa không chắc chắn hơn bất kỳ phần nào khác của ngôi nhà, và nó không bảo vệ các em khỏi những đồ vật rơi xuống hoặc văng ra. Hãy cúi xuống, chống tay và đầu gối xuống sàn, che đầu và cổ (nấp dưới một chiếc bàn chắc chắn nếu có bàn ở gần), và bám chặt cho đến khi hết rung lắc.

Quan niệm saiCác em nên chạy ra ngoài ngay khi rung lắc bắt đầu.

Bằng chứng cho thấyNhiều người bị thương vì di chuyển trong lúc rung lắc, do té ngã và do kính cùng mảnh vỡ rơi từ các tòa nhà. Hãy ở yên tại chỗ và cúi xuống, che chắn, bám chặt; chỉ ra ngoài sau khi hết rung lắc, nếu an toàn.

Quan niệm saiCác nhà khoa học có thể dự đoán động đất.

Bằng chứng cho thấyChưa ai từng dự đoán một cách đáng tin cậy thời gian, địa điểm và độ lớn của một trận động đất lớn. Thay vào đó, các nhà khoa học dự báo xác suất trong nhiều năm và nhiều thập kỷ: ví dụ, xác suất cao hơn 99% xảy ra một trận động đất độ lớn 6,7 trở lên ở đâu đó tại California trong vòng 30 năm (UCERF3, 2015).

Quan niệm saiMột trận động đất độ lớn 7 chỉ lớn hơn một chút so với một trận độ lớn 6.

Bằng chứng cho thấyMỗi bậc nguyên tăng lên trên thang độ lớn nghĩa là năng lượng nhiều hơn khoảng 32 lần, nên một trận độ lớn 7 giải phóng năng lượng gấp khoảng 32 lần một trận độ lớn 6, và gấp khoảng 1.000 lần một trận độ lớn 5.

Quan niệm saiĐộ lớn càng cao, càng nhiều người thiệt mạng.

Bằng chứng cho thấyThiệt hại phụ thuộc vào nơi trận động đất xảy ra, độ sâu nơi nó bắt đầu, nền đất, và trên hết là các tòa nhà. Trận động đất độ lớn 7,0 ở Haiti năm 2010 đã làm hơn 100.000 người thiệt mạng; trận độ lớn 8,8 ở Chile sáu tuần sau đó, với năng lượng gấp khoảng 500 lần, làm khoảng 500 người thiệt mạng.

Câu hỏi thảo luận

  1. Các mảng chỉ dịch chuyển vài centimet mỗi năm. Làm thế nào mà một chuyển động chậm như vậy lại có thể tạo ra một trận động đất kéo dài chưa tới một phút nhưng làm mặt đất dịch chuyển vài mét?
  2. Hãy nhìn một bản đồ động đất. Những rìa mảng nào hoạt động mạnh nhất? Vì sao các rìa của Thái Bình Dương có thể có những trận động đất lớn nhất?
  3. Theo các em, vì sao các trận động đất New Madrid năm 1811–1812 lại khiến các nhà khoa học bất ngờ? Sự tồn tại của chúng cho chúng ta biết gì về giới hạn của quy luật động đất theo rìa mảng?
  4. Haiti và Chile đều có những trận động đất lớn vào năm 2010, nhưng hậu quả rất khác nhau. Ngoài quy chuẩn xây dựng, những khác biệt nào khác có thể quan trọng?
  5. Cảnh báo sớm có thể báo trước vài giây. Hãy lập danh sách những việc mà một thành phố, một trường học hoặc một gia đình có thể làm trong mười giây để giảm thiệt hại.
  6. Nếu các nhà khoa học không thể dự đoán động đất, thì một bản dự báo có ích như thế nào? Ai nên sử dụng dự báo 30 năm của California, và sử dụng như thế nào?

Trắc nghiệm Chọn một đáp án; hệ thống tự chấm

1.Theo bài học, các mảng của Trái Đất dịch chuyển nhanh khoảng bao nhiêu?

2.Sự bật đàn hồi là gì?

3.Phần lớn động đất xảy ra ở đâu?

4.Mọi trận động đất có độ lớn từ 9 trở lên từng được đo đều xảy ra ở loại địa điểm nào?

5.Tâm chấn của một trận động đất là gì?

6.Các sóng động đất đến một địa chấn kế theo thứ tự nào?

7.Một trận động đất độ lớn 7 giải phóng nhiều năng lượng hơn một trận độ lớn 5 khoảng bao nhiêu?

8.Độ lớn và cường độ khác nhau như thế nào?

9.Vì sao trận động đất độ lớn 8,8 ở Chile làm ít người thiệt mạng hơn nhiều so với trận độ lớn 7,0 ở Haiti, cả hai đều vào năm 2010?

10.Các em đang ở gần bờ biển và rung lắc rất mạnh, hoặc kéo dài lâu. Các em nên làm gì khi rung lắc dừng lại?

Câu hỏi tự luận

1. Dùng khái niệm sự bật đàn hồi, hãy giải thích vì sao những mảng chỉ dịch chuyển vài centimet mỗi năm lại có thể gây ra một trận động đất đột ngột. Hãy dùng bằng chứng từ năm 1906 trong câu trả lời.

Một câu trả lời tốt cần có

Các mảng dịch chuyển đều đặn, nhưng rìa của chúng bị ma sát khóa chặt, nên đá dọc theo đứt gãy bị uốn cong thay vì trượt, và tích trữ năng lượng trong nhiều thập kỷ hoặc nhiều thế kỷ. Khi ứng suất tích tụ trở nên lớn hơn mức đứt gãy có thể chịu được, đứt gãy trượt đột ngột và đá bị uốn cong bật trở lại. Năm 1906, đứt gãy San Andreas trượt trên chiều dài khoảng 296 dặm (477 km), và những con đường, hàng rào cắt ngang nó bị xô lệch tới khoảng 20 feet (6 m). Reid đã so sánh các cuộc đo đạc đất đai thực hiện trước và sau trận động đất, cho thấy sự uốn cong chậm và cú bật trở lại, và công bố lý thuyết này vào năm 1910.

2. Hãy vẽ một mặt cắt của một trận động đất: đứt gãy, điểm nơi nó bắt đầu, tâm chấn, và các sóng lan ra. Sau đó giải thích vì sao một địa chấn kế ở xa ghi nhận sóng P trước sóng S và sóng mặt, và cảnh báo sớm tận dụng điều này như thế nào.

Một câu trả lời tốt cần có

Hình vẽ cho thấy một đứt gãy chạy sâu xuống lòng đất, một điểm trên đứt gãy nơi vết vỡ bắt đầu (chấn tiêu), tâm chấn nằm ngay phía trên nó ở bề mặt, và những vòng tròn lan ra từ điểm khởi đầu. Sóng P truyền nhanh nhất, nên chúng đến một địa chấn kế ở xa trước tiên; sóng S chậm hơn và đến tiếp theo, còn sóng mặt, chậm nhất, đến sau cùng. Các hệ thống cảnh báo sớm phát hiện những sóng P đầu tiên ở gần đứt gãy và gửi đi một cảnh báo có thể truyền nhanh hơn sự rung lắc chậm hơn nhưng mạnh hơn, báo trước vài giây cho những nơi ở xa hơn, nhưng không phải cho những nơi ở ngay sát đứt gãy.

3. Hãy so sánh các trận động đất năm 2010 ở Haiti (độ lớn 7,0) và Chile (độ lớn 8,8). Tính xem trận ở Chile đã giải phóng nhiều năng lượng hơn khoảng bao nhiêu, và giải thích vì sao số người thiệt mạng ở đó thấp hơn rất nhiều.

Một câu trả lời tốt cần có

Chênh lệch là 1,8 bậc độ lớn. Mỗi bậc là năng lượng gấp khoảng 32 lần (10^1.5), nên 1,8 bậc là khoảng 10^(1.5 × 1.8) = 10^2.7 ≈ 500 lần. Vậy mà khoảng 500 người thiệt mạng ở Chile và hơn 100.000 người ở Haiti. Trận động đất ở Haiti xảy ra ngay bên ngoài thủ đô, bên dưới những tòa nhà bê tông và gạch xây kém chất lượng với quá ít thép, và chúng đã đổ sập. Trận ở Chile xảy ra ngay ngoài khơi bờ biển và làm các thành phố rung lắc dữ dội, nhưng đất nước này có quy chuẩn xây dựng nghiêm ngặt, được đúc kết từ nhiều trận động đất chết chóc, và phần lớn các tòa nhà vẫn đứng vững. Các tòa nhà đã quyết định phần lớn sự khác biệt.

Tìm hiểu sâu hơn Đại học và THPT nâng cao

Đo độ lớn

Độ lớn mô-men dựa trên mô-men địa chấn M₀ = μ·A·D: độ cứng của đá (μ, khoảng 3 × 10¹⁰ pascal đối với đá vỏ Trái Đất), nhân với diện tích phần đứt gãy đã trượt (A), nhân với độ trượt trung bình (D). Hanks và Kanamori (1979) định nghĩa Mw = (2/3)log₁₀M₀ − 10.7, với M₀ tính bằng dyne-centimet; khi M₀ tính bằng newton-mét, dạng chuẩn là Mw = (2/3)(log₁₀M₀ − 9.1). Biến đổi lại, M₀ = 101.5 Mw + 9.1, nên mỗi bậc nguyên nhân mô-men, và xấp xỉ năng lượng bức xạ, lên 101.5 ≈ 32 lần. Thang đo năm 1935 của Richter dựa trên biên độ dao động lớn nhất được ghi bởi một địa chấn kế Wood-Anderson tiêu chuẩn ở miền nam California; nó ngừng tăng (bão hòa) đối với những trận động đất rất lớn, đó là lý do độ lớn mô-men đã thay thế nó.

Các nhà địa chấn học xác định vị trí động đất như thế nào

Trong vỏ Trái Đất, sóng P truyền với tốc độ khoảng 6 km/s và sóng S khoảng 3,5 km/s. Khoảng cách thời gian giữa lúc sóng P và sóng S đến một trạm càng dài, trận động đất càng ở xa: theo một quy tắc kinh nghiệm, cứ mỗi giây chênh lệch giữa thời điểm sóng S và sóng P đến thì tương ứng với khoảng 8 km khoảng cách. Với khoảng cách từ ba trạm trở lên, những vòng tròn vẽ quanh mỗi trạm sẽ cắt nhau tại tâm chấn. Các mạng lưới hiện đại dùng hàng trăm trạm và thời điểm đến của nhiều sóng cùng lúc, và cũng xác định được độ sâu. Động đất 201 sẽ đi xa hơn về chủ đề này.

Vì sao sự rung lắc phụ thuộc vào nền đất

Sóng địa chấn chậm lại khi đi từ đá cứng vào trầm tích mềm. Để mang cùng một lượng năng lượng, chúng cao lên, nên nền đất mềm rung lắc mạnh hơn: năm 1989, những địa điểm trên bùn vịnh và đất lấp nhân tạo ở khu Marina của San Francisco đã rung lắc mạnh hơn nhiều so với những địa điểm trên nền đá gần đó. Nếu nền đất mềm tơi xốp, nhiều cát và bão hòa nước, rung lắc có thể đẩy các hạt tách khỏi nhau để nước phải gánh trọng lượng: đó là hiện tượng hóa lỏng. Các quy chuẩn xây dựng ngày nay có tính đến nền đất, và các bản đồ ShakeMaps của USGS ước tính mức rung lắc tại mọi địa điểm dựa trên cả trận động đất lẫn nền đất tại chỗ.

Động đất ở xa rìa các mảng

Các trận động đất New Madrid từ tháng Mười Hai năm 1811 đến tháng Hai năm 1812 xảy ra ở giữa mảng Bắc Mỹ, dọc theo đới tách giãn Reelfoot, một đới yếu cổ xưa trong vỏ Trái Đất. Những đứt gãy cổ như vậy có thể bị tái hoạt động bởi các ứng suất mà các mảng truyền qua phần bên trong của chúng. Vì vỏ Trái Đất ở miền trung và miền đông Bắc Mỹ già, lạnh và cứng, sóng truyền đi xa mà ít bị suy giảm, nên động đất ở đó được cảm nhận trên những vùng rộng lớn hơn nhiều so với các trận động đất ở miền tây có cùng độ lớn.

Dự báo và giới hạn của nó

Một bản dự báo nêu xác suất xảy ra các trận động đất vượt quá một độ lớn nhất định, trong một khu vực, trong một khoảng thời gian. Bản dự báo thứ ba Uniform California Earthquake Rupture Forecast (UCERF3, bản dự báo đứt vỡ động đất thống nhất cho California; 2015, do USGS, California Geological Survey và Southern California Earthquake Center thực hiện) đã kết hợp tốc độ trượt của các đứt gãy, lịch sử các trận động đất trong quá khứ và các phép đo trắc địa về chuyển động chậm của mặt đất, và đưa ra xác suất cao hơn 99% xảy ra ít nhất một trận động đất độ lớn 6,7 trở lên ở California trong vòng 30 năm. Năm 1975, một cuộc sơ tán ở Hải Thành, Trung Quốc, dựa trên một loạt tiền chấn, đã cứu sống nhiều người, nhưng không thể phân biệt trước tiền chấn với những trận động đất thông thường. Năm sau, trận động đất Đường Sơn (1976) xảy ra mà không có tiền chấn và không có cảnh báo nào, và làm khoảng 240.000 người thiệt mạng. Cho đến nay chưa có phương pháp nào dự đoán một cách đáng tin cậy thời gian, địa điểm và độ lớn của một trận động đất lớn.

Liên hệ với chuẩn

Next Generation Science Standards (NGSS, Hoa Kỳ)

MS-ESS2-2

Xây dựng lời giải thích dựa trên bằng chứng về cách các quá trình địa chất đã làm thay đổi bề mặt Trái Đất ở những quy mô thời gian và không gian khác nhau.

Trong tập này: Chuyển động chậm của mảng được tích trữ thành sức căng và giải phóng trong vài giây; các độ xô lệch năm 1906 và sự bật đàn hồi.

MS-ESS2-3

Phân tích và diễn giải dữ liệu về sự phân bố của hóa thạch và đá, hình dạng các lục địa và cấu trúc đáy biển để cung cấp bằng chứng về chuyển động của các mảng trong quá khứ.

Trong tập này: Hỗ trợ: bản đồ động đất thế giới vạch theo các rãnh đại dương và sống núi giữa đại dương, những bằng chứng về chuyển động của các mảng trong quá khứ.

MS-ESS3-2

Phân tích và diễn giải dữ liệu về các hiểm họa thiên nhiên để dự báo các sự kiện thảm khốc trong tương lai và định hướng cho việc phát triển các công nghệ nhằm giảm nhẹ tác động của chúng.

Trong tập này: Độ lớn và cường độ, cảnh báo sớm, quy chuẩn xây dựng (Haiti và Chile, 2010) và dự báo 30 năm của California.

HS-ESS2-1

Xây dựng một mô hình minh họa cách các quá trình bên trong và trên bề mặt Trái Đất vận hành ở những quy mô không gian và thời gian khác nhau để hình thành các đặc điểm của lục địa và đáy đại dương.

Trong tập này: Mô hình các mảng tách xa nhau, trượt ngang qua nhau và trượt xuống bên dưới nhau, và mô hình các lục địa va chạm ở dãy Himalaya.

HS-ESS3-1

Xây dựng một lời giải thích dựa trên bằng chứng về việc sự sẵn có của tài nguyên thiên nhiên, sự xảy ra của các hiểm họa thiên nhiên và những thay đổi của khí hậu đã ảnh hưởng đến hoạt động của con người như thế nào.

Trong tập này: Vì sao các tòa nhà quyết định mức độ thiệt hại; chuẩn bị, cúi xuống, che chắn, bám chặt, và lời cảnh báo sóng thần tự nhiên.

HS-PS4-1

Sử dụng các biểu diễn toán học để củng cố một nhận định về mối quan hệ giữa tần số, bước sóng và tốc độ của sóng truyền trong các môi trường khác nhau.

Trong tập này: Sóng P, sóng S và sóng mặt; tốc độ và thứ tự đến của chúng; sóng chậm lại và cao lên trong nền đất mềm.

Advanced Placement (AP, Hoa Kỳ)

AP Environmental Science, Unit 4

Earth Systems and Resources (các hệ thống và tài nguyên của Trái Đất): kiến tạo mảng và động đất.

Trong tập này: Ranh giới mảng, đứt gãy, và sự phân bố của động đất.

Học phần đại học

Introductory physical geology

Kiến tạo mảng và động đất: đứt gãy, sự bật đàn hồi, sóng địa chấn, độ lớn và cường độ, hiểm họa động đất.

Trong tập này: Bài học bao quát các chủ đề của tuần đầu tiên trong một đơn vị nhập môn về động đất; việc xác định vị trí động đất và cấu trúc bên trong Trái Đất được tiếp nối trong Động đất 201.

Bản chép lời Lời bình bằng tiếng Việt, như trong phụ đề

0:005:12 sáng

Lúc năm giờ 12 phút một buổi sáng mùa xuân năm 1906, San Francisco vẫn còn đang say ngủ. Rồi, không hề báo trước, mặt đất bắt đầu chao lắc như sóng cuộn. Trong khoảng một phút, cả thành phố rung chuyển. Các tòa nhà đổ sập, đường ống khí đốt bị vỡ, và hỏa hoạn kéo dài suốt ba ngày.

0:16Điều đã xảy ra bên dưới San Francisco sáng hôm đó vẫn đang xảy ra trên khắp hành tinh. Ở đâu đó trên Trái Đất, cứ khoảng năm phút lại có một lần mặt đất rung đủ mạnh để con người cảm nhận được. Phần lớn những trận động đất đó đều nhỏ. Một vài trận làm thay đổi lịch sử.

0:30Trong bài giảng này, chúng ta sẽ bắt đầu từ những điều cơ bản nhất, với bốn câu hỏi. Điều gì làm mặt đất rung chuyển? Vì sao động đất lại xảy ra ở những nơi chúng xảy ra? Chúng ta đo động đất bằng cách nào? Và điều gì quyết định mức độ thiệt hại mà chúng gây ra?

0:48Bị khóa, rồi bật ra

Để hiểu buổi sáng hôm đó, hãy bắt đầu từ chính mặt đất. Lớp vỏ ngoài của Trái Đất không phải là một khối liền đặc. Nó bị vỡ thành những mảng khổng lồ ghép khít với nhau như một chiếc vỏ trứng bị nứt. Các mảng luôn chuyển động, nhưng rất chậm, chỉ vài centimet mỗi năm. Tức là xấp xỉ tốc độ móng tay bạn mọc.

1:06Nơi hai mảng gặp nhau, rìa của chúng không trượt qua nhau một cách êm ả. Chúng mắc vào nhau và bị khóa chặt, trong khi các mảng vẫn tiếp tục chuyển động. Đá dọc theo rìa mảng từ từ bị uốn cong, như một cây thước bị bạn đẩy ở một đầu. Năm này qua năm khác, nó tích trữ năng lượng.

1:20Cuối cùng, đá không thể chịu thêm được nữa. Nó vỡ dọc theo một vết nứt gọi là đứt gãy, và hai bên đột ngột xô qua nhau. Toàn bộ năng lượng tích trữ đó ào ra thành những làn sóng truyền qua lòng đất. Cú trượt đột ngột đó chính là một trận động đất.

1:35Đó là điều đã xảy ra vào năm 1906. Đứt gãy San Andreas đã trượt trên chiều dài gần 300 dặm, khoảng 480 km. Những con đường và hàng rào cắt ngang nó bị xé toạc. Ở một số nơi, hai bên đã dịch chuyển tới 20 feet, khoảng 6 mét.

1:53Một nhà địa chất tên là Harry Fielding Reid đã so sánh các cuộc đo đạc đất đai được thực hiện trước và sau trận động đất. Chúng cho thấy mặt đất đã từ từ bị uốn cong trong nhiều thập kỷ, rồi bật trở lại, như một chiếc lò xo được buông ra. Ông gọi hiện tượng này là sự bật đàn hồi. Đến nay các nhà khoa học vẫn giải thích động đất theo cách đó.

2:13Nơi động đất xảy ra

Hãy đánh dấu mọi trận động đất lên bản đồ, và một quy luật sẽ hiện ra rõ ràng. Chúng xếp thành hàng dọc theo rìa các mảng. Rìa hoạt động mạnh nhất bao quanh Thái Bình Dương: Vành đai Lửa, chủ đề của một bài giảng riêng. Các mảng gặp nhau theo ba cách, và mỗi cách làm rung chuyển mặt đất theo kiểu riêng của nó.

2:29Nơi các mảng tách xa nhau, như ở Iceland, lớp vỏ bị kéo giãn và nứt ra, và những khối đá sụt xuống. Những trận động đất này thường nông và khá nhỏ.

2:40Nơi các mảng nghiến trượt ngang qua nhau, mặt đất xô lệch sang hai bên. Phần lớn các đứt gãy loại này nằm dưới đáy biển. Nhưng trên đất liền, như San Andreas, chúng có thể rất nguy hiểm, vì chúng chạy gần các thành phố.

2:54Nơi các mảng đẩy vào nhau, một mảng thường trượt xuống bên dưới mảng kia, tại nơi được gọi là đới hút chìm. Hai mảng có thể khóa chặt vào nhau trên một diện tích rộng lớn. Đó là nơi những trận động đất khổng lồ xảy ra. Mọi trận động đất có độ lớn từ 9 trở lên từng được đo đều xảy ra ở một đới hút chìm.

3:11Nơi hai lục địa đẩy vào nhau, không bên nào chìm xuống. Thay vào đó, lớp vỏ bị nhàu lại và nhô lên thành những dãy núi, như dãy Himalaya. Một số trận động đất chết chóc nhất trên đất liền đã xảy ra dọc theo vành đai này, từ Pakistan đến Trung Quốc.

3:25Một vài trận động đất xảy ra ở xa mọi rìa mảng. Vào mùa đông năm 1811 và 1812, một loạt trận động đất mạnh đã làm rung chuyển vùng trung tâm Hoa Kỳ, quanh New Madrid, Missouri. Chúng hiếm gặp, nhưng cho thấy rìa mảng không phải là toàn bộ câu chuyện.

3:44Đo sự rung lắc

Mọi trận động đất đều bắt đầu tại một điểm dưới lòng đất, nơi đứt gãy vỡ ra đầu tiên, thường ở độ sâu chưa tới 20 km. Sau đó, vết vỡ lan nhanh dọc theo đứt gãy. Điểm trên mặt đất nằm ngay phía trên điểm khởi đầu là tâm chấn: dấu chấm trên bản đồ động đất. Sóng lan ra mọi hướng, như những gợn sóng trên mặt ao.

4:04Các thiết bị gọi là địa chấn kế ghi lại những làn sóng đó, và chúng luôn đến theo cùng một thứ tự. Đầu tiên là sóng P, loại sóng đẩy và kéo đá. Chúng nhanh nhất, và thường nhẹ. Tiếp theo, sóng S làm đá rung lên xuống hoặc sang hai bên. Cuối cùng là sóng mặt, cuộn đi dọc theo mặt đất. Sóng S và sóng mặt mang đến những rung lắc mạnh nhất.

4:27Để so sánh các trận động đất, các nhà khoa học gán cho mỗi trận một độ lớn: một con số duy nhất cho biết nó đã giải phóng bao nhiêu năng lượng. Mỗi bậc tăng trên thang đo nghĩa là năng lượng nhiều hơn khoảng 32 lần. Vì vậy, một trận độ lớn 7 không chỉ lớn hơn một trận độ lớn năm một chút. Nó giải phóng năng lượng nhiều hơn khoảng 1.000 lần.

4:45Có thể bạn đã nghe nói về thang Richter, thang đo độ lớn đầu tiên, được tạo ra vào năm 1935. Ngày nay các nhà khoa học dùng một thang đo mới hơn, gọi là độ lớn mô-men, áp dụng được cả cho những trận động đất lớn nhất.

4:59Độ lớn mô tả trận động đất. Cường độ mô tả sự rung lắc: mặt đất đã chuyển động mạnh đến mức nào tại một địa điểm cụ thể. Một trận động đất có một độ lớn, nhưng nhiều mức rung lắc, mạnh nhất gần đứt gãy và yếu dần khi ra xa.

5:15Cường độ phụ thuộc vào nhiều thứ hơn là khoảng cách. Trong hai trận động đất cùng độ lớn, trận nông hơn làm rung chuyển bề mặt mạnh hơn. Nền đất mềm, như cát tơi xốp hay đất lấp, có thể làm rung lắc tệ hơn nhiều. Đó là điều đã xảy ra ở khu Marina của San Francisco năm 1989, câu chuyện được kể trong bài giảng của chúng tôi về trận động đất World Series.

5:40Tòa nhà, không phải động đất

Các kỹ sư có một câu nói: động đất không giết người, các tòa nhà mới giết người. Vào tháng Một năm 2010, một trận động đất độ lớn 7 xảy ra ngay bên ngoài thủ đô Port-au-Prince của Haiti. Nhiều tòa nhà làm bằng bê tông và gạch được xây kém chất lượng, với quá ít thép, và chúng đã đổ sập. Hơn 100.000 người đã thiệt mạng.

5:59Khoảng sáu tuần sau, một trận động đất mạnh hơn nhiều xảy ra ở Chile. Với độ lớn 8,8, nó đã giải phóng năng lượng nhiều gấp khoảng 500 lần. Rung lắc rất mạnh, nhưng Chile có quy chuẩn xây dựng nghiêm ngặt, được đúc kết từ nhiều trận động đất chết chóc, và phần lớn các tòa nhà vẫn đứng vững. Khoảng 500 người đã thiệt mạng.

6:19Các hệ thống cảnh báo cũng có thể giúp ích. Vì sóng P đến trước, các cảm biến gần đứt gãy có thể bắt được chúng và gửi cảnh báo trước khi rung lắc mạnh ập tới. Nhật Bản và bờ Tây Hoa Kỳ đều có những hệ thống như vậy. Lời cảnh báo có thể chỉ kéo dài vài giây, nhưng như vậy đủ để cho tàu hỏa giảm tốc, mở cửa trạm cứu hỏa, và để mọi người kịp tìm chỗ nấp. Ngay sát đứt gãy, có thể hoàn toàn không có cảnh báo nào.

6:45Hãy chuẩn bị sẵn sàng trước khi nó bắt đầu: cố định đồ đạc cao và nặng vào tường. Khi rung lắc bắt đầu, hãy cúi xuống, chống tay và đầu gối xuống sàn. Hãy che đầu và cổ, nấp dưới một chiếc bàn chắc chắn nếu có bàn ở gần. Hãy bám chặt cho đến khi hết rung lắc. Đừng chạy ra ngoài, và đừng đứng ở khung cửa: trong một ngôi nhà hiện đại, khung cửa không chắc chắn hơn bất cứ chỗ nào khác.

7:05Rung lắc mạnh có thể kéo theo những nguy hiểm khác: lở đất trên sườn đồi dốc, hỏa hoạn từ đường ống khí đốt bị vỡ, và gần bờ biển là sóng thần. Nếu bạn đang ở gần bờ biển và rung lắc mạnh, hoặc kéo dài hơn khoảng 20 giây, hãy lập tức di chuyển lên chỗ cao hoặc vào sâu trong đất liền. Đừng chờ cảnh báo chính thức. Chính trận động đất có thể là lời cảnh báo duy nhất của bạn.

7:27Sau một trận động đất lớn là các dư chấn: những trận động đất nhỏ hơn ở gần đó, có thể kéo dài nhiều tuần, thậm chí nhiều năm. Chưa ai từng dự đoán một cách đáng tin cậy thời gian, địa điểm và độ lớn của một trận động đất lớn. Thay vào đó, các nhà khoa học dự báo xác suất. Dự báo chính thức của California cho rằng một trận động đất mạnh ở đâu đó trong bang gần như chắc chắn sẽ xảy ra trong vòng 30 năm.

7:53Ba điều

Vậy, có ba điều cần ghi nhớ. Thứ nhất, động đất là một cú trượt đột ngột trên đứt gãy, giải phóng sức căng đã tích tụ từ từ khi các mảng chuyển động. Thứ hai, phần lớn động đất xảy ra ở nơi các mảng gặp nhau, và những trận lớn nhất xảy ra ở nơi một mảng trượt xuống bên dưới mảng khác. Và thứ ba, độ lớn đo trận động đất, cường độ đo sự rung lắc, và các tòa nhà quyết định mức độ thiệt hại mà nó gây ra.

8:16Mặt đất bên dưới bạn đang dịch chuyển vài centimet mỗi năm. Động đất là những khoảnh khắc mặt đất bắt kịp phần chuyển động ấy. Trong Động đất hai không một, chúng ta sẽ đi sâu hơn: vào bên trong đứt gãy, xuyên xuống lõi của hành tinh, và vào khoa học dự báo. Cảm ơn bạn đã xem Earth Explained. Hãy đăng ký kênh để xem bài giảng tiếp theo, và theo dõi hành tinh trực tiếp, suốt ngày đêm, trên EarthWatch 24-7.

Nguồn

  1. U.S. Geological Survey. The Great 1906 San Francisco Earthquake. Earthquake Hazards Program. earthquake.usgs.gov/earthquakes/events/1906calif/18aprilDùng cho: Thời gian, thời lượng rung lắc, chiều dài đứt vỡ, độ xô lệch, hỏa hoạn
  2. Lawson, A. C., et al. (1908–1910). The California Earthquake of April 18, 1906: Report of the State Earthquake Investigation Commission. Carnegie Institution of Washington. Vol. 2: H. F. Reid, The Mechanics of the Earthquake (1910). archive.org/details/californiaearthq872caliDùng cho: Sự bật đàn hồi, từ các cuộc đo đạc trước và sau trận động đất
  3. U.S. Geological Survey. Cool Earthquake Facts. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/cool-earthquake-factsDùng cho: Khoảng 100.000 trận động đất được cảm nhận mỗi năm; tốc độ của đứt gãy San Andreas so với tốc độ móng tay mọc
  4. U.S. Geological Survey. 20 Largest Earthquakes in the World Since 1900. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/20-largest-earthquakes-world-1900Dùng cho: Năm trận động đất có độ lớn từ 9 trở lên và độ lớn của chúng
  5. U.S. Geological Survey. The 1811–1812 New Madrid, Missouri, Earthquakes. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/1811-1812-new-madrid-missouri-earthquakesDùng cho: Các trận động đất năm 1811–1812
  6. U.S. Geological Survey. Earthquake Magnitude, Energy Release, and Shaking Intensity. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/earthquake-magnitude-energy-release-and-shaking-intensityDùng cho: Độ lớn, năng lượng gấp khoảng 32 lần cho mỗi bậc, cường độ
  7. Hanks, T. C., & Kanamori, H. (1979). A moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research, 84(B5), 2348–2350. doi.org/10.1029/JB084iB05p02348Dùng cho: Độ lớn mô-men
  8. U.S. Geological Survey. ShakeMap: M 6.9 Loma Prieta, 1989. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/nc216859/shakemapDùng cho: Cường độ rung lắc mạnh nhất gần đứt gãy và trên nền đất mềm
  9. U.S. Geological Survey. M 7.0 – Haiti, January 12, 2010. Event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp000h60hDùng cho: Độ lớn, vị trí và độ sâu của trận động đất ở Haiti
  10. U.S. Geological Survey. M 8.8 – 2010 Maule, Chile, February 27, 2010. Event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official20100227063411530_30Dùng cho: Độ lớn và vị trí của trận động đất ở Chile
  11. Burkett, E. R., Given, D. D., & Jones, L. M. (2014, revised 2017). ShakeAlert—An earthquake early warning system for the United States West Coast. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2014–3083. pubs.usgs.gov/publication/fs20143083Dùng cho: Cảnh báo sớm và những gì nó có thể kích hoạt
  12. Earthquake Country Alliance. Drop, Cover, and Hold On. The Great ShakeOut. www.shakeout.org/dropcoverholdonDùng cho: Những việc cần làm khi rung lắc; quan niệm sai về khung cửa; cố định đồ đạc
  13. NOAA / National Weather Service. Tsunami Safety. www.weather.gov/safety/tsunami-duringDùng cho: Những lời cảnh báo tự nhiên: rung lắc mạnh hoặc kéo dài ở bờ biển
  14. U.S. Geological Survey. Can you predict earthquakes? www.usgs.gov/faqs/can-you-predict-earthquakesDùng cho: Dự đoán và dự báo khác nhau như thế nào
  15. Field, E. H., et al. (2015). Long-Term Time-Dependent Probabilities for the Third Uniform California Earthquake Rupture Forecast (UCERF3). Bulletin of the Seismological Society of America, 105(2A), 511–543. doi.org/10.1785/0120140093Dùng cho: Xác suất hơn 99% xảy ra động đất M6.7+ ở California trong vòng 30 năm
  16. Field, E. H., & 2014 Working Group on California Earthquake Probabilities (2015). UCERF3: A New Earthquake Forecast for California's Complex Fault System. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2015–3009. pubs.usgs.gov/fs/2015/3009Dùng cho: Xác suất hơn 99% xảy ra động đất M6.7+ ở California trong vòng 30 năm (bản tóm tắt bằng ngôn ngữ dễ hiểu)
  17. Wang, K., Chen, Q.-F., Sun, S., & Wang, A. (2006). Predicting the 1975 Haicheng earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 96(3), 757–795. doi.org/10.1785/0120050191Dùng cho: Hải Thành, 1975

Hình ảnh trong tập: USGS, NOAA và NASA (phạm vi công cộng), cùng bản đồ NASA/USGS Landsat qua NASA GIBS; hoạt hình của EarthWatch 24-7. Ghi công đầy đủ: earthwatch247.com/credits.html.

Trích dẫn bài học này

EarthWatch 24-7. (2026). Động đất 101: Vì sao mặt đất rung chuyển [Bài học video]. Earth Explained: Động đất 101. https://earthwatch247.com/learn/earthquakes-101/vi/

Đáp án

  1. C. Các mảng dịch chuyển đều đặn, vài centimet mỗi năm (USGS). Một trận động đất giải phóng cùng một lúc chuyển động chậm của nhiều năm.
  2. A. Harry Fielding Reid đã mô tả nó vào năm 1910, sau khi so sánh các cuộc đo đạc thực hiện trước và sau trận động đất San Francisco năm 1906.
  3. D. Trên bản đồ, động đất vạch theo rìa các mảng, dày đặc nhất quanh Thái Bình Dương (Vành đai Lửa).
  4. B. Tại các đới hút chìm, các mảng có thể khóa chặt vào nhau trên một diện tích rộng lớn. Năm trận kể từ năm 1900 (Kamchatka 1952, Chile 1960, Alaska 1964, Sumatra 2004, Nhật Bản 2011) đều xảy ra ở các đới hút chìm (USGS).
  5. A. Trận động đất bắt đầu tại một điểm dưới lòng đất (chấn tiêu, hay tiêu điểm); tâm chấn là điểm trên bề mặt nằm phía trên điểm đó. Rung lắc mạnh nhất thường diễn ra dọc theo toàn bộ đứt gãy, không chỉ ở tâm chấn.
  6. C. Sóng P nhanh nhất và đến đầu tiên; sóng S đến tiếp theo; sóng mặt chậm nhất. Các hệ thống cảnh báo sớm dựa vào khoảng thời gian đi trước đó.
  7. B. Mỗi bậc nguyên là năng lượng gấp khoảng 32 lần, nên hai bậc là khoảng 32 × 32 ≈ 1.000 lần.
  8. D. Một trận động đất có một độ lớn, nhưng nhiều cường độ: mạnh nhất gần đứt gãy và yếu dần khi ra xa, và mạnh hơn trên nền đất mềm.
  9. C. Trận động đất ở Chile giải phóng năng lượng gấp khoảng 500 lần và làm các thành phố rung lắc dữ dội, nhưng các tòa nhà ở đó, được xây theo những quy chuẩn nghiêm ngặt rút ra từ các trận động đất trước, phần lớn vẫn đứng vững. Ở Haiti, những công trình bê tông và gạch xây kém chất lượng đã đổ sập.
  10. A. Rung lắc mạnh hoặc kéo dài ở bờ biển là một lời cảnh báo sóng thần tự nhiên (NOAA). Chính trận động đất có thể là lời cảnh báo duy nhất mà các em nhận được.

Câu hỏi tự luận

  1. Các mảng dịch chuyển đều đặn, nhưng rìa của chúng bị ma sát khóa chặt, nên đá dọc theo đứt gãy bị uốn cong thay vì trượt, và tích trữ năng lượng trong nhiều thập kỷ hoặc nhiều thế kỷ. Khi ứng suất tích tụ trở nên lớn hơn mức đứt gãy có thể chịu được, đứt gãy trượt đột ngột và đá bị uốn cong bật trở lại. Năm 1906, đứt gãy San Andreas trượt trên chiều dài khoảng 296 dặm (477 km), và những con đường, hàng rào cắt ngang nó bị xô lệch tới khoảng 20 feet (6 m). Reid đã so sánh các cuộc đo đạc đất đai thực hiện trước và sau trận động đất, cho thấy sự uốn cong chậm và cú bật trở lại, và công bố lý thuyết này vào năm 1910.
  2. Hình vẽ cho thấy một đứt gãy chạy sâu xuống lòng đất, một điểm trên đứt gãy nơi vết vỡ bắt đầu (chấn tiêu), tâm chấn nằm ngay phía trên nó ở bề mặt, và những vòng tròn lan ra từ điểm khởi đầu. Sóng P truyền nhanh nhất, nên chúng đến một địa chấn kế ở xa trước tiên; sóng S chậm hơn và đến tiếp theo, còn sóng mặt, chậm nhất, đến sau cùng. Các hệ thống cảnh báo sớm phát hiện những sóng P đầu tiên ở gần đứt gãy và gửi đi một cảnh báo có thể truyền nhanh hơn sự rung lắc chậm hơn nhưng mạnh hơn, báo trước vài giây cho những nơi ở xa hơn, nhưng không phải cho những nơi ở ngay sát đứt gãy.
  3. Chênh lệch là 1,8 bậc độ lớn. Mỗi bậc là năng lượng gấp khoảng 32 lần (10^1.5), nên 1,8 bậc là khoảng 10^(1.5 × 1.8) = 10^2.7 ≈ 500 lần. Vậy mà khoảng 500 người thiệt mạng ở Chile và hơn 100.000 người ở Haiti. Trận động đất ở Haiti xảy ra ngay bên ngoài thủ đô, bên dưới những tòa nhà bê tông và gạch xây kém chất lượng với quá ít thép, và chúng đã đổ sập. Trận ở Chile xảy ra ngay ngoài khơi bờ biển và làm các thành phố rung lắc dữ dội, nhưng đất nước này có quy chuẩn xây dựng nghiêm ngặt, được đúc kết từ nhiều trận động đất chết chóc, và phần lớn các tòa nhà vẫn đứng vững. Các tòa nhà đã quyết định phần lớn sự khác biệt.