Các nhà nghiên cứu đã tạo ra rung chấn dưới lòng đất ở miền nam Thụy Sĩ, kích hoạt hàng nghìn trận động đất siêu nhỏ trong môi trường được giám sát chặt chẽ nhằm tìm hiểu sâu hơn về hoạt động địa chấn và giảm thiểu rủi ro trong tương lai.
“Đây là một thành công,” Domenico Giardini, một trong những nhà nghiên cứu dẫn đầu dự án, cho biết khi kiểm tra một vết nứt trên vách đá bên trong đường hầm sâu dưới dãy Alps của Thụy Sĩ. Mặc bộ đồ bảo hộ màu cam và đội mũ bảo hiểm, vị giáo sư địa chất thuộc Viện Công nghệ Liên bang Zurich (ETH Zurich) dùng đèn đội đầu để quan sát kỹ hơn khu vực thí nghiệm.
“Chúng tôi đã tạo ra hoạt động địa chấn,” ông nói, cho biết mục tiêu của dự án là hiểu rõ những gì xảy ra sâu dưới lòng đất khi Trái Đất rung chuyển.
Thí nghiệm được thực hiện tại BedrettoLab — phòng thí nghiệm ngầm nằm giữa một đường hầm thông gió dài 5,2 km dẫn tới đường hầm đường sắt Furka.
Phòng thí nghiệm nằm sâu dưới lòng đất này được tiếp cận bằng các phương tiện điện chuyên dụng di chuyển qua bóng tối dọc theo các tấm bê tông đặt trên nền bùn đất. Theo ông Giardini, đây là địa điểm lý tưởng để tạo ra và nghiên cứu động đất.
“Nó hoàn hảo vì phía trên chúng tôi là khoảng 1,5 km núi đá… và chúng tôi có thể quan sát rất gần các đứt gãy, cách chúng dịch chuyển, thời điểm chúng dịch chuyển, thậm chí có thể tự khiến chúng chuyển động,” ông nói với AFP.
Khác với các nghiên cứu động đất truyền thống thường đặt cảm biến gần các đứt gãy đã biết và chờ địa chấn xảy ra, nhóm nghiên cứu tại BedrettoLab chủ động kích hoạt chuyển động địa chất.
Trong thí nghiệm mang tên Fault Activation and Earthquake Rupture (FEAR-2), hàng chục nhà khoa học châu Âu đã dành bốn ngày cuối tháng 4 để bơm 750 mét khối nước vào các lỗ khoan trên vách đá đường hầm nhằm kích hoạt một trận động đất có độ lớn cấp 1.
“Chúng tôi không tạo ra đứt gãy mới… Chúng tôi chỉ tạo điều kiện để đứt gãy hiện có dịch chuyển,” ông Giardini nói.
Vì lý do an toàn, không có người nào ở trong đường hầm trong quá trình thử nghiệm. Toàn bộ hệ thống được điều khiển từ xa từ phòng thí nghiệm ETH Zurich ở miền bắc Thụy Sĩ.
Khi AFP đến thăm phòng điều khiển tại Zurich, các nhà khoa học đang theo dõi những dấu hiệu địa chấn đầu tiên trên màn hình. Ryan Schultz, nhà địa chấn học chuyên nghiên cứu động đất nhân tạo, cho biết thí nghiệm đang “mở rộng giới hạn của khoa học.”
Trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu từng phải xử lý một sự cố mất điện đột ngột trong đường hầm, khiến các nhà khoa học tại Zurich khẩn trương tìm nguyên nhân.
Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã kích hoạt khoảng 8.000 rung chấn nhỏ dọc theo đứt gãy mục tiêu, đồng thời bất ngờ phát hiện hoạt động trên các đứt gãy vuông góc khác.
Các trận động đất có độ lớn dao động từ âm 5 đến âm 0,14 (số âm trên thang logarit là mức động đất cực nhỏ thay vì số dương). Dù chưa đạt mục tiêu kích hoạt trận động đất mạnh 1 độ Richter, ông Giardini vẫn coi đây là thành công lớn.
Ông cho biết từng có các thí nghiệm tạo động đất siêu nhỏ trong phòng thí nghiệm trước đây, nhưng chưa từng được thực hiện ở quy mô lớn và độ sâu như lần này.
Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà khoa học xác định góc bơm nước tối ưu để thử nghiệm lại vào tháng 6 nhằm đạt mức động đất mục tiêu.
Ông Giardini cho biết nghiên cứu này đặc biệt quan trọng đối với các hoạt động dưới lòng đất như khai thác tài nguyên, đào hầm và địa nhiệt.
Ông dẫn ví dụ về các trận động đất liên quan đến việc xử lý nước thải từ ngành khai thác dầu khí bằng công nghệ fracking ở bang Texas của Mỹ. Ông cũng nhắc đến trận động đất mạnh 5,4 độ tại Pohang, Hàn Quốc năm 2017, được cho là do hoạt động bơm nước tại nhà máy điện địa nhiệt thử nghiệm đầu tiên của nước này gây ra.
“Họ không nhận ra là họ đã kích hoạt hoạt động địa chấn trên một đứt gãy lớn, dẫn đến một trận động đất nghiêm trọng,” ông nói.
“Chúng tôi không nói rằng con người không nên khai thác dưới lòng đất,” ông nhấn mạnh. “Chúng ta cần học cách làm điều đó an toàn hơn.”
Giáo sư địa chất Domenico Giardini của ETH Zurich bên trong phòng thí nghiệm ngầm BedrettoLab ở Thụy Sĩ. Ảnh: AFP
