Phát hiện mới trong lĩnh vực địa chấn học
“Động đất băng hà” là một loại động đất đặc biệt xảy ra ở các vùng lạnh giá, băng tuyết. Loại động đất này được phát hiện lần đầu tiên ở bán cầu Bắc cách đây hơn 20 năm. Những trận động đất băng hà xảy ra khi các khối băng khổng lồ rơi từ sông băng xuống biển.
Cho đến nay, chỉ có rất ít trận động đất băng hà được tìm thấy ở Nam Cực. Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters (Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý), học giả Phạm Thanh Sơn - Nghiên cứu sinh tại Đại học Quốc gia Úc - đưa ra bằng chứng về hàng trăm trận động đất này ở Nam Cực trong giai đoạn 2010-2023, phần lớn tập trung tại đầu phía biển của Sông băng Thwaites - còn được giới khoa học gọi là "Sông băng Tận thế", có thể khiến mực nước biển dâng cao nhanh chóng nếu nó sụp đổ.
Ảnh minh hoạ hiện tượng "Động đất băng hà". Nguồn ảnh: Alaska Earthquake Center.
Động đất băng hà được tạo ra khi các tảng băng trôi cao và mỏng tách khỏi đầu sông băng rơi xuống đại dương. Khi những tảng băng này lật ngược, chúng va chạm dữ dội với sông băng "mẹ". Vụ va chạm tạo ra những rung động cơ học mạnh trên mặt đất, hay sóng địa chấn, lan truyền hàng nghìn kilomet từ điểm phát sinh.
Điều khiến động đất băng hà trở nên độc đáo là chúng không tạo ra bất kỳ sóng địa chấn tần số cao nào. Những sóng này đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và xác định vị trí các nguồn địa chấn thông thường như động đất, núi lửa và vụ nổ hạt nhân.
Do sự khác biệt này, động đất băng hà chỉ được phát hiện tương đối gần đây, mặc dù các nguồn địa chấn khác đã được ghi nhận thường xuyên trong nhiều thập kỷ.
Quan sát động đất băng hà ở Nam Cực còn nhiều khó khăn
Hầu hết các trận động đất băng hà được phát hiện cho đến nay đều nằm gần đầu các sông băng ở Greenland, tảng băng lớn nhất ở bán cầu Bắc.
Các trận động đất băng hà ở Greenland có cường độ tương đối lớn. Những trận mạnh nhất có quy mô tương tự các trận động đất gây ra bởi các vụ thử hạt nhân mà Triều Tiên thực hiện trong hai thập kỷ qua. Do đó, chúng đã được phát hiện bởi mạng lưới giám sát địa chấn chất lượng cao, hoạt động liên tục trên toàn thế giới.
Theo nghiên cứu, các sự kiện ở Greenland thay đổi theo mùa, xảy ra thường xuyên hơn vào cuối mùa hè. Chúng cũng trở nên phổ biến hơn trong những thập kỷ gần đây khi những dấu hiệu này có thể liên quan đến tốc độ nóng lên toàn cầu nhanh hơn ở các khu vực cực.
Mặc dù Nam Cực là tảng băng lớn nhất trên Trái Đất, bằng chứng trực tiếp về động đất băng hà do các tảng băng trôi lật ngược gây ra ở đây vẫn khó nắm bắt. Hầu hết các nỗ lực trước đây nhằm phát hiện động đất băng hà ở Nam Cực đều sử dụng mạng lưới máy dò địa chấn toàn cầu.
Tuy nhiên, nếu động đất băng hà ở Nam Cực có cường độ thấp hơn nhiều so với ở Greenland thì mạng lưới toàn cầu có thể không phát hiện được chúng.
Học giả Phạm Thanh Sơn đã sử dụng các trạm địa chấn ngay tại Nam Cực để tìm kiếm dấu hiệu của những trận động đất này. Tìm kiếm của anh Sơn đã phát hiện hơn 360 sự kiện địa chấn băng hà, phần lớn trong số đó chưa được đưa vào bất kỳ danh mục động đất nào.
Các sự kiện phát hiện được chia thành hai cụm, gần sông băng Thwaites và Pine Island. Những sông băng này là nguồn chính gây ra sự dâng cao mực nước biển từ Nam Cực.
Các hình ảnh vệ tinh chụp được ít nhất bốn tảng băng trôi mới trong vùng lân cận vị trí phát hiện. Ảnh: Phạm Thanh Sơn.
Quan sát động đất tại 'Sông băng Tận thế'
Sông băng Thwaites đôi khi được gọi là Sông băng Tận thế. Nếu dòng sông bằng này sụp đổ hoàn toàn, mực nước biển toàn cầu sẽ dâng cao 3 mét, và nó cũng có khả năng tan rã nhanh chóng.
Học giả Sơn phát hiện 245/362 sự kiện (chiếm khoảng 2/3) ở cửa biển của sông Thwaites. Hầu hết các sự kiện này có khả năng là động đất băng hà do tảng băng trôi lật ngược.
Yếu tố thúc đẩy mạnh nhất cho các sự kiện này dường như không phải là dao động hàng năm của nhiệt độ không khí ấm - yếu tố điều khiển hành vi theo mùa của động đất băng hà ở Greenland.
Thay vào đó, giai đoạn xảy ra động đất băng hà nhiều nhất tại Thwaites, từ năm 2018 đến 2020, trùng với thời kỳ dòng băng ở lưỡi băng của sông băng chảy nhanh hơn về phía biển. Giai đoạn tăng tốc của lưỡi băng đã được xác nhận độc lập bởi các quan sát vệ tinh.
Sự tăng tốc này có thể do các điều kiện đại dương gây ra, ảnh hưởng của nó vẫn chưa được hiểu rõ.
Những phát hiện cho thấy tác động ngắn hạn của trạng thái đại dương đối với sự ổn định của các sông băng kết thúc ở biển. Điều này đáng được khám phá thêm để đánh giá mức độ đóng góp tiềm năng của sông băng vào sự dâng cao của mực nước biển trong tương lai.
Cụm phát hiện lớn thứ hai xảy ra gần Sông băng Pine Island. Tuy nhiên, những sự kiện này luôn được xác định cách bờ biển 60-80 kilomet, do đó chúng không có khả năng do tảng băng trôi lật ngược gây ra.
Những sự kiện này vẫn còn là điều bí ẩn và cần nghiên cứu tiếp theo.
Việc phát hiện động đất băng hà liên quan đến sự tách băng trôi tại Sông băng Thwaites có thể giúp trả lời một số câu hỏi nghiên cứu quan trọng, bao gồm câu hỏi cơ bản về sự bất ổn tiềm ẩn của Sông băng Thwaites do tương tác giữa đại dương, băng và nền đất rắn gần khu vực nó gặp biển.
