Khảo sát các vùng nguồn sóng thần có khả năng nguy hiểm tới vùng biển Việt Nam

36 32(1), 36-47 T¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ tr¸i ®Êt 3-2010 Kh¶o s¸t c¸c vïng nguån sãng thÇn cã kh¶ n¨ng g©y nguy hiÓm tíi vïng bê biÓn ViÖt Nam NguyÔn Hång Ph−¬ng, Bïi C«ng QuÕ, NguyÔn §×nh Xuyªn I. Më §ÇU Tõ sau th¶m häa ®éng ®Êt - sãng thÇn Sumatra- Andaman n¨m 2004, do sù ®æi míi trong c¸ch nh×n nhËn cña thÕ giíi ®èi víi th¶m häa thiªn nhiªn ®éng ®Êt vµ sãng thÇn, vÊn ®Ò nghiªn cøu sãng thÇn ®· chuyÓn sang b−íc ngoÆt míi. NhiÒu ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau ®· ®−îc c¸c nhµ khoa häc ¸p dông ®Ó ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn cho c¸c vïng biÓn trªn thÕ giíi. C¸c nghiªn cøu ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn th−êng ®−îc tiÕn hµnh theo hai c¸ch tiÕp cËn kh¸c nhau : tÊt ®Þnh vµ x¸c suÊt. Ph−¬ng ph¸p tÊt ®Þnh ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn th−êng dùa trªn viÖc m« h×nh hãa vµ m« pháng hiÖn t−îng sãng thÇn dùa trªn nh÷ng d÷ liÖu sãng thÇn hñy diÖt ®· biÕt trong lÞch sö [2, 5]. KÕt qu¶ cña viÖc m« pháng c¸c d÷ liÖu sãng thÇn ®¬n lÎ lµ bøc tranh gÇn víi hiÖn thùc vÒ thêi gian lan truyÒn sãng, ®é cao sãng vµ kh¶ n¨ng ngËp lôt do hiÖn t−îng sãng thÇn g©y ra. GÇn ®©y, ph−¬ng ph¸p luËn ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn theo c¸ch tiÕp cËn x¸c suÊt còng ®· ®−îc x©y dùng, cho phÐp hiÓn thÞ kÕt qu¶ d−íi d¹ng c¸c ®å thÞ ®é nguy hiÓm sãng thÇn biÓu thÞ mèi t−¬ng quan gi÷a ®é cao sãng khi tíi bê vµ chu kú lÆp l¹i sãng thÇn, hay tËp b¶n ®å ®é nguy hiÓm sãng thÇn biÓu thÞ ph©n bè kh«ng gian cña ®é cao sãng cùc ®¹i t¹i ®−êng bê dù b¸o cho c¸c chu kú thêi gian kh¸c nhau, øng víi c¸c x¸c suÊt bÞ v−ît qu¸ kh¸c nhau [16]. Ph−¬ng ph¸p luËn x¸c suÊt còng ®· ®−îc ¸p dông ®Ó ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn cho nhiÒu vïng biÓn thuéc c¸c quèc gia n»m trªn bê Th¸i B×nh D−¬ng vµ Ên §é D−¬ng nh− NhËt, Mü, óc vµ §«ng Nam ¸ [1, 6, 17]. Cho ®Õn nay, c¸c nghiªn cøu ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn th−êng tËp trung sù chó ý vµo c¸c ®íi ho¹t ®éng kiÕn t¹o tÇm cì khu vùc, Ýt ®Ó ý ®Õn kh¶ n¨ng g©y sãng thÇn tõ c¸c nguån cã tÇm cì trung b×nh hay ®Þa ph−¬ng. Ch¼ng h¹n, khi ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn cho khu vùc §«ng Nam ¸, Hong Kie Thio vµ céng sù [17] ®· chØ dùa vµo c¸c nguån sãng thÇn d−íi d¹ng c¸c ®íi hót ch×m rÊt lín trªn c¸c vïng biÓn xung quanh NhËt B¶n, ®«ng Philippine vµ nam Indonesia - Malaysia mµ kh«ng chó ý tíi c¸c nguån sãng thÇn d¹ng c¸c ®íi ®øt gÉy trung b×nh vµ nhá trªn BiÓn §«ng ViÖt Nam. D. Burbridge vµ nnk. còng chØ quan t©m tíi mét vïng nguån lín lµ ®íi siªu hót ch×m Sumatra-Andaman kÐo dµi hµng ngh×n kilomet khi ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn cho vïng bê t©y b¾c n−íc óc [6]. Sù c¶nh gi¸c cña c¸c quèc gia cã biÓn tr−íc hiÓm häa sãng thÇn ®ßi hái ph¶i cã nh÷ng nghiªn cøu chi tiÕt h¬n vÒ c¸c ®íi ®øt gÉy kiÕn t¹o cã kÝch th−íc trung b×nh vµ nhá trong khu vùc, ®Æc biÖt bªn trong c¸c vïng biÓn r×a kÝn, tiÒm Èn kh¶ n¨ng ph¸t sinh c¸c trËn sãng thÇn ®Þa ph−¬ng. Môc ®Ých cña nghiªn cøu nµy lµ kh¶o s¸t c¸c nguån sãng thÇn cã kh¶ n¨ng ¶nh h−ëng g©y thiÖt h¹i tíi vïng bê biÓn ViÖt Nam. Trªn c¬ së nghiªn cøu c¸c ®Æc tr−ng ®Þa chÊn kiÕn t¹o vµ ®Þa ®éng lùc, ranh giíi c¸c vïng nguån sãng thÇn ®−îc x¸c ®Þnh trªn khu vùc BiÓn §«ng vµ c¸c vïng biÓn l©n cËn. C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c suÊt thèng kª ®−îc ¸p dông ®Ó −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho c¸c vïng nguån, phôc vô c¸c nghiªn cøu ®¸nh gi¸ chi tiÕt ®é nguy hiÓm sãng thÇn trong t−¬ng lai. Cuèi cïng, thêi gian lan truyÒn sãng thÇn ng¾n nhÊt tõ c¸c vïng nguån ®Õn bê biÓn ViÖt Nam ®−îc tÝnh to¸n ®Ó phôc vô c«ng t¸c c¶nh b¸o sãng thÇn ë ViÖt Nam trong t−¬ng lai. II. C¸C §ÆC §IÓM §ÞA CHÊN KIÕN T¹O CHÝNH KHU VùC BIÓN §¤NG Khu vùc §«ng Nam ¸ nãi chung vµ BiÓn §«ng ViÖt Nam nãi riªng cã cÊu tróc kiÕn t¹o vµ lÞch sö ph¸t triÓn ®Þa ®éng lùc rÊt ®éc ®¸o vµ phøc t¹p. Mét 37 mÆt ®©y lµ vïng chuyÓn tiÕp gi÷a mét bªn lµ lôc ®Þa ¢u-¸ vµ mét bªn lµ lôc ®Þa ch©u óc, mÆt kh¸c nã ®ãng vai trß lµ vïng ng¨n c¸ch Ên §é D−¬ng víi Th¸i B×nh D−¬ng. C¸c m¶ng vá th¹ch quyÓn trong khu vùc dÞch chuyÓn t−¬ng ®èi víi nhau, víi xu h−íng héi tô ë BiÓn §«ng : m¶ng Th¸i B×nh D−¬ng di chuyÓn vÒ phÝa t©y vµ t©y b¾c, m¶ng Ên-óc di chuyÓn vÒ phÝa b¾c, ®«ng b¾c vµ tiÓu m¶ng Ên §é di chuyÓn vÒ phÝa b¾c, x« hóc vµo m¶ng ch©u ¸. HÖ qu¶ cña c¸c chuyÓn ®éng trong Kainozoi ®· t¹o nªn ë khu vùc nµy mét sè cÊu tróc tÝch cùc c¬ b¶n sau : 1. C¸c siªu ®íi hót ch×m §íi hót ch×m m¸ng biÓn Sumatra kÐo dµi ®Õn 8.000 km, tõ phÝa r×a t©y b¾c §«ng Nam ¸ tíi phÝa ®«ng ®¶o Timor, ®íi hót ch×m m¸ng biÓn Philippin kÐo dµi trªn 3.000 km tõ phÝa nam §µi Loan tíi vïng ®¶o Timor. Ngoµi ra cßn ph¶i kÓ ®Õn ®íi hót ch×m cã quy m« nhá h¬n nh− ®íi hót ch×m m¸ng biÓn Manila (dµi 1.150 km), ®íi hót ch×m r×a phÝa ®«ng biÓn Sulu (dµi trªn 650 km). 2. Lo¹t c¸c biÓn r×a H×nh thµnh do t¸ch gi·n sau cung nh− biÓn Selebes tõ kho¶ng 54-42 tr.n, BiÓn §«ng ViÖt Nam tõ 32- 15,5 tr.n, biÓn Sulu tõ 19-17 tr.n, biÓn Molucca tõ 40-35 tr.n, biÓn Banda tõ 20-15 tr.n, biÓn Makassar tõ 23-17 tr.n, biÓn Andaman tõ 11 tr.n ®Õn nay. 3. C¸c ®øt gÉy tr−ît b»ng lín §øt gÉy ph−¬ng ¸ kinh tuyÕn Sagang tr−ît ph¶i trong giai ®o¹n hiÖn nay víi ®øt gÉy ph−¬ng t©y b¾c - ®«ng nam S«ng Hång-Ailao Shan tr−ît ph¶i trong giai ®o¹n hiÖn t¹i, ®øt gÉy ph−¬ng t©y b¾c ®«ng nam Sumatra (trªn ®¶o Sumatra) tr−ît ph¶i, ®øt gÉy ph−¬ng ¸ kinh tuyÕn Philippine (qua quÇn ®¶o Philippine) tr−ît tr¸i. 4. Sù tån t¹i kiÓu cÆp ®«i c¸c ®íi hót ch×m lín vµ c¸c ®íi ®øt gÉy tr−ît b»ng CÆp hót ch×m vµ tr−ît b»ng cïng tªn Sumatra, cÆp hót ch×m - tr−ît b»ng cïng tªn Philipppin, cÆp hót ch×m Timor (®o¹n phÝa ®«ng cña ®íi hót ch×m Sumatra) vµ tr−ît b»ng Sorong. B¶n ®å (h×nh 1) minh häa c¸c cÊu tróc kiÕn t¹o chÝnh trªn khu vùc §«ng Nam ¸ [18]. Tõ b¶n ®å nµy, cã thÓ nhËn thÊy vÞ trÝ kh¸ ®Æc biÖt cña bê biÓn ViÖt Nam. Do BiÓn §«ng ViÖt Nam bÞ bao bäc bëi lôc ®Þa Trung quèc vÒ phÝa b¾c, hÖ thèng cung ®¶o dÇy ®Æc cña Th¸i Lan vµ Malaysia vÒ phÝa t©y nam, cña Indonesia vµ Malaysia vÒ phÝa nam vµ quÇn ®¶o Philippin vÒ phÝa ®«ng, bê biÓn ViÖt Nam sÏ chØ ph¶i chÞu ¶nh h−ëng ®¸ng kÓ nhÊt cña nh÷ng trËn sãng thÇn ®−îc ph¸t sinh bªn trong khu vùc BiÓn §«ng. Nh÷ng trËn sãng thÇn hñy diÖt ph¸t sinh trªn khu vùc trung t©m Th¸i B×nh D−¬ng, tõ biÓn NhËt B¶n, biÓn §«ng Trung Hoa hay thËm chÝ tõ hai siªu ®íi hót ch×m lµ Sumatra (tõ phÝa nam) vµ quÇn ®¶o Philippin (tõ phÝa ®«ng) còng khã cã kh¶ n¨ng t¸c ®éng m¹nh tíi bê biÓn ViÖt Nam. Thùc tÕ còng cho thÊy, trËn sãng thÇn Sumatra n¨m 2004 còng kh«ng g©y bÊt kú mét thiÖt h¹i nµo cho ViÖt Nam, do bÞ chÆn ®øng tr−íc sù che c¶n cña vßng cung dÇy ®Æc c¸c hßn ®¶o thuéc Indonesia vµ Malaysia. Cho ®Õn nay, míi chØ cã mét trËn sãng thÇn lÞch sö ®−îc ghi nhËn trong khu vùc vÞnh B¾c Bé vµ cã nguån gèc tõ mét trËn ®éng ®Êt cã magnitud 7,3 xÈy ra vµo n¨m 1992, vµ kh«ng cã sè liÖu vÒ thiÖt h¹i [20]. Nh− vËy, tõ gãc ®é thùc tiÔn cña viÖc c¶nh b¸o sãng thÇn t¹i ViÖt Nam, bµi b¸o nµy sÏ chØ xem xÐt ®Õn c¸c nguån sãng thÇn nguy hiÓm nhÊt ®èi víi bê biÓn ViÖt Nam. Trong vïng BiÓn §«ng, c¸c yÕu tè kiÕn t¹o ®Þa ®éng lùc cã kh¶ n¨ng lín nhÊt g©y ra sãng thÇn t¸c ®éng tíi bê biÓn ViÖt Nam bao gåm : 1) ®íi hót ch×m Manila, 2) ®íi ®øt gÉy T©y BiÓn §«ng, 3) ®íi ®øt gÉy thÒm lôc ®Þa B¾c BiÓn §«ng vµ 4) ®íi ®øt gÉy t©y b¾c Borneo-Palaoan. D−íi ®©y sÏ kh¶o s¸t chi tiÕt h¬n c¸c ®Æc tr−ng ®Þa chÊn kiÕn t¹o vµ ®Þa ®«ng lùc cña c¸c nguån sãng thÇn tiÒm Èn nµy. 1. §íi hót ch×m Manila §íi hót ch×m Manila cã tæng chiÒu dµi tõ b¾c xuèng nam trªn 1.150 km. §íi nµy gåm mét vµi ®o¹n m¸ng biÓn ch¹y gÊp khóc däc theo bê t©y quÇn ®¶o Philippin tõ vü ®é 20° B¾c xuèng vü ®é 12° B¾c. M¸ng biÓn Manila t¹o nªn ranh giíi m¶ng héi tô gi÷a ®Þa m¶ng BiÓn Philippin vµ m¶ng Sunda ch¹y tõ nam Luzon tíi t©y nam §µi Loan. Däc theo ®íi hót ch×m Manila ®· ghi nhËn ®−îc nhiÒu trËn ®éng ®Êt m¹nh cã magnitud lªn ®Õn 8,2 ®é Richter. Trong kho¶ng thêi gian tõ n¨m 1589 ®Õn n¨m 2005, trªn ®íi hót ch×m m¸ng biÓn Manila ®· xÈy ra Ýt nhÊt 6 trËn ®éng ®Êt lµm ph¸t sinh sãng thÇn (h×nh 2), g©y nªn nh÷ng thiÖt h¹i vÒ ng−êi vµ cña ®¸ng kÓ [3]. C¸c trËn ®éng ®Êt g©y sãng thÇn quan träng nhÊt trong ®íi ®øt gÉy nµy ®−îc liÖt kª d−íi ®©y : c TrËn ngoµi kh¬i t©y Luzon 1677 víi Ms = 7,3 g©y sãng thÇn cao kho¶ng 1 mÐt ; 38 chó gi¶i : H×nh 1. B¶n ®å kiÕn t¹o khu vùc §«ng Nam ¸ [18] d TrËn ®éng ®Êt ngµy 6-5-1924 víi Ms = 7,0, g©y sãng thÇn cã ®é cao h¬n 2 m t¹i bê t©y Philippin ; e TrËn ®éng ®Êt xÈy ra ngµy 14-2-1934 víi Ms = 7,6, g©y sãng thÇn cã ®é cao tõ 2 ®Õn 4 mÐt t¹i bê t©y Philippin ; f TrËn ®éng ®Êt xÈy ra ngµy 12-12-1999 víi Ms = 6,8, g©y sãng thÇn cã ®é cao tõ 1 ®Õn 4 mÐt t¹i bê t©y Philippin ; g TrËn ®éng ®Êt xÈy ra ngµy 9-9-1828 víi Ms = 6,6 g©y sãng thÇn cã ®é cao tõ 1 ®Õn 2 mÐt t¹i bê t©y Philippin ; h TrËn ®éng ®Êt xÈy ra ngµy 3-6-1863 víi Ms = 6,5, g©y sãng thÇn cã ®é cao tõ 1 ®Õn 2 mÐt t¹i thñ ®« Manila. 2. §íi ®øt gÉy T©y BiÓn §«ng §íi ®øt gÉy nµy (h×nh 1) b¾t ®Çu tõ ch¹c ba ®øt gÉy phÝa nam ®¶o H¶i Nam, kÐo xuèng phÝa nam, däc theo s−ên lôc ®Þa phÝa ®«ng miÒn Trung ViÖt Nam. ChiÒu dµi ®íi ®øt gÉy kho¶ng 550 km tÝnh ®Õn ®íi tr−ît Tuy Hßa. Tuy nhiªn c¸c biÓu hiÖn ®øt gÉy nµy cßn tiÕp tôc ë phÝa nam theo ph−¬ng ¸ kinh tuyÕn víi chiÒu dµi cã thÓ ®¹t tíi 700 km. §©y 39 H×nh 2. C¸c trËn sãng thÇn ghi nhËn ®−îc t¹i §«ng Nam ¸ trong kho¶ng thêi gian 1600-2006 [20] lµ ®øt gÉy s©u ®ãng vai trß ranh giíi gi÷a ®Þa khèi Indosini vµ vá ®¹i d−¬ng BiÓn §«ng ; c¸c ho¹t ®éng chÝnh ®· kÕt thóc vµo Miocene sím. C¸c tµi liÖu ®Þa chÊn cho thÊy trong giai ®o¹n hiÖn nay ®øt gÉy ho¹t ®éng yÕu vµ khã cã thÓ g©y ra c¸c trËn ®éng ®Êt m¹nh. Tuy nhiªn trªn c¸c mÆt c¾t ®Þa chÊn ngang qua ®íi, tõ t©y sang ®«ng cho thÊy trªn ®íi ®øt gÉy nµy rÊt ph¸t triÓn c¸c ®íi sôt lín vÒ phÝa biÓn th¼m. C¸c trËn ®éng ®Êt nhá n¨m 2005 ngoµi kh¬i Vòng Tµu cã liªn quan ®Õn ®øt gÉy nµy. §íi nµy bao gåm 2 ®Õn 3 ®øt gÉy bËc 1 ®Õn bËc 3 ph¸t triÓn däc thÒm vµ r×a thÒm lôc ®Þa Trung Bé vµ Nam Trung Bé. Ho¹t ®éng cña chóng ph¸t triÓn kÐo dµi trong suèt Kainozoi ®Õn Pliocen - §Ö Tø vµ lµm mãng Granit tr−íc Kainozoi sôt dÇn ra phÝa tròng s©u BiÓn §«ng. NÕu ë khu vùc n»m s¸t bê biÓn Kh¸nh Hßa - Ninh ThuËn chiÒu s©u mãng Kainozoi chØ n»m ë kho¶ng mét vµi tr¨m mÐt th× ë khu vùc c¸ch bê 50 km, mãng ®· ch×m ®Õn ®é s©u 2-3 km, cßn ë khu vùc c¸ch bê 100 km nã ch×m xuèng 4-5 km. Ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®øt gÉy T©y BiÓn §«ng vïng biÓn Nam Trung Bé cã thÓ ®· lµm ®¸y biÓn sôt bËc tõ ®é s©u tõ 300-4.000 m trong Holocen vµ hiÖn ®¹i, dÊu hiÖu ho¹t ®éng nµy lµ ®Þa h×nh ®¸y biÓn t¹i ®©y sôt bËc tõ ®é s©u 150 m xuèng ®é s©u 200 m, ë khu vùc r×a thÒm ho¹t ®éng, ®é s©u 700-800 m, ®«i chç trªn 1.000 m. Ngoµi c¸c biÓu hiÖn trªn ®Þa h×nh ®¸y biÓn, ho¹t ®éng cña ®øt gÉy T©y BiÓn §«ng cßn t¹o ra qu¸ tr×nh phun trµo nói löa ph¸t triÓn däc d¶i biÓn miÒn Trung tõ ®¶o Lý S¬n ®Õn ®¶o Phó Quèc, Hßn Tro vµ c¸c hiÖn t−îng tr−ît lë kiÕn t¹o, ph¸t hiÖn ®−îc theo c¸c tµi liÖu ®Þa chÊn th¨m dß. 3. §íi ®øt gÉy thÒm lôc ®Þa B¾c BiÓn §«ng §©y lµ mét ®íi r×a lôc ®Þa kiÓu §¹i T©y D−¬ng víi mét lo¹t ®íi sôt t¸ch thuËn t¹o nªn c¸c ®Þa hµo, m¸ng tròng ph−¬ng §B - TN hoÆc §§B -TTN. C¸c ®íi ®øt gÉy nµy cã ®é dµi tõ vµi tr¨m ®Õn 1.000 km, vÒ nguyªn t¾c cã thÓ t¹o nªn c¸c trËn ®éng ®Êt g©y sôt lë ®¸y biÓn ®¸ng kÓ, t¹o nªn sãng thÇn. §¸ng chó ý nhÊt lµ c¸c ®øt gÉy ë phÇn r×a tiÕp gi¸p víi khu vùc vá ®¹i d−¬ng BiÓn §«ng. Tuy nhiªn c¸c trËn ®éng ®Êt trong ®íi nµy lµ kh«ng m¹nh. 4. §íi ®øt gÉy t©y b¾c Borneo - Palawan §©y lµ mét ®íi ®øt gÉy nghÞch, c¾m vÒ phÝa ®«ng nam. MÆc dï ®éng ®Êt cã magnitud 6 ®· xÈy 40 ra trªn ®íi nµy, nhiÒu chuyªn gia kiÕn t¹o vÉn cho ®íi ®øt gÉy nµy ®· ngõng ho¹t ®éng tõ l©u [Phan Träng TrÞnh, H.D. Tjia (2009), trao ®æi c¸ nh©n]. 5. C¸c nguån sãng thÇn tiÒm Èn kh¸c Ngoµi c¸c ®íi kiÕn t¹o cã kh¶ n¨ng g©y sãng thÇn trong khu vùc BiÓn §«ng ®· nªu ë trªn, mét sè ®íi hót ch×m cã kÝch th−íc nhá h¬n trong c¸c vïng biÓn Sulu vµ Ban §a còng cÇn xem xÐt nh− c¸c nguån sãng thÇn cã thÓ t¸c ®éng tíi bê biÓn ViÖt Nam. Trong sè nµy cã m¸ng biÓn Negro lµ mét vïng héi tô ng¾n däc theo bê t©y miÒn Trung Philippin vµ m¸ng biÓn Cotabato lµ mét hÖ thèng m¸ng biÓn ng¾n kh¸c ch¹y däc theo bê biÓn t©y nam Mindanao. III. C¸C VïNG NGUåN SãNG THÇN Cã KH¶ N¡NG ¶NH H¦ëNG TíI Bê BIÓN VIÖT NAM Ranh giíi c¸c vïng nguån sãng thÇn cã kh¶ n¨ng ¶nh h−ëng tíi bê biÓn ViÖt Nam ®−îc x¸c ®Þnh theo nguyªn t¾c : c¸c vïng nguån ®−îc coi lµ tæng céng c¸c vïng cùc ®éng cña tÊt c¶ c¸c trËn ®éng ®Êt cùc ®¹i cã kh¶ n¨ng xÈy ra trong mçi ®íi ph¸ hñy kiÕn t¹o. §ã chÝnh lµ h×nh chiÕu cña c¸c mÆt ®øt gÉy kiÕn t¹o (kÓ tõ ranh giíi bªn d−íi cña tÇng ho¹t ®éng) lªn mÆt biÓn. Trªn h×nh 3 minh häa b¶n ®å c¸c vïng nguån sãng thÇn trªn khu vùc BiÓn §«ng cã kh¶ n¨ng ¶nh h−ëng tíi d¶i ven biÓn vµ h¶i ®¶o cña ViÖt Nam, bao gåm 9 vïng nguån sau : 1. Vïng nguån biÓn §µi Loan, 2. Vïng nguån M¸ng s©u Manila, 3. Vïng nguån BiÓn Sulu, 4. Vïng nguån BiÓn Selebes, 5. Vïng nguån BiÓn Ban §a b¾c, 6. Vïng nguån BiÓn Ban §a nam, 7. Vïng nguån B¾c BiÓn §«ng, 8. Vïng nguån Palawan, 9. Vïng nguån T©y BiÓn §«ng. H×nh 3. S¬ ®å c¸c vïng nguån sãng thÇn trªn khu vùc BiÓn §«ng (b¶ng 1) 41 IV. ¦íC L¦îNG C¸C THAM Sè NGUY HIÓM §éNG §ÊT CHO C¸C VïNG NGUåN SãNG THÇN 1. Xö lý c¸c sè liÖu ®éng ®Êt Trong bµi b¸o nµy, c¸c ph−¬ng ph¸p hîp lý cùc ®¹i vµ cùc trÞ ®−îc ¸p dông ®ång thêi ®Ó −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho tõng vïng nguån sãng thÇn trªn khu vùc BiÓn §«ng. C¸c tham sè sau ®©y ®−îc −íc l−îng cho mçi vïng nguån : a) Magnitud ®éng ®Êt cùc ®¹i dù b¸o Mmax ; b) C¸c tham sè a vµ b trong biÓu thøc ph©n bè ®éng ®Êt theo magnitud cña Gutenberg-Richter vµ c¸c ®¹i l−îng suy diÔn t−¬ng øng α vµ β. C¸c tham sè nµy ph¶n ¸nh tÇn suÊt ®éng ®Êt trong mçi vïng ; c) Chu kú lÆp l¹i dù b¸o T(M) cña c¸c ®éng ®Êt m¹nh trong vïng. Danh môc ®éng ®Êt sö dông bao gåm 6.267 trËn ®éng ®Êt, ®−îc thu thËp tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau, chñ yÕu tõ c¸c trung t©m ®Þa chÊn quèc tÕ vµ m¹ng l−íi ®µi tr¹m ViÖt Nam (h×nh 3). Danh môc ®éng ®Êt nµy chøa c¶ c¸c sè liÖu ghi chÐp trong lÞch sö ®Õn c¸c sè liÖu quan tr¾c b»ng m¸y tíi n¨m 2007. Sè liÖu ®éng ®Êt ®−îc nhãm theo tõng vïng nguån. ChÝn vïng nguån lín chia nhá thªm thµnh 14 vïng nguån c¨n cø vµo sè c¸c chÊn ®o¹n cã møc ®é ho¹t ®éng ®Þa chÊn kh¸c nhau trªn tõng ®íi, trong ®ã vïng nguån biÓn §µi Loan ®−îc chia thµnh hai vïng nguån nhá, vïng nguån m¸ng biÓn Manila chia thµnh 3 vïng nguån nhá, vïng nguån Ban §a b¾c ®−îc chia thµnh hai vïng nhá. Sè l−îng c¸c kÝch ®éng chÝnh cña 14 vïng nguån ®éng ®Êt - sãng thÇn trªn BiÓn §«ng liÖt kª trong b¶ng 1. Danh môc ®éng ®Êt cña tõng vïng nguån ®−îc xö lý ®Ó lo¹i bá c¸c tiÒn chÊn vµ d− chÊn nh»m ®¶m b¶o tÝnh ®éc lËp thèng kª cho c¸c sù kiÖn. Nguyªn lý lo¹i bá d− chÊn (hoÆc tiÒn chÊn) ®· ®−îc biÕt ®Õn réng r·i. Gi¶ sö t - thêi ®iÓm xÈy ra ®éng ®Êt, h - ®é s©u chÊn tiªu, M - magnitud, i vµ j - sè thø tù cña hai trËn ®éng ®Êt trong danh môc, j > i. TrËn ®éng ®Êt thø hai ®−îc coi lµ d− chÊn cña trËn ®éng ®Êt thø nhÊt nÕu c¸c ®iÒu kiÖn sau ®©y ®−îc tho¶ m·n : kho¶ng c¸ch chÊn t©m gi÷a hai trËn ®éng ®Êt nµy nhá h¬n gi¸ trÞ cho tr−íc R(Mi), hj - hi ≤ H(M) vµ Mj ≤ Mi, víi T(M), R(M) vµ H(M) lµ c¸c hµm thùc nghiÖm [11]. ThuËt to¸n lo¹i bá tiÒn chÊn còng hoµn toµn t−¬ng tù. B¶ng 1. Danh môc ®éng ®Êt c¸c vïng nguån sãng thÇn trªn BiÓn §«ng (®∙ lo¹i d− chÊn) Tªn vïng nguån Thêi gian quan tr¾c Sè ®éng ®Êt 1a. Riukiu - §µi Loan 1965-2008 89 1b. T©y §µi Loan 1964-2008 49 2a. §íi hót ch×m Manila B¾c 1958-2006 36 2b. §íi hót ch×m Manila Trung 1872-2008 193 2c. §íi hót ch×m Manila Nam 1974-1993 16 3. BiÓn Sulu 1964-2006 95 4. BiÓn Selebes 1964-2007 139 5. BiÓn Ban §a Nam 1998-2006 29 6a. BiÓn Ban §a B¾c 1 1608-2008 156 6b. BiÓn Ban §a B¾c 2 1966-2007 61 7. B¾c BiÓn §«ng 1913-2000 34 8. Palawan 1930-1995 7 9. T©y BiÓn §«ng 1919-2005 18 2. ¦íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho c¸c vïng nguån b»ng ph−¬ng ph¸p cùc trÞ Lý thuyÕt cùc trÞ ®−îc ¸p dông lÇn ®Çu tiªn ë ViÖt Nam tõ n¨m 1991 ®Ó −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho c¸c vïng nguån chÊn ®éng trªn l·nh thæ ViÖt Nam [14]. Lý thuyÕt nµy do F.J. Gumbel ®Ò xuÊt vµ dùa trªn nh÷ng gi¶ thiÕt c¬ së sau [10] : 1) C¸c ®iÒu kiÖn tån t¹i trong qu¸ khø vÉn cßn cã hiÖu lùc trong t−¬ng lai ; vµ 2) C¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i quan s¸t ®−îc trong mét kho¶ng thêi gian cho tr−íc ®éc lËp vÒ mÆt thèng kª. Gi¶ sö X lµ mét biÕn ngÉu nhiªn cã ph©n bè F(x) : F(x) = P{X ≤ x} X¸c suÊt ®Ó cho x lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i trong sè n mÉu ®éc lËp cã cïng ph©n bè F(x) sÏ b»ng : G(X) = P{X1 ≤ x, X2 ≤ x, ... , Xn ≤ x} = Fn(x), víi G(x) lµ hµm ph©n bè c¸c cùc trÞ Xi, i = 1, n. Trong phÇn lín tr−êng hîp, hµm ph©n bè ban ®Çu F(x) kh«ng ®−îc biÕt tr−íc. Tuy nhiªn, cã thÓ tÝnh ®−îc c¸c hµm ph©n bè tiÖm cËn cña nã d−íi d¹ng c¸c hµm ph©n bè cùc trÞ. Nh− vËy, nÕu xÐt ®Õn tÝnh ngÉu nhiªn cña qu¸ tr×nh ph¸t sinh ®éng ®Êt, cã thÓ coi magnitud cña c¸c ®éng ®Êt cùc ®¹i hµng n¨m quan s¸t ®−îc trong 42 mét kho¶ng thêi gian cho tr−íc lµ tËp hîp c¸c cùc trÞ cã ph©n bè G(x). E.J. Gumbel ®· ®−a ra ba lo¹i hµm ph©n bè tiÖm cËn cùc trÞ, trong ®ã c¸c hµm lo¹i I vµ lo¹i III ®−îc ¸p dông réng r·i trong lÜnh vùc nghiªn cøu ®éng ®Êt. Ph©n bè cùc trÞ lo¹i I cña E.J. Gumbel cã d¹ng : G1(x) = exp [-exp(-β1(x-u))] (1) ë ®©y β1 vµ u lµ c¸c tham sè cÇn x¸c ®Þnh cña hµm ph©n bè, β1 > 0. NÕu ®Æt lnα1 = β1u vµ lÊy logarit tù nhiªn hai vÕ biÓu thøc (1) hai lÇn, ta ®−îc : ln[-lnG1(x)] = lnα1 - lnβ1x (2) Ph©n bè cùc trÞ lo¹i III cña E.J. Gumbel cã d¹ng : , β3 > 0, x < ω, u < ω ë ®©y ω - cËn trªn cña c¸c cùc trÞ x, β3 vµ u lµ c¸c tham sè cÇn x¸c ®Þnh cña hµm ph©n bè. NÕu ®Æt vµ lÊy logarit tù nhiªn hai vÕ biÓu thøc (3) hai lÇn, ta ®−îc : ln[-lnG3(x)] = lnα3+ β3ln(ω-x) (4) §Ó t×m c¸c hµm ph©n bè cùc trÞ G1(x) vµ G3(x), c¸c tham sè αi, βi, i = 1,3 vµ ω ®−îc −íc l−îng b»ng ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng tèi thiÓu, sö dông c¸c c«ng thøc (2) vµ (4). 3. ¦íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho c¸c vïng nguån b»ng ph−¬ng ph¸p hîp lý cùc ®¹i a) Hµm hîp lý cùc ®¹i cña c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho phÇn sè liÖu cùc trÞ (kh«ng ®Çy ®ñ) cña c¸c danh môc ®éng ®Êt. Mçi danh môc ®éng ®Êt th−êng chøa ®ùng hai m¶ng sè liÖu cã møc ®é th«ng tin vÒ ®éng ®Êt rÊt kh¸c nhau. M¶ng thø nhÊt bao gåm c¸c ®éng ®Êt ghi nhËn ®−îc trong lÞch sö, tõ c¸c kÕt qu¶ ®iÒu tra thùc ®Þa..., th−êng bao qu¸t mét chu kú quan tr¾c rÊt dµi, cã khi tíi vµi thÕ kû, nh−ng víi sè l−îng ®éng ®Êt rÊt Ýt ái vµ ®é tin cËy rÊt thÊp. M¶ng thø hai lµ tÊt c¶ c¸c sè liÖu ®éng ®Êt ®−îc ghi b»ng m¸y, ng−îc l¹i, chØ cã bÒ dÇy thêi gian kho¶ng vµi chôc n¨m trë l¹i ®©y, nh−ng víi ®é th«ng tin ®Çy ®ñ h¬n rÊt nhiÒu vÒ c¸c trËn ®éng ®Êt ghi nhËn ®−îc. Ta sÏ quy −íc gäi m¶ng thø nhÊt lµ phÇn kh«ng ®Çy ®ñ (hay phÇn cùc trÞ) cña danh môc, cßn m¶ng thø hai lµ phÇn ®Çy ®ñ cña danh môc ®éng ®Êt. ThuËt to¸n −íc l−îng c¸c tham sè ®é nguy hiÓm ®éng ®Êt sö dông c¶ hai phÇn sè liÖu cña danh môc ®éng ®Êt, víi gi¶ thiÕt lµ sù ph¸t sinh c¸c ®éng ®Êt tu©n theo luËt ph©n bè Po¸t x«ng, cã chØ sè ho¹t ®éng λ vµ ph©n bè bÞ chÆn hai ®Çu F(x) cña c¸c magnitud ®éng ®Êt x, mét d¹ng kh¸c cña biÓu thøc Gutenberg-Richter : (5) ë ®©y lµ magnitud cùc ®¹i cña vïng nguån ®ang xÐt, Mmin lµ cËn d−íi magnitud vµ β lµ tham sè ®é nguy hiÓm ®éng ®Êt. Nãi c¸ch kh¸c, c¸c ®éng ®Êt cã magnitud v−ît qu¸ gi¸ trÞ cho tr−íc cã thÓ ®−îc coi lµ mét qu¸ tr×nh Po¸t x«ng víi ®é lÆp l¹i trung b×nh lµ λ[1-F(x)] [4]. Tõ ®©y ta cã x¸c suÊt ®Ó cho gi¸ trÞ magnitud lín nhÊt X nhá h¬n mét gi¸ trÞ x nµo ®ã cho tr−íc trong suèt kho¶ng thêi gian quan s¸t t lµ : (6) ë ®©y ν0 = λ [1 - F(M0)], A10 = exp(βM0) vµ M0 lµ cËn d−íi magnitud cña toµn bé sè liÖu phÇn cùc trÞ cña danh môc ®éng ®Êt, (M ≥ Mmin) . Trong tr−êng hîp ®Æc biÖt, khi Mmin →∞, M0 = Mmin= 0 vµ t = 1, ta cã A10 = 1, A2 = 0 vµ biÓu thøc (6) sÏ cã d¹ng : (7) DÔ thÊy r»ng (7) chÝnh lµ ph©n bè tiÖm cËn cùc trÞ lo¹i I cña E.J. Gumbel, ®· xÐt ®Õn ë trªn. Trong tr−êng hîp ®ang xÐt, sè liÖu sö dông ®Ó −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt lµ c¸c cùc trÞ magnitud X0 = (X01, X02..., X0n), ®−îc chän trong c¸c kho¶ng thêi gian t = (t1, t2..., tn0) bao trïm phÇn cùc trÞ cña danh môc ®éng ®Êt. C¸c tham sè cÇn t×m lµ θ = (β,λ) vµ Mmax. Tõ biÓu thøc (6) ta cã hµm hîp lý cùc ®¹i cña θ lµ [13] : (8) trong ®ã (9) b) Hµm hîp lý cùc ®¹i cña c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho phÇn sè liÖu ®Çy ®ñ cña danh môc ®éng ®Êt Gi¶ sö phÇn thø hai cña danh môc ®éng ®Êt cã thÓ chia thµnh s danh môc ®éng ®Êt nhá, vµ mçi danh ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − −−= 3 3 β ω ω u xxG exp)( (3 33 βωα )( u−= ( ) ( ) maxmin; MxMAA AAxXPxF x ≤≤− −=≤= 21 1 ( ) ( ) ( ) maxmax maxmin ;exp ,exp,exp MMA MAMA x β ββ −= == 21 ( ) ( ) ⎪⎭ ⎪⎬⎫⎪⎩ ⎪⎨⎧ ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ − −−=≤= 102 2 0 AA AA txXPtxG xνexp ( ) ( )[ ]xxG βλ −−= expexp ( ) ( )∏ = = 0 1 000 n i ii tXgXL θθ , ( ) ( ) x AA tv AA xAAtxg ββθ −−+− −= 210 0 210 2 ln,ln 43 môc ®éng ®Êt nhá nµy cã chu kú quan tr¾c Ti vµ ®−îc coi lµ ®Çy ®ñ kÓ tõ mét cËn d−íi magnitud x¸c ®Þnh Mi nµo ®ã, i = 1,2..., s. Gäi lµ c¸c gi¸ trÞ magnitud lÊy tõ danh môc nhá thø i. Theo ®Þnh nghÜa nµy ta cã Xij ≥ Mi, i = 1,2, ..., s, j = 1,2, ..., ni. NÕu c¸c gi¸ trÞ magnitud vµ sè ®éng ®Êt lµ c¸c ®¹i l−îng ®éc lËp th× hµm hîp lý cùc ®¹i cña θ øng víi mçi danh môc nhá cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng tÝch cña hai hµm thµnh phÇn : (10) Theo nguyªn lý tæng hîp sè liÖu [15], hîp lý cùc ®¹i tæng hîp trªn c¬ së tÊt c¶ c¸c sè liÖu, tøc lµ hµm hîp lý cùc ®¹i øng víi toµn bé chu kú quan tr¾c cña danh môc ®éng ®Êt lín sÏ cã d¹ng : (11) c) ¦íc l−îng c¸c tham sè Ph−¬ng ph¸p hîp lý cùc ®¹i ®−îc ¸p dông ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c tham sè . C¸c −íc l−îng vµ t×m ®−îc b»ng c¸ch gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh : (12) theo λ vµ β. Víi mçi gi¸ trÞ x¸c ®Þng cña Mmax, dÔ dµng t×m ®−îc cÆp −íc l−îng vµ b»ng c¸c phÐp lÆp. Tuy nhiªn, do hµm hîp lý cùc ®¹i L lµ mét hµm ®¬n ®iÖu gi¶m khi Mmax → ∞ [9], phÐp −íc l−îng Mmax ®ßi hái ®iÒu kiÖn bæ sung. A. Kijko ®· tho¶ m·n ®−îc ®iÒu kiÖn cho phÐp tÝnh Mmax b»ng c¸ch gi¶ thiÕt : (13) Víi Xmax lµ magnitud cùc ®¹i quan s¸t ®−îc trong ph¹m vi vïng nguån ®ang xÐt, cßn lµ gi¸ trÞ magnitud cùc ®¹i dù b¸o cho toµn bé chu kú quan tr¾c cña danh môc ®éng ®Êt lín, ®−îc tÝnh bëi c«ng thøc [12] : (14) ë ®©y Zi = λAi/(A2-A1), i = 1,2 vµ E(.) lµ hµm tÝch ph©n mò ¸p dông cho tr−êng hîp chu kú quan tr¾c cña danh môc ®éng ®Êt lín chøa hai kho¶ng thêi gian chÝnh : thêi gian quan tr¾c c¸c sè liÖu cùc trÞ T0 = vµ thêi gian quan tr¾c c¸c sè liÖu ®Çy ®ñ . 4. KÕt qu¶ −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho c¸c vïng nguån sãng thÇn KÕt qu¶ −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho tõng vïng nguån sãng thÇn trªn khu vùc BiÓn §«ng b»ng hai ph−¬ng ph¸p cùc trÞ vµ hîp lý cùc ®¹i ®−îc liÖt kª trong c¸c b¶ng 2 vµ 3. §éng ®Êt cùc ®¹i lín nhÊt ®−îc dù b¸o xÈy ra t¹i c¸c vïng nguån m¸ng biÓn Manila, biÓn Sulu vµ biÓn Selebes. Trong khu vùc BiÓn §«ng, ®íi hót ch×m Manila ®−îc coi lµ vïng nguån sãng thÇn nguy hiÓm nhÊt ®èi víi bê biÓn ViÖt Nam. Trong ba vïng nguån nhá thuéc vïng nguån m¸ng biÓn Manila, hai vïng nguån ë phÝa b¾c cã møc ®é nguy hiÓm cao h¬n vïng nguån nhá phÝa nam. ViÖc so s¸nh c¸c kÕt qu¶ trong hai b¶ng 2 vµ 3 còng cho thÊy gi¸ trÞ Mmax −íc l−îng ®−îc b»ng ph−¬ng ph¸p hîp lý cùc ®¹i th−êng cao h¬n c¸c gi¸ trÞ t−¬ng øng ®−îc −íc l−îng b»ng ph−¬ng ph¸p cùc trÞ kho¶ng 0,4 ®¬n vÞ magnitud. B¶ng 2. KÕt qu¶ −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho c¸c vïng nguån sãng thÇn trªn BiÓn §«ng b»ng ph©n bè cùc trÞ lo¹i 3 cña E.J. Gumbel Tªn vïng nguån β Mmax (G3) 1a. Riukiu - §µi Loan 1,89 7,3± 0,1 1b. T©y §µi Loan 1,37 6,8± 0,1 2a. §íi hót ch×m Manila B¾c 1,18 8,3± 0,1 2b. §íi hót ch×m Manila Trung 1,76 8,1± 0,1 2c. §íi hót ch×m Manila Nam 1,09 6,3± 0,1 3. BiÓn Sulu 1,47 8,0± 0,1 4. BiÓn Selebes 1,74 8,1± 0,1 5. BiÓn Ban §a Nam 1,34 6,4± 0,1 6a. BiÓn Ban §a B¾c 1 1,51 7,7± 0,1 6b. BiÓn Ban §a B¾ 2 1,67 6,6± 0,1 7. B¾c BiÓn §«ng 1,07 6,6± 0,1 8. Palawan 0,38 6,4 ± 0,1 9. T©y BiÓn §«ng 0,58 6,2± 0,1 V. ¦íC L¦îNG THêI GIAN LAN TRUYÒN TRUNG B×NH CñA SãNG THÇN Tõ C¸C VïNG NGUåN TíI Bê BIÓN VIÖT NAM S¬ ®å c¸c vïng nguån sãng thÇn trªn khu vùc BiÓn §«ng ®−îc ¸p dông ®¸nh gi¸ s¬ ®é møc ®é nguy hiÓm sãng thÇn ®èi víi vïng bê biÓn ViÖt Nam ),...,,( iiniii XXXX 21= ( ) λβθ iiii LLXL .= ( ) ∏= s ii XLXL 0 )(θθ ),( λβθ ))) = β) λ) ( ) ( ) 0 0 = = δβ θδ δλ θδ XL XL ln ln β) λ) ( )TxEXPECTX maxmax = )( max TxEXPECT ( ) ( ) ( )( ) −−−−= 2 111 TZ TZETZEMTxEXPECT expmaxmax β )exp(min tM λ−− ∑ = on 1i iT ∑= s i iT 1 44 B¶ng 3. KÕt qu¶ −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho c¸c vïng nguån sãng thÇn trªn BiÓn §«ng b»ng ph−¬ng ph¸p hîp lý cùc ®¹i Tªn vïng nguån β b λ Mmax 1a. Riukiu - §µi Loan 2,34±0,26 0,99±0,11 18,81±4,79 7,7±1,60 1b. T©y §µi Loan 2,68±0,43 1,14±0,18 11,85±4,90 7,2±0,99 2a. §íi hót ch×m Manila B¾c 1,53±0,28 0,65±0,12 2,96±0,90 8,7±0,93 2b. §íi hót ch×m Manila Trung 2,06±0,15 0,88±0,06 16,50±2,55 8,5±0,85 2c. §íi hót ch×m Manila Nam 1,33±0,57 0,56±0,24 3,17±1,69 6,7±0,28 3. BiÓn Sulu 2,07±0,22 0,88±0,09 16,09±3,56 8,4±1,17 4. BiÓn Selebes 2,06±0,18 0,87±0,08 22,77±4,20 8,5±1,03 5. BiÓn Ban §a Nam 2,84±0,55 1,21±0,23 50,58±26,12 6,8±0,76 6a. BiÓn Ban §a B¾c 1 2,52±0,15 1,07±0,06 32,95±5,72 8,1±0,53 6b. BiÓn Ban §a B¾c 2 2,69±0,37 1,14±0,16 18,64±0,61 7,0±0,61 7. B¾c BiÓn §«ng 0,70±0,23 0,30±0,10 0,38±0,07 7,0±0,23 8. Palawan 0,94±0,79 0,40±0,33 0,07±0,03 6,5±0,42 9. T©y BiÓn §«ng 0,66±0,58 0,28±0,25 0,07±0,03 6,6±0,28 C¸c t×nh huèng tiªu biÓu ®−îc x©y dùng cho tõng vïng nguån sãng thÇn, víi gi¶ thiÕt lµ ®éng ®Êt ph¸t sinh t¹i t©m ®iÓm cña mçi vïng nguån víi ®é lín øng víi c¸c gi¸ trÞ Mmax ®· −íc l−îng trong môc tr−íc vµ ph¸t sinh sãng thÇn lan truyÒn tíi bê biÓn ViÖt Nam. §Ó tÝnh to¸n thêi gian lan truyÒn sãng thÇn tõ chÊn t©m c¸c ®éng ®Êt gi¶ ®Þnh ®Õn bê biÓn ViÖt Nam, phÇn mÒm TTT ®−îc sö dông víi c¸c sè liÖu ®Þa h×nh ®¸y biÓn mÆc ®Þnh [1]. KÕt qu¶ tÝnh thêi gian lan truyÒn sãng thÇn ng¾n nhÊt tõ c¸c vïng nguån kh¸c nhau tíi bê biÓn ViÖt Nam liÖt kª trong b¶ng 4 (ë ®©y nguån g©y sãng thÇn ®−îc chän lµ ®iÓm gi÷a cña mçi vïng nguån). C¸c kÕt qu¶ nµy cho thÊy sãng thÇn tõ c¸c vïng nguån m¸ng biÓn Manila B¾c vµ Trung tíi bê biÓn ViÖt Nam lµ vµo kho¶ng trªn d−íi 2 giê ®ång hå. C¸c vïng nguån gÇn bê biÓn ViÖt Nam nhÊt nh− vïng nguån B¾c BiÓn §«ng vµ vïng nguån T©y BiÓn §«ng ®Òu cã thêi gian truyÒn sãng thÇn dao ®éng trong kho¶ng 1 giê 30 phót. C¸c vïng nguån xa h¬n nh− biÓn Sulu hay t©y §µi Loan ®Òu cã thêi gian truyÒn sãng thÇn tõ trªn 3 giê trë lªn. B¶ng 5 liÖt kª chi tiÕt thêi gian lan truyÒn sãng thÇn tõ vïng nguån Manila B¾c, vïng nguån ®−îc coi lµ nguy hiÓm nhÊt ®èi víi ViÖt Nam, tíi mét sè thµnh phè lín n»m trªn d¶i ven biÓn ViÖt Nam. C¸c kÕt qu¶ tõ b¶ng nµy cho thÊy c¸c thµnh phè thuéc bê biÓn miÒn Trung ViÖt Nam sÏ lµ nh÷ng ®Þa ®iÓm ®Çu tiªn ph¶i høng chÞu sù tÊn c«ng cña B¶ng 4. KÕt qu¶ −íc l−îng thêi gian lan truyÒn trung b×nh cña sãng thÇn tõ c¸c vïng nguån kh¸c nhau trong khu vùc BiÓn §«ng ®Õn bê biÓn ViÖt Nam (Tp Tuy Hoµ) Tªn vïng nguån M· vïng nguån Thêi gian truyÒn ng¾n nhÊt T©y §µi Loan 1b 5h20'25" §íi hót ch×m Manila B¾c 2a 2 23 47 §íi hót ch×m Manila Trung 2b 1 43 05 §íi hót ch×m Manila Nam 2c 4 03 49 BiÓn Sulu 3 3 37 51 B¾c BiÓn §«ng 7 1 43 24 Palawan 8 1 51 33 T©y BiÓn §«ng 9 1 29 38 sãng thÇn. Thêi gian lan truyÒn sãng thÇn tõ nguån tíi miÒn Trung ViÖt Nam dao ®éng trong kho¶ng trªn d−íi 2 giê. D¶i ven biÓn miÒn B¾c ViÖt Nam tõ §ång Híi trë ra cã thêi gian lan truyÒn trªn 5 giê. C¸c thµnh phè thuéc d¶i ven biÓn miÒn Nam ViÖt Nam tõ Phan ThiÕt trë vµo còng chØ ®ãn ®ît sãng thÇn ®Çu tiªn sau 4 giê. §Æc biÖt, kÕt qu¶ cña nhiÒu t×nh huèng ®Òu cho thÊy ®iÓm ®Õn ®Çu tiªn cña sãng thÇn tõ c¸c nguån ®· x¸c ®Þnh ®Òu tËp trung vµo Tuy Hßa, mét thµnh phè miÒn Trung ViÖt Nam. Trªn h×nh 4 minh häa thêi gian truyÒn sãng tõ t×nh huèng ®éng ®Êt g©y sãng thÇn xÈy ra t¹i m¸ng Manila B¾c trong khu vùc BiÓn §«ng. 45 B¶ng 5. KÕt qu¶ −íc l−îng thêi gian lan truyÒn sãng thÇn tõ nguån m¸ng biÓn Manila B¾c ®Õn c¸c thµnh phè ven biÓn cña ViÖt Nam* No Kinh Vü Thµnh phè ven biÓn D©n sè Thêi gian lan truyÒn 1 105°865 19°720 SÇm S¬n 56.000 8h 03m 23s 2 105 662 18 987 DiÔn Ch©u 220.000 7h 50m 13s 3 106 553 17 528 §ång Híi 103.000 5h 42m 55s 4 108 229 16 122 §µ N½ng 777.000 3h 44m 02s 5 109 197 15 345 Lý S¬n 20.000 2h 40m 17s 6 109 302 13 772 Quy Nh¬n 280.000 2h 38m 13s 7 109 370 13 091 Tuy Hßa 148.000 2h 23m 47s 8 109 339 12 240 Nha Trang 350.000 2h 47m 16s 9 109 074 11 560 Phan Rang 102.000 2h 46m 31s 10 108 196 10 882 Phan ThiÕt 205.000 4h 12m 33s 11 109 035 10 481 Phó Quý 24.000 3h 00m 14s 12 107 140 10 346 Vòng Tµu 240.000 5h 52m 28s 13 106 666 8 601 C«n §¶o 5.000 5h 44m 16s 14 111 916 8 633 Tr−êng Sa 2.000 2h 23m 17s 15 105 038 10 014 R¹ch Gi¸ 205.000 19h 05m 42s * Täa ®é chÊn t©m ®éng ®Êt gi¶ ®Þnh : kinh ®é = 20.83, vü ®é = 120.1 H×nh 4. Thêi gian lan truyÒn sãng thÇn tõ vïng nguån m¸ng biÓn Manila B¾c theo gi¶ ®Þnh M = 8,4 46 KÕT LUËN Do cã vÞ trÝ kh¸ ®Æc thï, vïng bê biÓn ViÖt Nam cã nhiÒu kh¶ n¨ng ph¶i chÞu sù t¸c ®éng chñ yÕu tõ c¸c vïng nguån sãng thÇn n»m bªn trong khu vùc BiÓn §«ng. Kh¶ n¨ng sãng thÇn hñy diÖt ph¸t sinh trªn khu vùc trung t©m Th¸i B×nh D−¬ng, tõ vïng biÓn NhËt B¶n, biÓn ®«ng Trung Hoa hay thËm chÝ tõ c¸c siªu ®íi hót ch×m nh− Sumatra hay §«ng Philippin cã thÓ g©y thiÖt h¹i cho bê biÓn ViÖt Nam lµ rÊt thÊp. Trong nghiªn cøu nµy, chÝn vïng nguån sãng thÇn cã kh¶ n¨ng g©y thiÖt h¹i tíi vïng bê biÓn ViÖt Nam ®−îc x¸c ®Þnh trªn khu vùc BiÓn §«ng vµ c¸c vïng biÓn l©n cËn trªn c¬ së nghiªn cøu vµ ph©n tÝch c¸c ®Æc tr−ng kiÕn t¹o ®Þa ®éng lùc trªn toµn vïng §«ng Nam ¸. Sö dông danh môc ®éng ®Êt toµn khu vùc §«ng Nam ¸, c¸c ph−¬ng ph¸p x¸c suÊt thèng kª ®−îc ¸p dông ®Ó −íc l−îng c¸c tham sè nguy hiÓm ®éng ®Êt cho tõng vïng nguån sãng thÇn. §éng ®Êt cùc ®¹i ®−îc dù b¸o trªn c¸c vïng nguån m¸ng biÓn Manila B¾c (8,3 - 8,7), vïng nguån BiÓn Sulu (8,0 - 8,4) vµ vïng nguån biÓn Selebes (8,1 - 8,5). Trong khu vùc BiÓn §«ng, vïng nguån m¸ng biÓn Manila B¾c ®−îc coi lµ vïng nguån sãng thÇn nguy hiÓm nhÊt ®èi víi bê biÓn ViÖt Nam, trong khi vïng nguån Palawan ®−îc coi lµ Ýt cã kh¶ n¨ng g©y ra sãng thÇn nhÊt. KÕt qu¶ tÝnh thêi gian lan truyÒn sãng thÇn cho thÊy, sau khi ph¸t sinh trªn vïng nguån, sãng thÇn chØ mÊt kho¶ng 2 giê ®ång hå ®Ó tÊn c«ng vµo bê biÓn ViÖt Nam. §èi víi hai vïng nguån gÇn lµ T©y BiÓn §«ng vµ B¾c BiÓn §«ng, thêi gian lan truyÒn sãng thÇn trung b×nh tõ nguån tíi bê biÓn ViÖt Nam lµ kho¶ng 1 giê 30 phót. Sãng thÇn tõ c¸c nguån xa nh− BiÓn Sulu hay T©y §µi Loan ph¶i mÊt h¬n 3 giê míi tíi ®−îc bê biÓn ViÖt Nam. Nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu b−íc ®Çu trong bµi b¸o nµy sÏ lµ c¬ së cho c¸c nghiªn cøu chi tiÕt trong t−¬ng lai vÒ ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm sãng thÇn ë ViÖt Nam. C¸c kÕt qu¶ cña nghiªn cøu nµy còng cã thÓ dïng lµm tµi liÖu tham kh¶o cho c«ng t¸c c¶nh b¸o sãng thÇn ë n−íc ta. TµI LIÖU dÉn [1] Tadashi Anaka, Kenji Satake, Tsutomu Sakakiyama, Ken Yanagisawa, Nobuo Shuto, 2007 : Logic-tree Approach for Probabilistic Tsunami Hazard Analysis and its Application to the Japanese Coasts. Pure appl. Geophys. 164, 577-592. [2] D. Arcas, V. Titov, 2006 : Sumatra tsunami: lessons from modeling, Srv Geophys. 27, 679-705. [3] M.L.P. Bautista, B.C. Bautista, J.C. Salcedo and I.C. Narag, 2006 : Tsunami catalog of the Philippines (1589 to 2005). Proceedings of 6th ASC Symposium, Bangkok, Thailand. [4] R.J. Benjamin and C.A. Cornell, 1970 : Probability, Statistics and Decisions for Civil Engineers, McGraw Hill. [5] J. Borrero, S. Cho, J.E. Moore, H.W. Richardsonand C. Synolakis, 2005 : Could it happen here ? Civil Eng., 75, 54-65. [6] D. Burbridge, Phil R. Cummins, R. Mleczko and Hong Kie Thio, 2008 : A Proba- bilistic Tsunami Hazard Assessment for Western Australia. Pure appl. Geophys. 165, 2059-2088. [7] Vò Thanh Ca (chñ nhiÖm), 2008 : X©y dùng b¶n ®å c¶nh b¸o nguy c¬ sãng thÇn cho c¸c vïng bê biÓn ViÖt Nam, B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp Bé TNMT n¨m 2006-2008. [8] A.C. Cornell, 1968 : Engineering seismic risk analysis, Bull. Seis. Soc.Am. 58, 1583-1606. [9] Cosentino P., Ficara V. and Luzio D., 1977 : Truncated exponential frequency-magnitude relationship in earthquake statistics, Bull. Seis. Soc. Am. 67, 1615-1623. [10] E.J. Gumbel, 1958 : Statistics of Extremes, Columbia University Press. [11] V.I. Keilis-Borok, L. Knopoff and I.M. Rotwain, 1980 : Burst of aftershocks, long-term precursors of strong earthquakes, Nature, Vol. 283, 259-263. [12] A. Kijko, 1984 : Maximum likelihood estimation of Gutenberg-Richter b parameter for uncertain magnitude values, Pageoph, 127, 573-579. [13] A. Kijko and M. Dessokey, 1987 : Appli-cation of extreme magnitude distribution to incom-plete earthquake files, Bull. Seis. Soc. Am. 77, 1429-1436. [14] Nguyen Hong Phuong, 1991 : Probabi-listic Assessment of Earthquake Hazard in Vietnam based on Seismotectonic Regionalization, Tectono-physics, Elsevier Science Publisher, Amsterdam, 198, 81-93. 47 [15] C.R. Rao, 1973 : Linear statistical inference and its applications, Edit. 2, John Wiley and Sons, N.Y., p. 625. [16] H.K. Thio, P. Somerville, G. Ichinose, 2006 : Probabilistic Tsunami Hazard Analysis, Geophys. Res. Lett., in prep. [17] H.K. Thio, P. Somerville, G. Ichinose, 2007 : Probabilistic Analysis of Strong Ground Motion and Tsunami Hazards in South East Asia, Proceedings from 2007 NUS-TMSI Workshop, National Univer-sity of Singapore, Singapore, 7-9 March, 2007. [18] NguyÔn §×nh Xuyªn (chñ nhiÖm), 2006 : Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ ®é nguy hiÓm ®éng ®Êt vµ sãng thÇn vïng ven biÓn ViÖt Nam, ®Ò xuÊt c¸c biÖn ph¸p c¶nh b¸o vµ phßng tr¸nh, B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi cÊp ViÖn KH&CN ViÖt Nam n¨m 2005-2006. [19] A NOAA-UNESCO/IOC Partnership. TTT Software Package v2.21, May 2009. [20] ITDB/WRL (2005). Integrated Tsunami Database for the World Ocean, Version 5.15, July 2005. CD-ROM, Tsunami Laboratory, ICMMG SD RAS, Novorosibirsk, Russia. summary Investigation of tsunami sources, capable affecting to the Vietnamese coast Based on the analysis of tectonic feature and geodynamic characteristics of regional faults systems in the South East Asia, nine capable source zones of generating tsunamis that can be affected to the Vietnamese coast were delineated in the East Vietnam Sea and adjacent sea areas. Statistical methods were applied to estimate the seismic hazard parameters for each source zone, which can be used for the detailed tsunami hazard assessment in the future. Maximum earthquake magnitudes are predicted for the Manila Trench (8.3 - 8.7), the Sulu Sea (8.0 - 8.4) and the Selebes Sea source zones (8.1 - 8.5) as well. In the East Vietnam Sea region, the Manila Trench source zone is considered to be the most dangerous to the Vietnamese coast. The estimated Mmax values were used to develop simple scenarios (with a point source assumption) to calculate the tsunami travel time from each source zone to the Vietnamese coast. The results show that for the Manila Trench source zone, tsunamis can hit the Vietnamese coast in two hours at the earliest. Ngµy nhËn bµi : 19-11-2009 ViÖn VËt lý §Þa cÇu (ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam)