HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT VÙNG BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM

 

NGUYỄN KIM LẠP1, ĐỖ CHIẾN THẮNG2,
BÙI VIỆT DŨNG2, NGUYỄN LÊ YÊM1

1Viện Vật lý địa cầu, 2Phân viện Hải dương học Hà Nội
Viện KH & CN Việt Nam, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

 

Tóm tắt: Sự phân bố động đất, độ hoạt động địa chấn và động đất cực đại ở biển Đông Việt Nam đã được nghiên cứu trong công trình này. Các tác giả đã xây dựng sơ đồ phân bố chấn tâm động đất giai đoạn 1919-2000, các bản đồ độ hoạt động địa chấn A10 và năng lượng cực đại Kmax. Các giá trị A10 ở đây dao động trong khoảng 0,3 đến 10. Giá trị A10 đạt cực đại ở trung tâm biển Đông Việt Nam và trong đới Benioff Manila. Giá trị Kmax dao động trong khoảng 12-19. Giá trị cực đại của Kmax đạt được ở rìa phía đông vùng biển Việt Nam.

 

Biển Đông Việt Nam là một trong những biển rìa lớn thuộc vùng tây Thái Bình Dương. Đây là một vùng có  kiến tạo địa chất phức tạp và là vùng có triển vọng dầu khí lớn.Vì vậy việc nghiên cứu hoạt động động đất trong vùng biển Đông Việt Nam có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn.

Hoạt động động đất ở biển Đông Việt Nam đã được một số tác giả đề cập đến dưới những góc độ khác nhau [1, 4, 6, 7]. Trong công trình này các đặc trưng như sự phân bố động đất, độ hoạt động địa chấn, động đất cực đại sẽ được đề cập đến  một cách đầy đủ nhất. Các đặc trưng này là cơ sở để tiến tới phân vùng động đất vùng biển Đông Việt Nam.

I. SỰ PHÂN BỐ ĐỘNG ĐẤT

Trong vùng nghiên cứu đã xẩy ra trên 150 trận động đất trong thời gian từ năm 1919 đến năm 2000. Số liệu động đất được lấy từ các nguồn như từ Trung tâm Địa chấn quốc tế ISC,  Trung tâm Số liệu quốc tế B và từ mạng lưới các trạm địa chấn của Trung Quốc, Myanmar, Philippin, Indonesia, Nhật Bản, Đài Loan và Việt Nam. Vì độ nhạy của các máy ghi địa chấn thấp, số lượng các trạm ghi động đất ít và phân bố không đều, do đó đã bỏ qua nhiều động đất, đặc biệt là các động đất với chấn cấp nhỏ hơn 4. Động đất vùng biển Đông Việt Nam tập trung chủ yếu trong vỏ Trái đất với 80% số động đất quan sát được, sâu nhất đạt tới 200 km ở đới Benioff Manila, nằm theo phương á kinh tuyến, phía tây đảo Luzon. Động đất vùng biển Đông Việt Nam tập trung chủ yếu trong các đứt gãy kiến tạo lớn của khu vực, trong các vùng đứt gãy có phuơng á kinh tuyến, á vĩ tuyến và hệ thống đứt gãy có phuơng TB - ĐN và ĐB - TN (Hình 1). Một số động đất mạnh xẩy ra chủ yếu trong vùng Benioff Manila và trong các vùng giao nhau giữa các hệ thống đứt gãy kiến tạo. Trong những năm của thập kỷ 90 các máy ghi động đất ở Việt Nam đã ghi được một số động đất với chấn cấp nhỏ hơn 4 tập trung chủ yếu ở vịnh Bắc Bộ trong vùng giao nhau giữa hệ thống đứt gãy phương TB - ĐN và ĐB - TN. Vì các trạm địa chấn ở Việt Nam nằm tập trung về phía tây của biển Đông nên không ghi hết được những động đất xẩy ra ở ngoài khơi vùng biển Đông Việt Nam, đặc biệt là những động đất có chấn cấp nhỏ hơn 4. Tại đới Benioff Manila đã xảy ra hàng loạt động đất với chấn cấp M = 7,5 như động đất ngày 16/9/1952 ở toạ độ 14 độ vĩ Bắc và 120,5 độ kinh Đông. Những động đất mạnh này còn kèm theo sóng thần và núi lửa gây thiệt hại nghiêm trọng. Trong thập kỷ 90 động đất tại vùng nghiên cứu xẩy ra ít hơn và cấp độ mạnh cũng yếu hơn, phải chăng đây là thời kỳ tích luỹ năng lượng. Không những động đất yếu hơn mà cả sóng thần và núi lửa cũng không xẩy ra trong thập kỷ qua.

II. ĐỘ HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤN VÙNG BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM

Độ hoạt động địa chấn đ­ược xác định bằng ph­ương pháp Riznichenko [8], dựa vào mối quan hệ giữa tần suất xẩy ra động đất và chấn cấp của động đất [1]:

lg NS =  a  -  bM        (1)

Ở đây NS là số l­ượng trung bình hàng năm của động đất với chấn cấp hơn hay bằng M, a là đại lư­ợng thể hiện mức độ hoạt động địa chấn, b là hệ số của đồ thị lặp lại động đất. Theo số l­ượng động đất ghi được từ năm 1919 đến năm 2000 với mức đại  diện của động đất là M = 4,5 thì các hệ số  của  biểu thức 1 sẽ là a = 4,02 và b = 0,71. So sánh với vùng đứt gãy Sông Hồng ở phần nằm trên lãnh thổ Việt Nam thì mức độ hoạt động địa chấn ở biển Đông Việt Nam cao hơn 1,3 lần [3, 5].

 

Độ hoạt động địa chấn A10 được xác định theo phư­ơng pháp của Riznichenko [8]:

Ở đây T là thời gian quan sát được động đất T = 83 năm, NS là số trận động đất có K bằng và lớn hơn Kmin trong đơn vị diện tích S, S là diện tích trung bình hoá, Kmin = 12 là năng lượng của động đất đại diện và Ko = 10 tư­ơng ứng với độ hoạt động địa chấn A10, g = 0,39. Cấp năng lượng địa chấn được xác định theo biểu thức:

K = 4 + 1,8 M                 (3)

Sơ đồ giá trị A10 được xây dựng theo chương trình của Nguyễn Duy Nuôi [2] dựa trên biểu thúc 2. Như­ vậy số trận động đất với cấp năng lư­ợng K = 10 xảy ra trong một đơn vị diện tích và thời gian đ­ược thể hiện trên hình 2. Giá trị A10 được xác định trong khoảng từ 0,01 đến 10. Giá trị lớn nhất A10 trong đới Benioff Manila dao động trong khoảng từ 5 đến 10, ở vùng ven biển Việt Nam giá trị A10 trong khoảng từ 0,05 đến 1.

III. ĐỘNG ĐẤT CỰC ĐẠI Kmax VÙNG BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM                       

Xác định năng lượng của động đất cực đại có ý nghĩa quan trọng trong việc dự báo động đất của vùng nghiên cứu. Cấp năng lượng động đất cực đại được xác định theo mối liên quan giữa độ hoạt động địa chấn A10 và động đất cực đại Kmax:

lg A10 = 2,84 +  0,21 (Kmax -15)       (4)

Giá trị của động đất cực đại của vùng nghiên cứu được trình bày trên hình 3, động đất cực đại Kmax = 19 tập trung chủ yếu trong đới Benioff Manila, ở vùng ven biển Việt Nam Kmax đạt tới giá trị 15 - 16, ở vùng quần đảo Trường Sa Kmax đạt tới giá trị 16 - 17. Tại đới Benioff Manila đã quan sát được những động đất với M = 7,5 hay K = 17,5 thấp hơn so với động đất cực đại dự báo là 1,5 cấp (Kmax = 19), ở vùng biển Việt Nam đã ghi nhận được động đất với M = 6,1 (K = 15) thấp hơn so với sơ đồ dự báo Kmax là 1 cấp (Kmax= 16). Như vậy sơ đồ dự báo động đất cực đại Kmax hoàn toàn phù hợp với thực tế, động đất cực đại có thể xẩy ra ở đới Benioff Manila có chấn cấp Mmax = 8, còn ở vùng biển Việt Nam có thể xẩy ra động đất cực đại với chấn cấp Mmax = 6,5.

IV. KẾT LUẬN

Biển Đông Việt Nam là vùng hoạt động địa chấn tích cực. Động đất tập trung chủ yếu tại vùng phía tây và đông của khu vực nghiên cứu. Động đất cực đại đạt tới giá trị Kmax = 17 -19, độ hoạt động địa chấn A10 có giá trị lớn đến 10. Thập kỷ 90 vừa qua là thời kỳ tích lũy năng lượng động đất trong khu vực nghiên cứu. Tại vùng biển từ Hải Phòng đến Quảng Ninh trong thời gian vừa qua đã xẩy ra hàng loạt tiền chấn và khu vực này đang chờ đợi động đất mạnh với Mmax = 6,5 có thể xẩy ra  trong thời gian tới.

Các tác giả chân thành cám ơn thạc sỹ T.T. Hoa đã tận tình giúp đỡ trong việc thu thập, xử lý số liệu động đất và đóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện công trình này.

VĂN LIỆU

1. Gutenberg B. and Richter C. F., 1954. Seismicity of the Earth and Associated Phenomena, 2 nd ed., Princeton Univ. Press, Princeton.

2. Nguyễn Duy Nuôi, 1986. Xác định giá trị A10 và Kmax trên máy tính điện tử. Báo cáo Hội thảo Vật lý địa cầu, Hà Nội.

4. Nguyen Kim Lap, 1989. Seismicity of the territory of Việt Nam. Acta Geophys.


Pol., 35 : 247-261.Warszawa.

6. Nguyễn Văn Lương, 1998. The seismicity in the East Sea and adjacent areas. Contribution of Marine geology and Geophysics, Sci. Techn.Pub., Hà Nội.

7. Phạm Văn Thục, 1996. Nguồn gốc của những hoạt động động đất và núi lửa ở dải ven biển Nam Trung Bộ. Các công trình nghiên cứu địa chất và địa vật lý biển, 2. Nxb KHKT, Hà Nội.

3. Nguyễn Đình Xuyên và nnk, 2000. Đặc trưng địa chấn của đới đứt gãy sông Hồng. TC Các KH về Trái đất, 22/4 : 258- 265. Hà Nội.

5. Nguyễn Ngọc Thuỷ, 2000. Chế độ địa chấn và động đất cực đại đới đứt gãy sông Hồng. TC Các KH về Trái đất, 22/4 : 337-346. Hà Nội.

8. Riznichenko Yu. V., 1960. Methods of detailed study of seismicity. Nauka, Moskva (in Russian).

9. Riznichenko Yu. V., 1964. On relation between the energy of maximum expected earthquakes and seismic activity. Izv. Akad .Nauk SSSR, Fiz. Zemli,7:960-977(inRussian).