Sự rung chuyển của Trái đất và các cơn bão đang ngày càng mạnh lên

Tín hiệu sóng địa chấn đang ngày càng dữ dội hơn trong những thập kỷ gần đây, điều đó dẫn đến ngày càng có nhiều bão và sóng biển dâng cao hơn ở các vùng biển.

Khi sóng đại dương dâng lên và hạ xuống, chúng tác động một lực nhất định xuống đáy biển, và tạo ra sóng địa chấn. Những sóng địa chấn này mạnh và lan rộng đến mức chúng xuất hiện dưới dạng tiếng đập đều đặn trên máy ghi địa chấn, loại công cụ dùng để theo dõi và nghiên cứu động đất.

Trong một nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Communications, các nhà địa chấn học thuộc Đại học Colorado – Hoa Kỳ đã theo dõi sự gia tăng đó trên khắp thế giới trong bốn thập kỷ qua. Những dữ liệu toàn cầu này, cùng với các nghiên cứu địa chấn khu vực, vệ tinh và đại dương khác, cho thấy sự gia tăng năng lượng sóng trong hàng thập kỷ qua, đồng thời với tình trạng bão tố ngày càng tăng do nhiệt độ toàn cầu tăng cao.

Mối quan hệ giữa sóng biển và Địa chấn học

Mạng lưới thiết bị đo địa chấn toàn cầu được biết đến nhiều nhất trong việc theo dõi và nghiên cứu các trận động đất cũng như cho phép các nhà khoa học tạo ra những hình ảnh về phần sâu bên trong Trái đất.

Những thiết bị có độ nhạy cao này liên tục ghi lại rất nhiều hiện tượng địa chấn tự nhiên và do con người gây ra, bao gồm phun trào núi lửa, các vụ nổ hạt nhân, thiên thạch tấn công, lở đất và động đất trên sông băng. Chúng cũng thu được các tín hiệu địa chấn có tính chất liên tục từ gió, nước và hoạt động của con người.

Tuy nhiên, tín hiệu nền địa chấn phổ biến nhất trên toàn cầu là tiếng đập không ngừng được tạo ra bởi sóng biển do bão gây ra, được gọi là vi địa chấn toàn cầu.

Hai loại tín hiệu địa chấn

Sóng biển tạo ra tín hiệu vi địa chấn theo hai cách khác nhau.

Năng lượng mạnh nhất trong hai loại, được gọi là vi địa chấn thứ cấp (secondary microseism), đập mạnh trong khoảng thời gian từ khoảng 8 đến 14 giây. Khi các tập hợp sóng truyền qua đại dương theo nhiều hướng khác nhau, chúng giao thoa với nhau, tạo ra sự thay đổi áp suất dưới đáy biển. Tuy nhiên, sóng giao thoa không phải lúc nào cũng xuất hiện, nên theo nghĩa này, nó là đại diện không hoàn hảo cho hoạt động tổng thể của sóng biển.

Cách thứ hai trong đó sóng biển tạo ra tín hiệu địa chấn toàn cầu được gọi là quá trình địa chấn vi mô sơ cấp (primary microseism process). Những tín hiệu này được gây ra bởi sóng biển di chuyển trực tiếp đẩy và kéo dưới đáy biển. Do chuyển động của nước trong sóng giảm đi nhanh chóng theo độ sâu nên điều này xảy ra ở những vùng có độ sâu nước dưới khoảng 300 mét. Tín hiệu vi địa chấn chính có thể nhìn thấy trong dữ liệu địa chấn dưới dạng tiếng ồn ổn định trong khoảng thời gian từ 14 đến 20 giây.

Trái đất rung chuyển khiến các cơn bão và sóng biển ngày càng mạnh hơn

Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học đã ước tính và phân tích cường độ vi địa chấn sơ cấp trong lịch sử từ cuối những năm 1980 tại 52 địa điểm ghi địa chấn trên khắp thế giới với lịch sử ghi chép liên tục lâu dài.

Họ thấy rằng 41 trạm (79%) trong số các trạm này cho thấy năng lượng tăng dần và đáng kể trong nhiều thập kỷ.

Kết quả chỉ ra rằng năng lượng sóng biển trung bình trên toàn cầu kể từ cuối thế kỷ 20 đã tăng với tốc độ trung bình 0,27% mỗi năm. Tuy nhiên, kể từ năm 2000, tỷ lệ tăng trung bình trên toàn cầu đã tăng 0,35% mỗi năm.

Năng lượng sóng biển đã tăng lên từ cuối những năm 1980. Nguồn: Rick Aster

Các nhà khoa học đã tìm thấy năng lượng vi mô tổng thể lớn nhất ở các khu vực Nam Đại Dương có nhiều bão tố gần bán đảo Nam Cực. Nhưng những kết quả này cho thấy sóng Bắc Đại Tây Dương đã tăng cường nhanh nhất trong những thập kỷ gần đây so với mức độ lịch sử. Điều đó phù hợp với nghiên cứu gần đây cho thấy cường độ bão Bắc Đại Tây Dương và các mối nguy hiểm ven biển đang gia tăng. Bão Ciarán, tấn công châu Âu với những đợt sóng mạnh và gió mạnh như bão vào tháng 11 năm 2023, là một ví dụ phá kỷ lục.

Kỷ lục về địa chấn vi mô kéo dài hàng thập kỷ cũng cho thấy sự dao động theo mùa của các cơn bão mùa đông mạnh lên giữa bán cầu Bắc và Nam. Nó ghi lại tác động giảm sóng của việc băng biển Nam Cực ngày càng thu hẹp, cũng như mức cao và mức thấp trong nhiều năm liên quan đến chu kỳ El Niño và La Niña cũng như những ảnh hưởng lâu dài của chúng đối với sóng và bão đại dương.

Cùng với nhau, những nghiên cứu này và các nghiên cứu địa chấn gần đây khác bổ sung cho kết quả từ nghiên cứu về khí hậu và đại dương cho thấy bão và sóng đang tăng cường khi khí hậu ấm lên.

Cảnh báo đến cư dân ven biển

Các đại dương đã hấp thụ khoảng 90% lượng nhiệt dư thừa liên quan đến lượng khí thải nhà kính ngày càng tăng từ các hoạt động của con người trong những thập kỷ gần đây. Năng lượng dư thừa đó có thể chuyển thành những đợt sóng có sức tàn phá lớn hơn và những cơn bão mạnh hơn.

Kết quả của các nhà khoa học đưa ra một cảnh báo khác cho các cộng đồng ven biển, nơi chiều cao sóng biển ngày càng tăng có thể tác động đến bờ biển, làm hư hại cơ sở hạ tầng và xói mòn đất liền. Tác động của việc tăng năng lượng sóng càng trở nên phức tạp hơn do mực nước biển dâng cao do biến đổi khí hậu và sụt lún. Vì vậy chúng ta cần có chiến lược tổng thể trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu và xây dựng khả năng phục hồi tại các cơ sở hạ tầng ven biển và các chiến lược bảo vệ môi trường.

Theo The Conversation