Vùng đứt gãy Cascadia Subduction Zone, kéo dài từ miền bắc California đến British Columbia (Canada), đã im ắng một cách kỳ lạ suốt 300 năm. Khi cuối cùng vỡ ra, các chuyên gia dự đoán nó sẽ gây ra một trận động đất khổng lồ rung chuyển vùng Tây Bắc Thái Bình Dương. Tệ hơn nữa, sóng thần cao tới 30 mét rất có thể sẽ đổ bộ, tàn phá toàn bộ khu vực ven biển.

Đây có thể trở thành thảm họa lớn nhất trong lịch sử nước Mỹ – và tình hình hiện tại đang trở nên nghiêm trọng hơn rất nhiều, khi các chuyên gia dự đoán xác suất xảy ra thảm họa này là 15% bất kể lúc nào trong vòng 50 năm tới.

Tuy nhiên, theo một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, đó mới chỉ là điểm khởi đầu của thảm họa Cascadia.

Cứ ngỡ một cơn sóng thần lớn như trận “Sóng thần Ngày lễ Tặng quà” năm 2004 đã là quá tệ, nhưng phân tích mới cho thấy thảm họa sắp tới còn khủng khiếp hơn nhiều lần, khi đất liền ven biển có thể sụt lún hơn 2,5 mét chỉ trong vài phút.

“Chúng ta hay nói về việc nước biển dâng do biến đổi khí hậu – vốn tăng khoảng 3 đến 4 milimét mỗi năm – và về lâu dài điều đó có tác động lớn,” Giáo sư Tina Dura, tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ với BBC Science Focus. “Nhưng ở đây, mực nước biển có thể tăng 2 mét chỉ trong vài phút. Tại sao chúng ta không nói về điều đó nhiều hơn?”

Điều gì xảy ra khi Cascadia đứt gãy?

Vùng đứt gãy Cascadia là nơi mà mảng Juan de Fuca dưới đại dương trượt xuống bên dưới mảng Bắc Mỹ. Tuy nhiên, thay vì trượt một cách trơn tru, các mảng này thường bị kẹt vào nhau – và khi đó, áp lực tích tụ trong hàng thế kỷ.

Khi áp lực được giải phóng, nó tạo nên một trận động đất cực mạnh.

Cascadia có khả năng tạo ra động đất mạnh đến mức 9,0 hoặc hơn, với các thảm họa lớn xảy ra khoảng mỗi 450–500 năm. Trận động đất gần nhất xảy ra vào ngày 26 tháng 1 năm 1700, với cường độ được ước tính từ 8,7 đến 9,2 độ.

Theo mô hình của Cơ quan Khảo sát Địa chấn Quốc gia Mỹ (US National Seismic Hazard Model), có 15% khả năng xảy ra một trận động đất mạnh từ 8,0 trở lên trong vòng 50 năm tới dọc theo vùng này.

Trong một kịch bản giả định của Cơ quan Quản lý Khẩn cấp Liên bang Mỹ (FEMA) năm 2022, trận động đất có thể khiến 5.800 người thiệt mạng trực tiếp, và thêm 8.000 người do sóng thần. Hơn 100.000 người có thể bị thương, và trên 618.000 công trình bị hư hại hoặc phá hủy, bao gồm hơn 2.000 trường học và 100 cơ sở trọng yếu. Tổn thất kinh tế ước tính lên tới 134 tỷ USD.

“Chắc chắn đây sẽ là một sự kiện vô cùng thảm khốc đối với nước Mỹ,” Dura nói.

Dư chấn kéo dài hàng thập kỷ

Trong khi động đất và sóng thần đã đủ sức tàn phá, Dura và các đồng nghiệp cảnh báo rằng hậu quả lâu dài sau đó có thể cũng nguy hiểm không kém – và hiện vẫn chưa được hiểu rõ.

Bằng cách kết hợp hồ sơ địa chất về các trận động đất Cascadia trong quá khứ với mô hình số học, nhóm nghiên cứu đánh giá cảnh quan ven biển có thể thay đổi mạnh mẽ do hiện tượng sụt lún đất – khi mặt đất đột ngột hạ thấp trong trận động đất.

Nếu một trận động đất xảy ra hôm nay, đất tại 24 cửa sông từ nam Washington đến bắc California có thể bị hạ thấp vĩnh viễn từ 0,23 đến 2,67 mét.

Điều này sẽ khiến các vùng có nguy cơ lũ lụt ở tần suất một lần trong 100 năm mở rộng thêm tới 300 km², tức là nhiều nhà cửa, đường sá, hạ tầng sẽ nằm trong vùng ngập lụt. Ở các kịch bản sụt lún nghiêm trọng, nguy cơ lũ lụt có thể tăng gấp đôi.

“Đây là mối đe dọa kép,” Dura nói. “Sóng thần sẽ ập vào và gây tàn phá, nhưng một số nơi có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng hơn do địa hình bờ biển. Những khu vực không bị sóng thần nặng nề vẫn có thể nằm trong vùng bị sụt lún.”

Vào năm 1700, hạ tầng hầu như chưa có gì để bị phá hủy. Nhưng ngày nay, khu vực này dày đặc hệ thống thiết yếu – và tất cả đều dễ bị tổn thương trước lũ lụt.

Vào năm 1700, hạ tầng gần như không có gì để bị hư hại. Ngày nay, khu vực này dày đặc các hệ thống thiết yếu có nguy cơ cao bị ảnh hưởng bởi lũ lụt. Những hệ thống đó bao gồm năm sân bay, 18 cơ sở ứng phó khẩn cấp (ví dụ như trường học, bệnh viện, trạm cứu hỏa), 8 nhà máy xử lý nước thải, 1 trạm biến áp điện và 57 nguồn có khả năng gây ô nhiễm như trạm xăng và kho chứa hóa chất.

Khả năng phục hồi sẽ bị cản trở nghiêm trọng bởi các tuyến đường ngập nước và các trung tâm khẩn cấp bị lũ cuốn. Đồng thời, nước mặn xâm nhập có thể làm nhiễm mặn đất nông nghiệp, gây thiệt hại kinh tế lâu dài.

Trong khi đó, các hàng rào phòng chống lũ tự nhiên như đầm lầy có thể bị chìm nghỉm hoặc xói mòn, làm suy yếu khả năng bảo vệ trước các đợt triều cường trong tương lai. Mức thủy triều ngày càng tăng có thể khiến lũ triều dâng cao hơn, và các bờ biển cát vốn đã bị xói mòn sẽ càng bị lùi xa nhanh hơn.

“Khi sóng thần tới và rút đi, mặt đất vẫn sẽ duy trì ở cao độ thấp hơn,” Dura nói. “Diện tích vùng ngập lụt vì thế sẽ thay đổi – có thể kéo dài hàng thập kỷ hoặc thậm chí hàng thế kỷ.”

Càng sớm xảy ra, hậu quả có thể càng nhẹ

Dù một trận động đất xảy ra bất cứ lúc nào đều là điều tồi tệ, nhưng càng để lâu, thảm họa Cascadia cuối cùng xảy ra sẽ càng khốc liệt hơn.

Nhóm nghiên cứu đã mô phỏng viễn cảnh trận động đất không xảy ra hôm nay mà vào năm 2100. Với tác động của biến đổi khí hậu, mực nước biển dâng sẽ khiến mọi thứ càng thêm tàn phá.

Mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng từ 21 đến 24cm kể từ năm 1880, và theo dự báo của Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA), sẽ còn tăng thêm ít nhất 60cm nữa trước năm 2100.

Tuy nhiên, ở Cascadia, tình hình phức tạp hơn đôi chút: khi mảng Juan de Fuca trượt xuống dưới mảng Bắc Mỹ, lục địa tại khu vực này đã được nâng lên từ từ, phần nào che giấu tác động của mực nước biển toàn cầu dâng.

Nhưng sự nâng lên đó sẽ không kéo dài mãi. Cuối cùng, biến đổi khí hậu sẽ theo kịp, và mực nước biển ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương sẽ tăng như mọi nơi khác. Chậm mà chắc, hai thảm họa – mảng kiến tạo và biến đổi khí hậu – đang hội tụ lại.

“Bạn có thể hình dung, trong trận động đất tiếp theo, khi mặt đất sụt xuống, thì chỉ trong vài phút, chúng ta sẽ phải đối mặt với hậu quả tương đương hàng thế kỷ mực nước biển dâng lên,” Dura nói.

Tới năm 2100, kể cả không có trận động đất nào, nhóm nghiên cứu ước tính vùng ngập lụt cũng sẽ mở rộng thêm khoảng 100km². Nếu kết hợp với hiện tượng sụt lún do một trận động đất xảy ra vào năm 2100, diện tích vùng ngập có thể tăng gấp ba lần so với hiện tại, lên tới 370km².

Vậy chúng ta có thể làm gì?

Trước mối đe dọa chồng chất gồm động đất, sóng thần, sụt lún và nước biển dâng, các cộng đồng có thể chuẩn bị ra sao?

Dura thừa nhận rằng không có giải pháp dễ dàng nào.

“Cascadia là một thách thức độc nhất vì nơi này quá yên tĩnh về mặt địa chấn,” bà nói. “Rất khó để giữ cho người dân nhận thức về mối nguy hiểm mà không khiến họ hoảng loạn. Làm sao để họ chuẩn bị mà không khiến họ sợ bỏ đi?”

Với bước khởi đầu, nhóm của Dura khuyến nghị tích hợp các phát hiện của họ vào bản đồ nguy cơ lũ lụt và sóng thần, đồng thời phối hợp giữa các cơ quan để nâng cao khả năng ứng phó.

Các hành động then chốt bao gồm xác định cơ sở hạ tầng trọng yếu nằm trong vùng có nguy cơ lũ trong tương lai và lập kế hoạch di dời hoặc thích ứng; nâng cao nhận thức cộng đồng; thúc đẩy các giải pháp dựa vào tự nhiên như phục hồi vùng đất ngập nước; và cân nhắc kỹ lưỡng việc xây dựng mới tại các khu vực có rủi ro cao.

Liệu mọi hy vọng đã mất? Hoàn toàn không – Dura nói – nhưng thời gian đang cạn dần.

“Chắc chắn là đã có những người đang nỗ lực giải quyết vấn đề này, và tôi không muốn xem nhẹ công sức của họ,” bà nói. “Tôi nghĩ là chúng ta chỉ cần nhiều người hơn tham gia. Có thể hiện nay chưa đủ nguồn lực, kinh phí hay nhân lực… Nhưng tất cả chúng ta đang cố gắng cùng nhau hành động. Và hiện cũng có rất nhiều nghiên cứu khoa học mới đang được công bố.”

Vùng đứt gãy Cascadia, nằm ở Tây Bắc nước Mỹ và Tây Nam British Columbia (Canada), lần cuối cùng trượt vào năm 1700, gây ra một trận động đất lớn. Ảnh: Trung tâm Phân tích và Tổng hợp John Wesley Powell / USGS.

Ảnh minh họa về cảnh báo sóng thần ở một vùng bờ biển Mỹ. Ảnh: Getty Images