Thạc Sĩ Xây dựng sơ đồ khối và chương trình phân loại vỏ Trái đất phục vụ dự báo động đất cực đại lãnh thổ V

MỞ ĐẦU
Lãnh thổ Việt Nam nằm gần nơi tiếp xúc giữa 2 vành đai hoạt động địa chấn lớn nhất trên Trái đất: Vành đai động đất Thái Bình Dương và vành đai Địa Trung Hải – Hymalaya. Vì vậy, nó chịu ảnh hưởng lớn của hoạt động kiến tạo của hai vành đai này. Các tài liệu lịch sử cùng với các tài liệu điều tra thực địa và quan sát bằng máy móc cho thấy trên lãnh thổ nghiên cứu đã xảy ra những trận động đất mạnh như: trận động đất cấp 8 xảy ra vào năm 114 ở bắc Đồng Hới; các trận động đất cấp 7, cấp 8 xảy ra ở Hà Nội vào các năm 1277, 1278, 1285; động đất cấp 8 ở khu vực Nho Quan vào năm 1635; động đất cấp 8 vào năm 1821 ở Nghệ An, cấp 7 ở Phan Thiết vào các năm 1882, 1887. Từ năm 1900 đến nay, đã có hai trận động đất cấp 8 ở Điện Biên (1935) và Tuần Giáo (1983), 17 trận động đất cấp 7 và 115 trận cấp 6-7 ở khắp các vùng miền [2]. Với tình hình kinh tế - xã hội của nước ta hiện nay, khi mà dân số gia tăng đáng kể trong phạm vi cả nước, nhà cửa bằng tre, gỗ dần được thay bằng gạch vữa là những vật liệu có phạm vi biến dạng đàn hồi hẹp, dễ bị nứt nẻ, đổ vỡ khi bị chấn động mạnh thì nguy cơ động đất ngày càng trở nên đáng lo ngại. Chính vì thế mà nghiên cứu dự báo động đất trở thành nhiệm vụ thiết thực và cấp bách. Một trong những nhiệm vụ quan trọng khi nghiên cứu dự báo động đất là phải tìm ra vùng phát sinh động đất mạnh. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam có nhiều phương pháp nghiên cứu dự báo vùng phát sinh động đất mạnh như: xác định vùng nguy hiểm động đất theo dị thường đẳng tĩnh, theo ngoại suy địa chấn, theo kiến tạo vật lý hay bằng cách đánh giá cấp năng lượng Kmax ,vv . Nhưng nói chung thì việc xác định và phân vùng phát sinh động đất mạnh không liên quan đơn trị tới một dấu hiệu riêng nào nên việc dự báo theo một trong những phương pháp trên đều chưa tối ưu. Vì vậy việc tìm và áp dụng một phương pháp dự báo ưu việt hơn là cần thiết, và phương pháp phân loại vỏ Trái đất đáp ứng được yêu cầu này . Ý tưởng khởi nguồn của phương pháp này được kế thừa từ ý tưởng của ngoại suy địa chấn nhưng nó lại được thực hiện bởi những quy tắc tính toán chính xác hơn. Trong phương pháp này, tất cả các yếu tố địa chất, địa vật lý liên quan đến đặc trưng địa chấn đều được liên kết lại để tạo thành các dấu hiệu nhận biết đặc điểm riêng của từng kiểu vỏ Trái đất. Trên cơ sở phân loại các kiểu vỏ Trái đất như thế, có thể đưa ra dự báo động đất cực đại cho mỗi khu vực có cùng một kiểu vỏ. Ưu điểm nổi trội của phương pháp này là khả năng dự báo động đất theo các dấu hiệu đặc trưng của vỏ Trái đất cả ở những nơi thiếu số liệu địa chấn. Tuy nhiên, để dự báo động đất một cách thành công theo phương pháp này, trước hết cần giải quyết bài toán phân loại các kiểu vỏ Trái đất khu vực nghiên cứu một cách khoa hoc và chính xác. Đó chính là lý do đề tài: “Xây dựng sơ đồ khối và chương trình phân loại vỏ Trái đất phục vụ dự báo động đất cực đại lãnh thổ Việt Nam” được chúng tôi lựa chọn khi giải quyết một trong các nhiệm vụ Hợp tác quốc tế theo Nghị định thư Việt – Nga cấp nhà nước giai đoạn 2008-2010. Để phù hợp với yêu cầu của nhiệm vụ Nghị định thư và thực trạng số liệu hiện có của Việt Nam, chúng tôi chọn khu vực nghiên cứu giới hạn bởi các tọa độ: φ = 4° - 24°N, λ = 100° - 117°E.
Mục tiêu của luận án
1. Xây dựng thuật toán mới và thiết lập chương trình phân loại vỏ Trái đất phục vụ dự báo động đất cực đại.
2. Áp dụng thử nghiệm chương trình được thiết lập đối với lãnh thổ Việt Nam và lân cận để kiểm tra khả năng ứng dụng của nó.
Nhiệm vụ của luận án
1. Tìm hiểu phương pháp dự báo động đất cực đại (Mmax ) bằng cách phân loại vỏ Trái đất trên cơ sở tổ hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý và địa chấn.
2. Thu thập các tài liệu liệu địa chất, địa vật lý và địa chấn có được đến hết năm 2008 đối với khu vực nghiên cứu, phân tích, lựa chọn và chỉnh lý số liệu phục vụ nghiên cứu.
3. Nghiên cứu, cải biến thuật toán phân loại vỏ Trái đất.
4. Xây dựng sơ đồ khối, lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp và thiết lập chương trình phân loại vỏ Trái đất trên máy tính điện tử.
5. Áp dụng thử nghiệm chương trình đã được thiết lập đối với khu vực nghiên cứu, nhận xét và đánh giá khả năng ứng dụng của chương trình.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
1. Đã chuyển giao, áp dụng một cách sáng tạo phương pháp phân loại vỏ Trái đất góp phần giải quyết nhiệm vụ dự báo động đất cực đại trong thực tế địa chấn Việt Nam.
2. Những nội dung đã được thực hiện trong luận văn này góp phần thiết thực vào việc giải quyết một trong các nhiệm vụ Hợp tác quốc tế theo Nghị định thư Việt – Nga cấp nhà nước.
Những điểm mới của luận án
1. Lần đầu tiên ở Việt Nam phương pháp phân loại vỏ Trái đất được thực hiện bằng cách cải biến thuật toán và xây dựng chương trình tự động, cho phép liên kết, tổ hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý và địa chấn phục vụ dự báo động đất cực đại.
2. Các kết quả nhận được không những khẳng định khả năng sáng tạo của tác giả luận án và tập thể cán bộ thực hiện đề tài: “Đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ Việt Nam theo tổ hợp các tài liệu địa chất - địa vật lý và địa chấn” mà còn khẳng định ý nghĩa quan trọng của hợp tác quốc tế trong việc ứng dụng và chuyển giao khoa học công nghệ.
Cấu trúc của luận án
Luận án gồm phần mở đầu, 4 chương, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục. Toàn bộ nội dung được trình bày trên 60 trang đánh máy khổ A4, với 14 hình vẽ và 2 bảng biểu.
Phần mở đầu gồm 4 trang trình bày tính cấp thiết và lý do chọn đề tài: “Xây dựng sơ đồ khối và chương trình phân loại vỏ Trái đất phục vụ dự báo động đất cực đại lãnh thổ Việt Nam”. Trong phần này còn trình bày mục tiêu, nhiệm vụ, các kết quả nhận được, các điểm mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án.