Hôm 11 tháng 3 vừa qua, cơn địa chất 9,0 độ Richter ở Nhật Bản có lẽ đã làm ngắn đi chiều dài của mỗi ngày Trái đất và làm dịch chuyển trục quay của nó. Nhưng bạn không nên lo lắng, vì bạn sẽ chẳng để ý thấy sự khác biệt gì đâu.
Ảnh Trái đất nhìn từ Phổ Bức xạ kế Chụp ảnh Phân giải Trung bình của NASA gắn trên vệ tinh Terra. Ảnh: NASA
Sử dụng một ước tính của Cục Địa chất Liên bang Hoa Kì về sự trượt đất trong một cơn địa chấn, nhà nghiên cứu Richard Gross tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Pasadena, California, đã áp dụng một mô hình phức tạp để thực hiện một tính toán lí thuyết sơ bộ về mức độ ảnh hưởng của trận động đất vừa qua ở Nhật Bản – trận động đất lớn thứ năm kể từ năm 1900 – đối với chuyển động quay của Trái đất. Các tính toán của ông cho thấy với sự thay đổi phân bố khối lượng của Trái đất, cơn địa chấn Nhật Bản đã làm cho Trái đất quay nhanh hơn một chút, làm chiều dài ngày ngắn đi chừng 1,8 micro giây (một micro giây là một phần triệu của một giây).
Các tính toán còn cho thấy cơn địa chấn Nhật Bản đã làm dịch chuyển vị trí trục hình học của Trái đất (trục mà qua đó khối lượng của Trái đất cân bằng) đi khoảng 17 cm, về phía kinh độ 133 độ đông. Trục hình học của Trái đất không trùng với trục bắc nam của nó; chúng lệch nhau khoảng 10 m. Sự dịch chuyển này ở trục hình học của Trái đất sẽ làm cho Trái đất chao đảo đi một chút khi nó quay tròn, nhưng nó sẽ không làm dịch chuyển trục Trái đất trong không gian, duy chỉ những lực bên ngoài như lực hút hấp dẫn của mặt trời, mặt trăng và các hành tinh mới có thể tác dụng như thế.
Cả hai phép tính có khả năng sẽ thay đổi khi dữ liệu về trận động đất được tinh chỉnh.
Để so sánh, sau trận động đấy 8,8 độ Richter hồi năm ngoái ở Chile, Gross ước tính trận động đất Chile sẽ làm ngắn chiều dài của ngày đi khoảng 1,25 micro giây và làm dịch chuyển trục hình học của Trái đất đi chừng 8 cm. Một phép tính tương tự thực hiện sau trận động đất 9,1 độ Richter hồi năm 2004 trên đảo Sumatran cho biết cơn địa chấn đó đã làm ngày ngắn đi 6,8 micro giây và làm trục hình học của Trái đất dịch chuyển 7 cm. Một trận động đất ảnh hưởng đến chuyển động quay của Trái đất như thế nào là tùy thuộc và cỡ độ lớn của nó, vị trí của nó và chi tiết của vết nứt địa chất bị trượt.
Phân tích Sự thay đổi TerraSAR-X của khu vực Sendai, Nhật Bản. Bản đồ cho thấy khu vực duyên hải Sendai bị ảnh hưởng bởi trận động đất 9,0 độ Richter đã kích hoạt con sóng thần gây phá hoại khủng khiếp, giết chết hàng nghìn sinh mạng chưa được công bố và đe dọa sự an toàn của một số lò phản ứng hạt nhân ở Nhật. Ảnh: Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt (DLR) - German Aerospace Center
Theo Gross nhận xét, trên lí thuyết, bất cứ nguyên nhân nào làm phân bố lại khối lượng của Trái đất cũng sẽ làm thay đổi chuyển động quay của Trái đất.
“Chuyển động quay của Trái đất luôn thay đổi là kết quả không chỉ của những trận động đất, mà còn của những tác động lớn hơn nhiều của các biến đổi về gió trong khí quyển và các dòng chảy đại dương”, ông nói. “Trong thời gian một năm, chiều dài của ngày tăng lên và giảm đi khoảng một mili giây, hay khoảng bằng 550 lần mức độ biến đổi gây ra bởi cơn địa chấn Nhật Bản. Vị trí của trục hình học của Trái đất cũng luôn luôn thay đổi, khoảng 1 m trong mỗi năm, hay khoảng bằng sáu lần sự biến đổi do động đất Nhật Bản gây ra”.
Gross cho biết trong khi chúng ta có thể đo lường các tác động của khí quyển và đại dương lên chuyển động quay của Trái đất, thì ảnh hưởng của động đất, ít nhất là cho đến nay, vẫn hãy quá nhỏ để mà đo lấy. Sự biến đổi chiều dài của ngày theo tính toán do động đất gây ra là nhỏ hơn nhiều so với độ chính xác mà các nhà khoa học hiện nay có thể đo sự biến đổi chiều dài của ngày. Tuy nhiên, vì vị trí của trục hình học có thể đo được đến độ chính xác khoảng 5 cm, cho nên sự dịch chuyển 17 cm như ước tính từ trận động đất Nhật Bản thật sự có thể đủ lớn để qsneeus như các nhà khoa học có thể loại bỏ tương xứng những tác động lớn hơn của khí quyển và đại dương ra khỏi các phép đo chuyển động quay của Trái đất. Ông và những nhà khoa học khác sẽ nghiên cứu vấn đề này khi có thêm nhiều dữ liệu mới được công bố.
Gross cho biết những sự biến đổi chuyển động quay và trục hình học của Trái đất do động đất gây ra sẽ không ảnh hưởng gì đến cuộc sống thường nhật của chúng ta. “Những thay đổi này trong chuyển động quay của Trái đất là hoàn toàn tự nhiên và lúc nào mà chẳng xảy ra”, ông nói. “Mọi người không nên lo lắng vì chúng”.
Nguồn: JPL/NASA, PhysOrg.com
