Sóng thần do núi lửa gây ra, giống như thảm họa tại Tonga hôm 15/1, gây khó khăn cho giới khoa học vì tính phức tạp.
Hoạt động của một trận sóng thần do động đất gây ra tương đối quen thuộc và có thể dự đoán được.
Tuy nhiên, loại kích hoạt bởi núi lửa giống như trận sóng thần ập đến Tonga hôm 15/1, lại rất khó nắm bắt.
Trong cả hai hiện tượng, nguyên tắc cơ bản đều như nhau: Nước đột nhiên bị dịch chuyển, tạo ra sóng. Nước không còn hướng đi nào khác ngoài lan rộng ra. Tuy nhiên, trong khi động đất gây ra sự biến đổi đột ngột, sóng thần bắt nguồn từ núi lửa là một quá trình dưới nước phức tạp hơn với các vụ nổ ngầm, khí được giải phóng, những mảnh vụn phát nổ, dòng chảy dung nham và lở đất.
Rủi ro từ sóng thần núi lửa cũng có thể kéo dài lâu hơn. Sau một trận động đất, các dư chấn dưới nước có thể tiếp tục rung chuyển nhiều tuần. Nhưng sau vụ phun trào núi lửa, các rung chấn có thể tiếp tục khuấy động những vùng biển yên tĩnh nhiều tháng, thậm chí nhiều năm.
Vụ phun trào hôm 14/1 xảy ra do một núi lửa ngầm ở ngoài khơi Tonga, cách San Francisco, Mỹ, khoảng 8.500 km về phía tây nam. Những cơn sóng lớn lan tới Bắc California khoảng 12 tiếng sau, trùng với triều cường. Đây là lý do người dân tại Hawaii, Alaska và khu vực bờ biển Thái Bình Dương ở Mỹ được yêu cầu rời đi hoặc tránh xa vùng bờ biển và chú ý cập nhật hướng dẫn mới từ các nhà chức trách địa phương.
''Có rất nhiều thứ diễn ra với núi lửa. Nhiều quá trình vật lý hơn nên rất khó để chúng ta thực sự biết nước sẽ hoạt động như thế nào và chúng ta sẽ được chứng kiến những gì", Nathan Wood, nhà địa lý nghiên cứu giám sát tại Trung tâm Khoa học Địa lý Phương Tây thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), cho biết.
"Một bong bóng khí khổng lồ nổi lên, thật thảm khốc. Đại dương 'ợ hơi' và cái ợ đó chứa cả đá và tro", ông miêu tả.
Sóng thần xuất hiện do núi lửa tương đối hiếm, chỉ chưa đầy 100 trường hợp được ghi nhận trong hơn hai thế kỷ qua. Một trong những thảm họa gần đây nhất diễn ra vào năm 2018, khi một mảng lớn của đảo núi lửa Anak Krakatau, Indonesia, sụp xuống biển, làm ngập các vùng đất thấp của Java và Sumatra, khiến khoảng 400 người thiệt mạng.
Phần lớn sóng thần do động đất gây ra, không phải núi lửa. Tại Mỹ, hầu hết được kích hoạt bởi sự hình thành các đảo mới trong chuỗi đảo Aleut thuộc Alaska. Tuy nhiên, trên một hành tinh với 2/3 bề mặt được nước bao phủ và liên tục có địa chấn, nhiều dân cư ven biển sẽ phải đối mặt với rủi ro.
Hiểm họa sóng thần nghiêm trọng tồn tại ở mọi đường bờ biển hướng ra vùng nước mở và những đảo núi lửa lớn, tương đối trẻ, theo một nghiên cứu đăng trên tạp chí năm 2003 về siêu sóng thần của các nhà khoa học Đức Franziska Whelan và Dieter Kelletat.
Việc dự báo núi lửa phun trào là một thách thức. Trong khi giới chuyên gia có một mạng lưới toàn cầu phức tạp gồm các trạm địa chấn để theo dõi động đất và ước tính thời gian tái diễn trung bình, núi lửa khó dự đoán hơn rất nhiều, nhất là khi chúng yên lặng, theo Wood.
Mọi chuyện trở nên biệt khó khăn khi núi lửa ở dưới nước. Để theo dõi núi lửa trên đất liền, các nhà khoa học có thể đặt cảm biến trên sườn núi. "Nhưng không thể sử dụng những thiết bị đó để giám sát dưới nước. Công việc thực sự rất thách thức", Wood cho biết.
Dù do núi lửa hay động đất gây ra, hành trình của sóng thần được theo dõi bằng các công cụ giống nhau. Tại Mỹ, những đợt sóng được theo dõi chặt chẽ bởi Hệ thống Cảnh báo Sóng thần Quốc gia khi chúng lan rộng trên đại dương. Thời gian di chuyển phụ thuộc vào độ sâu của đáy biển và các nhà khoa học nắm được số liệu này. Do đó, họ thường có thể dự đoán khi nào một trận sóng thần sẽ ập đến một bờ biển nhất định, nhưng chỉ sau khi biết thời điểm và vị trí núi lửa phun trào.
Hệ thống Cảnh báo Sóng thần Quốc gia Mỹ gồm mạng lưới 39 trạm, gọi là Đánh giá và Báo cáo Sóng thần Đại dương sâu (DART), trị giá 12 triệu USD ở các đáy biển trên thế giới. Hệ thống được xây dựng vào năm 1986 sau một cảnh báo sóng thần sai ở Hawaii và được nâng cấp sau trận sóng thần ở Ấn Độ Dương năm 2004 khiến hơn 200.000 người thiệt mạng.
Các cảm biến dưới nước của DART neo đậu dưới đáy đại dương, cảm nhận sự thay đổi áp suất của nước, sau đó gửi thông tin này bằng sóng âm đến một phao nổi. Phao gửi dữ liệu đến các trung tâm cảnh báo ven biển thông qua vệ tinh.
Tonga chịu tác động trực tiếp nhất của vụ phun trào núi lửa mới. Hôm 15/1, nước nhanh chóng làm ngập các khu vực ven biển của thủ đô Nuku'alofa tại Tongatapu, hòn đảo lớn nhất Tonga. Ở vùng ven biển phía tây nước Mỹ và Hawaii, nước dâng lên vài giờ sau đó. Wood cho biết, chúng không cao và mạnh bằng nhưng vẫn nguy hiểm, đặc biệt là ở bến cảng.