Vì sao vụ sụp đá-băng ở Langtang Lirung biến thành dòng đá vụn?

Một mảng đá nền khổng lồ trên Langtang Lirung, Nepal, đã kéo theo băng khi tách khỏi sườn núi. Điều đáng chú ý là khối vật chất này không chỉ rơi xuống rồi dừng lại: nó bị nghiền nhỏ, trộn với nước và trầm tích, sau đó biến thành dòng đá vụn lao theo thung lũng với tốc độ hơn 160 km/giờ. Muốn hiểu vì sao phạm vi tàn phá mở rộng như vậy, cần lần theo từng bước chuyển đổi của khối đá-băng. [1]

Thứ gì đã rời khỏi sườn núi?

Ban đầu, một số nhận định cho rằng sông băng bị sụp là nguồn gốc sự kiện. Tuy nhiên, ảnh vệ tinh sau đó cho thấy trên mặt bắc Langtang Lirung xuất hiện một sườn đá mới, khá đồng nhất, ở độ cao khoảng 5.150 m. Dấu vết này phù hợp với khả năng một mảng đá nền rộng khoảng 2,2 km² đã tách khỏi núi và kéo theo lớp băng phủ bên trên. [1]

Ước tính ban đầu cho thấy phần đá và băng bị tách có thể tích khoảng 110 triệu m³. Con số này mô tả khối vật chất tại điểm xuất phát, không đồng nghĩa toàn bộ lượng đó vẫn giữ nguyên hình dạng khi xuống thung lũng. Va chạm liên tiếp đã làm cấu trúc ban đầu biến đổi nhanh chóng. [1]

Làm thế nào khối đá biến thành dòng chảy?

Khi lao xuống, các mảnh đá va vào nhau và đập vào sông băng ở chân dốc. Những va chạm đó vừa nghiền vật liệu thành các mảnh nhỏ hơn, vừa tạo nhiệt do ma sát, có thể làm một phần băng tan thành nước. Đá vụn, nước và bùn vì thế dần trở thành một hỗn hợp đặc có khả năng di chuyển khác hẳn một tảng đá rơi đơn lẻ. [1]

Khi tiến vào thung lũng sông Lhende Khola, dòng hỗn hợp còn cuốn thêm nước và trầm tích trên đường đi. Nước giúp các mảnh rắn dịch chuyển tương đối với nhau, còn vật liệu mới bổ sung làm dòng chảy tiếp tục duy trì khối lượng và động năng. Có thể hình dung qua ví dụ: sỏi khô thường bị giữ lại khi mặt đất thoải hơn, trong khi sỏi trộn nước dễ dồn theo rãnh và kéo theo vật liệu xung quanh. Đây chỉ là phép minh họa, không phải mô hình đầy đủ của thảm họa. [1]

Vì sao mảng đá có thể mất ổn định?

Nguyên nhân của cú tách ban đầu vẫn chưa được xác định bằng một lời giải duy nhất. Một khả năng là trận động đất Gorkha độ lớn 7,8 năm 2015 đã làm suy yếu khối đá. Tuy nhiên, việc trận động đất từng gây sạt lở ở Langtang Lirung không đủ để chứng minh nó trực tiếp gây ra vụ sụp xảy ra sau đó. [1]

Một yếu tố khác liên quan đến băng vĩnh cửu trong các khe nứt cổ của đá. Khi lớp băng này ấm lên và mềm đi, nó có thể giảm vai trò liên kết giữa các phần đá. Khoảng thời gian ngay trước vụ sụp có nhiệt độ cao bất thường ở độ cao tương ứng: trung bình khoảng 5°C, trong khi mức thường gặp vào thời điểm đó khoảng 2,7°C. Nhiệt độ cực đại hằng ngày còn vượt 10°C. Những điều kiện này phù hợp với giả thuyết tan băng góp phần làm sườn núi mất ổn định, nhưng chưa chỉ ra chính xác thời điểm đứt gãy bắt đầu. [1]

Khe nứt và loại đá ảnh hưởng ra sao?

Nước tan từ sông băng hoặc băng vĩnh cửu có thể thấm vào các khe nứt rồi đóng băng trở lại. Sự giãn nở lặp lại có khả năng nêm khe rộng hơn. Nước cũng có thể làm đá biến đổi về mặt hóa học và tạo ra những khoáng vật dạng phiến yếu hơn bên trong khe, khiến các mặt trượt dễ hình thành hơn. Ngoài ra, sông băng phủ trên sườn đã lùi hơn 300 m trong giai đoạn được đề cập, một thay đổi có thể làm phân bố tải trọng trên vách đá biến đổi. [1]

Vết sẹo trên núi dường như gồm đá biến chất hình thành từ các lớp bùn và cát đã hóa cứng. Những lớp còn sót lại có thể là vùng yếu, giúp đá vỡ vụn mạnh hơn trong lúc rơi. Các mảnh đá nhỏ tạo thêm nhiều va chạm với băng, từ đó hỗ trợ quá trình tạo nước và chuyển khối rắn thành dòng hỗn hợp. Dù vậy, mặt sụp không có vẻ tách đúng theo các lớp đá, nên cấu trúc này giải thích tốt hơn cho quá trình tan rã sau khi rơi chứ chưa giải thích trọn vẹn cú tách khỏi sườn núi. [1]

Nguy cơ có thể xuất hiện ở đâu?

Cơ chế tương tự có thể đáng lưu ý tại những nơi cùng có sườn dốc, sông băng và đá biến chất trầm tích đã bị nứt hoặc phong hóa. Vụ sụp đá-băng ở Chamoli, Ấn Độ, từng tạo ra một dòng đá vụn gây thiệt hại nghiêm trọng, cho thấy đây không phải mối nguy chỉ riêng Langtang Lirung. Tuy nhiên, sự tương đồng về điều kiện địa chất không có nghĩa mọi sườn núi như vậy đều sắp sụp. [1]

Bản đồ địa chất hiện nay chưa đủ chi tiết để chỉ chính xác các vùng đá yếu nằm gần khu dân cư. Trong bối cảnh sông băng và băng vĩnh cửu tiếp tục mỏng đi, những nguy cơ khác như lũ bùng phát từ hồ băng cũng cần được tính đến. Langtang Lirung cho thấy điều quan trọng không chỉ là phát hiện một khối đá bất ổn, mà còn phải hiểu nó có thể biến đổi thành dòng vật chất nào khi gặp băng, nước và địa hình phía dưới. [1]