Số liệu trọng lực - căn cứ phát hiện động đất, phòng chống thiên tai

Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ cho biết, các số liệu trọng lực giúp các nhà khoa học giải quyết nhiều nhiệm vụ khoa học cơ bản của ngành như tính toán, xác định mặt Quasigeoid độ chính xác cao, xây dựng và hoàn chỉnh hệ thống tọa độ, độ cao quốc gia; nghiên cứu xác định biến thiên cục bộ của trường trọng lực Trái đất làm rõ nguyên nhân và quy mô của tác nhân gây ra sự thay đổi, biến động của bề mặt Trái đất và cả tai biến tự nhiên như động đất, nước biển dâng, sự thay đổi của các dòng chảy; nghiên cứu chi tiết các lớp vật chất khoáng sản trong lòng quả đất phục vụ tìm kiếm khoáng sản và nghiên cứu xác định sự biến thiên cục bộ của trường trọng lực phục vụ dự báo tai biến thiên nhiên...

Theo các nhà khoa học về đo đạc và bản đồ, nhiều năm qua, cả lĩnh vực Đo đạc bản đồ và lĩnh vực Địa chất khoáng sản đã thực hiện nhiều công trình đo đạc trọng lực các cấp hạng, qua các thời kỳ khác nhau, cho đến nay, cơ bản số liệu đã phủ kín đồng bằng, trung du Việt Nam. Đối với trắc địa bản đồ cần phải có được số liệu trọng lực trên toàn lãnh thổ, mới đảm bảo cho việc giải quyết các bài toán về hệ quy chiếu, hệ tọa độ động quốc gia...

Ngay từ những năm hòa bình mới lập lại (1954), công tác trọng lực đã được triển khai ở miền Bắc nước ta. Dưới sự giúp đỡ của Liên Xô trước đây, Tổng cục Địa chất trước đây đã tiến hành đo trọng lực chi tiết với mục đích thăm dò khoáng sản ở miền Bắc nước ta. Đầu những năm 70 của thế kỷ trước, bản đồ trọng lực tỷ lệ 1/50.000 đã được thành lập ở một số khu vực phục vụ cho thăm dò khoáng sản nhưng quy mô nhỏ, phân tán và đặc biệt chưa được kết nối vững chắc trên cơ sở hệ thống trọng lực Quốc gia thống nhất có độ chính xác cao. Nhằm thiết lập hệ thống trọng lực thống nhất có độ chính xác cao, năm 1971, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định xây dựng hệ thống trọng lực hạng I, II trong phạm vị cả nước. Từ năm 1973, hệ thống trọng lực hạng I, II bắt đầu được xây dựng ở miền Bắc và sau ngày giải phóng miền Nam, nó được phát triển trong phạm vi cả lãnh thổ gồm đất liền và trên các đảo ở lãnh hải nước ta. Hệ thống trọng lực hạng I, II này đã là cơ sở để Tổng cục Địa chất xây dựng bản đồ trọng lực tỷ lệ 1/500.000 phủ trùm cả nước và bản đồ trọng lực tỷ lệ 1/50.000 phủ trùm Đồng bằng Bắc Bộ và Đồng bằng Nam Bộ. Các số liệu trọng lực trên đã làm cơ sở góp phần đánh giá tổng quan tình hình khoáng sản ở nước ta, nó cũng góp phần xây dựng trường trọng lực ở Việt Nam phục vụ cho các nghiên cứu về Trái đất và lãnh thổ nước ta trong thời gian trên. Để hiện đại hóa lưới trọng lực hạng I năm 1987 - 1988, với sự giúp đỡ của Liên Xô trước đây, chúng ta đã xây dựng và hiện đại hoá lưới trọng lực cơ sở và trọng lực hạng I với 4 điểm trọng lực cơ sở và 10 điểm trọng lực hạng I. 

Trong giai đoạn hiện đại hóa lưới trọng lực này đã làm tăng thêm độ tin cậy và độ chính xác của các giá trị trọng lực ở nước ta. Từ đó đến năm 2002, công tác trọng lực trắc địa gần như không được phát triển chỉ có công việc đo trọng lực chi tiết của Tổng cục Địa chất ở một số khu vực nhỏ còn được tiến hành. Công tác đo và sử dụng các số liệu trọng lực gần như bị lãng quên. Nhiều vấn đề quan trọng và bức xúc của công tác đo đạc bản đồ và các ngành kỹ thuật khác không được giải quyết vì thiếu số liệu trọng lực như: Chỉnh lý hệ thống độ cao Quốc gia về độ cao chuẩn; xây dựng mô hình Geoid độ chính xác cao ở Việt Nam, phục vụ cho nghiên cứu chính xác hình dạng, kích thước lãnh thổ trong phạm vi nước ta, khu vực và toàn cầu; Xây dựng trường trọng lực cục bộ chính xác ở từng khu vực và trên phạm vi lãnh thổ, phục vụ cho nghiên cứu cấu tạo và chuyển dịch của vỏ Trái đất, làm căn cứ để phát hiện động đất, giúp cho Nhà nước có các biện pháp phòng chống thiên tai, đảm bảo phát triển kinh tế và an toàn đời sống cho nhân dân. Các thành tựu trong công tác đo trọng lực 

Từ năm 2002, Viện Nghiên cứu Địa chính nay là Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã được Bộ TN&MT giao xây dựng và thực hiện dự án “Xây dựng và hoàn chỉnh hệ thống trọng lực Nhà nước” theo quyết định số 208/QĐ-BTNMT ngày 25/2/2003. Đây là một trong những dự án quan trọng của công tác điều tra cơ bản ở nước ta song song với các dự án điều tra cơ bản khác. Dự án trọng lực góp phần vào việc hoàn thiện các số liệu cơ bản của quốc gia mà các số liệu này sẽ phục vụ nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, nhiều mục đích..., từ đó đến nay, công tác trọng lực ở Việt Nam đã được quan tâm đúng mức. Sau gần 10 năm thực hiện dự án Hoàn chỉnh hệ thống trọng lực quốc gia, tháng 10/2012, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã xây dựng Báo cáo tổng kết đánh giá toàn bộ quá trình thực hiện dự án “Xây dựng và hoàn chỉnh hệ thống trọng lực Nhà nước” và đã được Bộ TN&MT đánh giá cao kết quả thực hiện, là một trong 10 sự kiện quan trọng của ngành TN&MT.

Các kết quả về hệ thống trọng lực đã thực hiên như sau: Lưới trọng lực đường đáy: Khôi phục 2 đường đáy Vĩnh Yên - Tam Đảo và TP. Hồ Chí Minh - Vũng Tàu với tổng số 15 điểm, độ chính xác của các cạnh đo trong đường đáy ±  0,02mgal. Lưới trọng lực cơ sở (trọng lực tuyệt đối): Tổng số điểm của lưới trọng lực cơ sở đã thi công là 11 điểm với độ chính xác đạt < ± 0,005mgal; Lưới trọng lực hạng I: Tổng số điểm đã thi công là 31 điểm, với độ chính xác xác định gia tốc trọng trường đạt < ± 0,02mgal. Lưới trọng lực vệ tinh của điểm trọng lực cơ sở và trọng lực hạng I: Gồm 44 điểm trọng lực vệ tinh của điểm trọng lực cơ sở và 62 điểm trọng lực vệ tinh của điểm trọng lực hạng I với độ chính xác cạnh đo trong lưới < ± 0,03mgal. Lưới trọng lực điểm tựa: tổng số điểm đã thi công là 548 điểm với độ chính xác đo cạnh đạt được là ± 0,088mgal và sai số trọng lực điểm yếu nhất mg = 0,078mgal. Đo trọng lực chi tiết: tổng số điểm trọng lực chi tiết là 10.614 điểm với độ chính xác đạt được của các cạnh đo < ± 1mgal. Xây dựng cơ sở dữ liệu trọng lực: trên cơ sở các số liệu trọng lực chi tiết đã thu thập được kết hợp với số liệu đã thi công trong dự án Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã xây dựng modul để quản lý tổng số 67.367 điểm phủ trùm một số khu vực trên lãnh thổ Việt Nam.

Các kết quả của dự án sẽ phục vụ đắc lực cho các lĩnh vực nghiên cứu về khoa học Trái đất như Trắc địa và Bản đồ, địa chất khoáng sản và lĩnh vực quân sự... Các số liệu trọng lực giúp các nhà khoa học giải quyết nhiều nhiệm vụ khoa học cơ bản của ngành như tính toán, xác định mặt Quasigeoid độ chính xác cao, xây dựng và hoàn chỉnh hệ thống tọa độ, độ cao quốc gia; nghiên cứu xác định biến thiên cục bộ của trường trọng lực Trái đất làm rõ nguyên nhân và quy mô của tác nhân gây ra sự thay đổi, biến động của bề mặt trái đất và cá tai biến tự nhiên như động đất, nước biển dâng, sự thay đổi của các dòng chảy; nghiên cứu chi tiết các lớp vật chất khoáng sản trong lòng quả đất phục vụ tìm kiếm khoáng sản và nghiên cứu xác định sự biến thiên cục bộ của trường trọng lực phục vụ dự báo tai biến thiên nhiên... Hiện nay, cùng với sự phát triển của công nghệ hiện đại trong công tác đo đạc trọng lực nói riêng, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đang hoàn thiện một số dự án đo trọng lực để phụ vụ phát triển kinh tế, an ninh quốc phòng. Đó là: Dự án: “Xây dựng mạng lưới điểm trọng lực tuyệt đối trên các đảo và ven bờ biển Việt Nam phục vụ công tác quan trắc độ dâng của mực nước biển trung bình”. Với dự án này, đến nay, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã thực hiện công tác đo trọng lực được 2 chu kỳ đo lặp. Dự kiến trong các năm tiếp theo chúng tôi sẽ thực hiện tiếp các chu kỳ đo lặp còn lại.

Năm 2017, Viện khoa học Đo đạc và Bản đồ đã được giao thực hiện một phần công việc trong dự án: “Xây dựng điểm trọng lực gốc, điểm trọng lực hạng I, II, III và trọng lực chi tiết, xây dựng mạng lưới độ cao hạng I bổ sung và đo lưới GPS thủy chuẩn quốc gia Campuchia” thuộc giai đoạn 2 của Dự án: ”Khôi phục và hoàn thiện hệ thống độ cao quốc gia Campuchia”. Cụ thể là: đo 2 điểm trọng lực cơ sở và 20 điểm trọng lực hạng I bằng phương pháp tuyệt đối. Đo 78 cạnh trong mạng lưới điểm trọng lực vệ tinh điểm cơ sở và điểm trọng lực vệ tinh của điểm hạng I. Đến nay, Viện đã hoàn thành khối lượng năm 2017 là: đo 2 điểm trọng lực cơ sở và 20 điểm trọng lực hạng I bằng phương pháp tuyệt đối. Đo 8 cạnh trong mạng lưới điểm trọng lực vệ tinh của điểm trọng lực cơ sở và đo 39 cạnh trong mạng lưới điểm trọng lực vệ tinh của điểm hạng I. Khối lượng còn lại sẽ hoàn thành trong năm 2018 theo kế hoạch được giao.

Trong các năm tới, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã được Bộ TN&MT giao thực hiện Dự án “Đo trọng lực cơ sở và vệ tinh của điểm trọng lực cơ sở giai đoạn 2016 - 2018 trong hệ thống trọng lực quốc gia phục vụ xác định sự thay đổi của trường trọng lực trên lãnh thổ Việt Nam” và bắt đầu thực hiện từ năm 2018.

Ngoài ra, Viện đã xây dựng dự án: “Bay đo trọng lực chi tiết bằng máy trọng lực hang không cho các vùng núi của Việt Nam”. Diện tích đo đạc trọng lực chi tiết khu vực rừng núi cao, biên giới của Việt Nam nơi chưa có số liệu trọng lực là 129.643 km2 (tương ứng với số lượng 5191 ô chuẩn trọng lực 5km x 5km) chiếm hơn 1/3 diện tích cả nước. Toàn bộ 5191 ô chuẩn còn lại trên các khu vực rừng núi cao ở vùng Đông Bắc, Tây Bắc và dọc dãy Trường Sơn, không có đường giao thông đi lại, như các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Điện Biên, Yên Bái, Hà Giang, Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai, Lâm Đồng, Bình Phước... là các khu vực có nhiều dị trường trong cấu trúc của vỏ Trái đất. Dựa trên điều kiện về khu vực đo trọng lực và điều kiện của các sân bay của Việt Nam, toàn bộ vùng núi được thiết kế chia thành 12 phân khu bay đo.

Trên cơ sở chức năng được giao và kinh nghiệm tích luỹ được thông qua việc thực hiện hàng loạt công việc quan trọng kể trên trong những năm vừa qua, tin rằng, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ hoàn toàn có đủ điều kiện để tiếp tục chủ trì phần việc khá phức tạp còn lại của công tác đo trọng hàng không ở vùng núi nước ta.
 

Hệ thống máy đo trọng lực của Viện hiện có: Hệ thống máy trọng lực đo biển ZLS, Hệ thống máy trọng lực tương đối ZLS của Mỹ, hệ thống đo trọng lực hàng không TAGS AIR 6 GRAVITY METER, Hệ thống máy đo trọng lực tuyệt đối FG5-x do hãng Micro-g Lacoste sản xuất cũng của Mỹ có độ chính xác rất cao.