Ngày 4/8/2020, thủ đô Beirut của Lebanon (Li-Băng) rung chuyển dữ dội sau vụ nổ khổng lồ ở một nhà kho gần bến cảng. Sức mạnh của vụ nổ mạnh tương đương một trận động đất cường độ 3,3 nhưng sức tàn phá lại khủng khiếp như một trận động đất lớn:
Ít nhất 130 người thiệt mạng, 5.000 người bị thương, 300.000 người không thể trở về nhà vì nhà cửa hư hỏng, gây thiệt hại kinh tế lên đến 15 tỷ USD - Thị trưởng Beirut - ông Marwan Abboud - nói với AFP ngày 6/8. Vài giờ sau khi xảy ra thảm họa này, CNN miêu tả, vụ nổ ở Beirut đã biến thành phố chìm trong một đống hỗn độn, khung cảnh kinh hoàng, tan hoang như 'ngày tận thế'.
Khung cảnh trung tâm vụ nổ ở Beirut (thủ đô Lebanon) nhìn từ trên cao. Ảnh: AFP
Các nhà chức trách Lebanon cho rằng 'thủ phạm' vụ nổ là hơn 2.750 tấn amoni nitrat (Ammonium nitrate, NH4NO3), một chất thường được sử dụng trong phân bón cũng như trong vật liệu nổ cho các dự án khai thác và xây dựng.
Gần 3 tấn amoni nitrat được cho là đã nằm ở các bến tàu từ năm 2013. Trong bài báo điều tra tựa đề "Vụ nổ ở Beirut: Truy tìm chất nổ xé toạc thủ đô" của tờ Al Jazeera (trụ sở tại Qatar) có đoạn: Hàng nghìn tấn amoni nitrat đã đến Beirut trên một con tàu chở hàng thuộc sở hữu của Nga sau khi con tàu gặp sự cố máy móc trên biển.
Tờ The New York Times cho biết, chuyến hàng cuối cùng đã bị bỏ lại và hàng hóa trên con tàu có chứa NH4NO3 được chuyển hết vào nhà chứa máy bay đến tận ngày nay, bất chấp việc các quan chức Lebanon yêu cầu xử lý trước đó ít nhất 6 lần.
1. Thảm họa từ NH4NO3
Theo điều tra của National Geographic, vụ nổ ở Beirut không phải là lần đầu tiên amoni nitrat phát nổ dẫn đến thảm họa làm rung chuyển thành phố thủ đô của Lebanon như thế. Kể từ năm 1916, hóa chất này đã gây ra ít nhất 30 vụ nổ lớn nhỏ khác nhau, một số do ngẫu nhiên và một số do cố ý. National Geographic liệt kê những vụ việc thương tâm, khốc liệt nhất:
- Năm 1947: Khung cảnh vụ nổ san bằng Beirut giống như những mô tả về một vụ nổ lớn năm 1947 ở thành phố Texas, bang Texas, Mỹ (về sau vụ nổ được gọi với tên Thảm họa thành phố Texas năm 1947). Khi đó, tàu SS Grandcamp — vận chuyển amoni nitrate, nhiên liệu và đạn dược — đã cập cảng trong tình trạng xuất hiện khói từ hầm hàng con tàu. Khoảng 2.100 tấn amoni nitrate phát nổ, lập tức giết chết 600 người (gồm người trên tàu và dưới bến tàu), khiến 5.000 người bị thương, phá hủy 500 ngôi nhà, khói đen nghi ngút trong nhiều ngày. Mỹ đánh giá, đây là vụ tai nạn công nghiệp chết nhiều người nhất trong lịch sử nước này và là một trong những vụ nổ phi hạt nhân lớn nhất lịch sử.
Thảm họa thành phố Texas năm 1947 khiến 600 người thiệt mạng. Ảnh: Jerry Maze / HP Staff
- Năm 1995: Vào tháng 4/1995, hai kẻ khủng bố người Mỹ Timothy McVeigh và Terry Nichols đã sử dụng 2 tấn hợp chất amoni nitrate trong một vụ đánh bom bằng xe tải vào tòa nhà liên bang thành phố Oklahoma, khiến 168 người thiệt mạng.
- Năm 2015: Cách đây 5 năm trước, ước tính 800 tấn amoni nitrat đã gây ra một vụ nổ kho hàng làm san bằng một phần cảng ở thành phố Thiên Tân, Trung Quốc, khiến 173 người thiệt mạng.
Hàng năm, thế giới sản xuất và lưu trữ một lượng lớn amoni nitrat — hơn 20 triệu tấn vào năm 2017. Nhưng để hợp chất này có thể tạo ra một vụ nổ lớn như thế này, các nhà hóa học và chuyên gia về chất nổ cho rằng các vụ nổ ít nhiều chứa sự sai lầm của con người, bởi vì:
Amoni nitrat sẽ chỉ tự phát nổ nếu nhiệt độ của nó nhanh chóng tăng lên 205 độ C.
So với hầu hết các vật liệu dễ cháy, bản thân amoni nitrat không phải là chất dễ nổ nhưng hợp chất này có thể gây ra các vụ nổ vì nó được sử dụng làm chất oxy hóa trong thuốc nổ.
2. Vậy, điều gì khiến cho amoni nitrat phát nổ?
Sự cháy cần oxy — đó là lý do tại sao bình chữa cháy có thể dễ dàng dập tắt ngọn lửa bằng cách bao phủ ngọn lửa, không cho tiếp xúc với oxy. Chất oxy hóa làm ngược lại: Chúng làm tăng lượng phân tử oxy tập trung trong một không gian, giúp cho các chất khác dễ cháy hơn.
Davin Piercey, một nhà hóa học tại Đại học Purdue (Mỹ), cho biết: "Amoni nitrat tinh khiết tương đối khó phát nổ trừ khi ta thêm chất xúc tác và đốt trong ngọn lửa khổng lồ.
Amoni nitrat sẽ chỉ tự phát nổ nếu nhiệt độ của nó nhanh chóng tăng lên đến 205 độ C. Bất kỳ loại nhiên liệu giàu carbon nào - như giấy, bìa cứng, hoặc thậm chí là đường - đều có thể kết hợp với amoni nitrat để tạo ra năng lượng mạnh hơn".
Lực lượng cứu hộ và dân phòng tập trung tại hầm chứa của cảng Beirut vào ngày 5/8/2020 sau hậu quả của một vụ nổ lớn ở thủ đô Lebanon. Ảnh: AFP
"Nếu amoni nitrat ở Beirut được lưu trữ trong các thùng bằng gỗ hoặc bìa cứng, nó sẽ khiến chất này trở nên cực kỳ dễ cháy. Tích tụ một lượng lớn amoni nitrat cho phép chứa nhiều nhiệt hơn khi hỗn hợp cháy. Thêm đủ chất oxy hóa vào đám cháy, nó sẽ gây ra vụ nổ lớn." - Jimmie Oxley, một nhà hóa học tại Đại học Rhode Island (Mỹ), nhận định.
Mặc dù amoni nitrat lần đầu tiên được tổng hợp vào năm 1659 bởi nhà hóa học người Đức Johann Rudolf Glauber (1604 – 1670), nhưng chất hóa học này đã không được sử dụng trong chất nổ cho đến Thế chiến I, khi các nhà sản xuất vũ khí trộn nó với TNT để tạo ra bom rẻ hơn.
Quay lại vụ nổ ở Beirut, National Geographic cho biết, sóng xung kích di chuyển nhanh hơn tốc độ âm thanh; video trên điện thoại di động cho thấy tác động của sóng xung kích quét qua thành phố vài giây trước khi âm thanh vụ nổ vang lên.
Các bức ảnh ghép từ đoạn phim quay từ một tòa nhà văn phòng vào thời điểm một vụ nổ lớn làm rung chuyển Beirut ngày 4/8bcho thấy một quả cầu lửa phát nổ trong khi khói bốc lên nghi ngút tại cảng thủ đô Lebanon. Ảnh AFP
Sử dụng toán học đi tiên phong trong những năm 1940 để suy ra năng suất của bom nguyên tử , các chuyên gia có thể phân tích video về sóng xung kích để có được những ước tính sơ bộ về tổng năng lượng của một vụ nổ và khối lượng vật chất nổ tung. Bằng cách so sánh kích thước của vụ nổ với các tòa nhà gần đó, video về vụ nổ ở Li-Băng cho thấy rằng trong 1/8 giây sau khi vụ nổ xảy ra, sóng xung kích hình cầu của nó đã phát triển rộng tới khoảng 244 mét.
Bằng phương pháp này, những nhà quan sát ước tính sức mạnh của vụ nổ ở Beirut tương đương từ 400 đến 3.000 tấn TNT. Jeffrey Lewis, một chuyên gia kiểm soát vũ khí tại Viện Nghiên cứu Quốc tế Middlebury (Mỹ), ước tính con số đương lượng nổ là gần 400 tấn TNT. Để so sánh, quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima, Nhật Bản, vào năm 1945 có sức công phá ít nhất là 13.000 tấn TNT.
Một số tin đồn trên mạng suy đoán rằng do amoni nitrat được để trong nhà kho trong vài năm, nó đã bị phân hủy, trở nên dễ bay hơi và ngày càng nguy hiểm theo thời gian. Nhưng David Chavez, một nhà khoa học chất nổ tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos ở New Mexico, Mỹ nghi ngờ nhận định đó. Ông nói: “Amoni nitrat không bị phân hủy theo thời gian trong điều kiện bảo quản bình thường.
Xét về hậu quả lâu dài, vụ nổ khiến không khí của Beirut tràn ngập các hạt vật chất mịn - một trong những dạng ô nhiễm không khí phổ biến nhất. Hơn nữa, sự phân hủy của amoni nitrat có thể tạo ra các sản phẩm phụ được gọi là oxit nitơ, gây suy hô hấp. Các vấn đề sức khỏe khác, tương tự như những gì đã thấy sau sự kiện ngày 11/9 ở Mỹ, có thể xuất hiện do các tòa nhà và đường xá bị tàn phá trên diện rộng.
Bài viết sử dụng nguồn: National Geographic
* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây.