The Science of Earthquakes : ศาสตร์เรื่องแผ่นดินไหว [หน้า 2/2]

The Science of Earthquakes : ศาสตร์เรื่องแผ่นดินไหว [หน้า 2/2]

เครื่องบันทึกวัดแผ่นดินไหว (Seismograph)

ขนาดและความสั่นสะเทือน ของแผ่นดินไหว ทุกครั้งเกิดแผ่นดินไหว มีรายงานแจ้งขนาดจากการวัดค่าสั่นสะเทือน โดยขนาด ของแผ่นดินไหวขึ้นอยู่กับ ขนาดของรอยเลื่อน รวมถึงทั้งหมดของการลื่นไถลซึ่ง อาจยาวหลายกิโลเมตรและลึกลงไปใต้ผิวโลก ขนาด (Magnitude) เป็นปริมาณที่มีความสัมพันธ์กับ พลังงานที่พื้นโลกได้ปลด ปล่อยออกมา ในรูปของการสั่นสะเทือน คำนวณได้จากการตรวจวัดค่าความสูง ของคลื่นแผ่นดินไหว (Amplitude) ที่บันทึกได้ด้วย เครื่องบันทึกวัดแผ่นดินไหว (Seismograph) ดังนั้นขนาดแผ่นดิน ไหวแต่ละครั้งจึงมีได้เฉพาะค่าเดียวที่บ่งชี้ ขนาด ณ บริเวณจุดศูนย์กลาง ในปัจจุบันมีด้วยกันหลายประเภท เช่น ขนาดแผ่นดินไหวตาม มาตราริกเตอร์ (Richter magnitude scale) คือ การที่ คลื่นของแผ่นดินไหว (Seismic wave) หรือ คลื่นที่ทำให้เกิดอาการสั่นสะเทือน จากแผ่นดินไหวส่งผ่านมายังผิวโลก แล้วบันทึกไว้ด้วเครื่องบันทึกวัดแผ่นดินไหว (Seismograph) ในรูปของกราฟแผ่นดินไหว (Seismogram) กราฟแผ่นดินไหว เป็นเส้นขึ้นลงสลับกัน แสดงถึงอาการสั่นสะเทือนใต้พื้นดิน เครื่องมือวัดแผ่นดินไหวที่มีความไวสูง สามารถรับคลื่นที่เกิดจากแผ่นดินไหวที่ รุนแรงได้ทุกแห่งในโลก เครื่องวัดแผ่นดินไหว สามารถคำนวณหาเวลา ตำแหน่ง และขนาดของแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น ณ สถานีวัดแผ่นดินไหวแห่งใดแห่งหนึ่งได้ การใช้หน่วยของขนาดแผ่นดินไหวตาม มาตราริกเตอร์ (Richter magnitude scale) จึงเป็นการบอกและจำแนกขนาดของแผ่นดินไหว มิได้เป็นหน่วยวัดเพื่อ แสดงผลความเสียหายที่เกิดขึ้น ขนาดของ มาตราริกเตอร์ (Richter magnitude scale) ถ้าค่าต่างกัน 1 ระดับจะ มีพลังงานต่างกัน 31 เท่ากล่าวคือ ระดับ 4 จะมีระดับ ความสั่นสะเทือนเสียหาย มากกว่าระดับ 3 ถึง 31 เท่า คลื่นแผ่นดินไหวเกิดขึ้นในแต่ละครั้ง เมื่อวิ่งผ่านพื้นดินที่เป็นหิน หรือดินต่างชนิด กันจะส่งผลกระทบต่อพื้นที่นั้นๆ ไม่เท่ากัน หากพื้นที่นั้นรองรับ ด้วยชั้นดินโคลน (Soft Mud) คลื่นแผ่นดินไหวจะมีการขยายคลื่น ให้มีความรุนแรงมากขึ้น 2 - 3 เท่า เมื่อเทียบกับ ชั้นหินแข็ง (Bedrock)

กราฟการไหวสะเทือน จากเครื่องบันทึกวัดแผ่นดินไหว

ตารางแสดง ขนาดแผ่นดินไหวตาม มาตราริกเตอร์ (Richter)

Richter scale no จำแนกขนาดแผ่นดินไหว ( USGS) น้อยกว่า 3.0 แผ่นดินไหวขนาดเล็ก มาก (Micro) 3.0 - 3.9 แผ่นดินไหวขนาดเล็ก (Minor) 4 - 4.9 แผ่นดินไหวขนาดค่อน ข้างเล็ก (Light) 5 - 5.9 แผ่นดินไหวขนาด ปานกลาง (Moderate) 6 - 6.9 แผ่นดินไหวขนาด ค่อนข้างใหญ่ (Strong) 7.0 - 7.9 แผ่นดินไหวขนาด ใหญ่(Major) > 8.0 แผ่นดินไหวใหญ่มาก (Great)

กราฟแผ่นดินไหว เป็นเส้นขึ้นลงสลับกัน แสดงถึงอาการสั่นสะเทือนใต้พื้นดิน

สำหรับความรุนแรงในการเกิดแผ่นดินไหว และแสดงผลกระทบสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลก สามารถใช้มาตราเมอคัลลี่ที่ ปรับปรุงแล้ว (Modified Mercalli) ซึ่งกำหนดได้จาก ความรู้สึกของอาการที่ ตอบสนองของผู้คน การเคลื่อนที่ของเครื่องเรือน เครื่อง ใช้ในบ้าน จนถึงขั้นที่ทุกสิ่งทุกอย่างพังพินาศ ความรุนแรงของแผ่นดินไหว มาตราวัดความรุนแรง มาตราเมอร์คัลลี่ที่ ปรับปรุงแล้ว (Modified Mercalli (MM) Intensity Scale) มี 12 ระดับ ใช้หน่วยระดับเป็นตัวเลขโรมัน ดังนี้

The Modified Mercalli Scale

I Instrumental เป็นอันดับที่อ่อนมาก ตรวจวัดได้โดยเครื่องมือ ตรวจแผ่นดินไหวเท่านั้น ผู้คนไม่สามารถรู้สึกได้ II Weak รู้สึกได้เฉพาะบางคนที่อยู่นิ่ง ๆ โดยเฉพาะผู้ที่อยู่ในอาคารชั้นบน สิ่งของบอบบาง ประณีต กระจุ๋มกระจิ๋มที่แขวนไว้อาจแกว่งไกวได้ III Slight ผู้ที่อยู่ในอาคารจะรู้สึกค่อนข้างชัดว่ามีแผ่นดินไหว โดยเฉพาะ ผู้ที่อยู่ชั้นบนๆ แต่คนส่วนใหญ่ยังไม่ทราบว่ามีแผ่นดินไหวเกิดขึ้น รถยนต์ที่จอดอยู่ อาจขยับเขยื้อนได้บ้างเล็กน้อย การสั่นสะเทือนคล้ายๆ เมื่อมีรถยนต์บรรทุกแล่นผ่าน สามารถกำหนดระยะเวลา ของการสั่นไหวได้ IV Moderate ถ้าเกิดในเวลากลางวัน ผู้ที่อยู่ในบ้านจะรู้สึกได้ แต่ผู้ที่อยู่นอกบ้าน มีผู้รู้สึกว่าเกิดแผ่นดินไหวน้อยคน ถ้าเป็นตอนกลางคืนผู้ที่นอนหลับอยู่จะตกใจตื่น ถ้วยชามจะขยับ หน้าต่าง ประตู จะสั่น ฝาผนังจะมีเสียงลั่น มีความรู้สึกคล้าย ๆ กับรถยนต์บรรทุกของหนัก ชนอาคาร รถยนต์ที่จอดอยู่สั่นไหวสังเกตได้ชัดเจน V Rather Strong เกือบทุกคน รู้สึกว่ามีแผ่นดินไหวเกิดขึ้น หลาย ๆ คนตื่นตระหนก ถ้วยชามตกแตก หน้าต่างพัง สิ่งของที่ตั้งไม่มั่นคงล้มคว่ำ นาฬิกาที่ใช้ลูกตุ้มอาจหยุดเดิน VI Strong รู้สึกว่าเกิดแผ่นดิน ไหวกันได้ทุกคน หลาย ๆ คนตกใจ วิ่งออกจากบ้าน เครื่องประดับบ้านหนักๆ บางชิ้นเคลื่อนได้ กรณีน้อยมากที่ปูนฉาบผนัง จะล่วงหล่นลงมาความเสียหาย ยังจัดว่าเล็กน้อย VII Very Strong ในอาคารที่ออกแบบและ ก่อสร้างไว้ดีจะเสียหายเล็กน้อยมาก ส่วนอาคารก่อสร้างไว้ดีตามปกติจะเสียหายเล็กน้อยถึงปานกลาง อาคารที่ก่อสร้างและออกแบบไว้ไม่ดีจะเสียหายค่อนข้างมาก ปล่องไฟบางปล่องแตกหัก VIII Destructive สิ่งก่อสร้างที่ออก แบบไว้ดีเป็นพิเศษจะเสียหายเล็กน้อย อาคารที่สร้างอย่างมั่นคงตามปกติจะเสียหายค่อนข้างมาก และบางส่วนอาจพังทลายลงมาด้วย สำหรับสิ่งก่อสร้างที่สร้างอย่างไม่สมบูรณ์ จะเสียหายใหญ่หลวง ปล่องไฟ บ้านโรงงาน เสาหิน อนุสาวรีย์กำแพงจะหักล้มพังลงมา IX Violent สิ่งก่อสร้างที่ออก แบบดีเป็นพิเศษ เสียหายมาก โครงของสิ่งก่อสร้าง ที่ออกแบบไว้ดี เสียศูนย์หมด อาคารที่มั่นคงเสียหายมาก ซึ่งบางส่วนพังทลายลงมาด้วย ตัวอาคารต่างๆ ขยับเคลื่อนออกจากฐานรากเดิม X Intense อาคารไม้ที่ก่อสร้าง ไว้อย่างดีบางหลังถูกทำลาย สิ่งก่อสร้างที่ก่อด้วยปูน และมีส่วนโครงพังทลาย พร้อมกับฐานรากด้วย รางรถไฟบิดงอไปบ้าง XI Extreme สิ่งก่อสร้างที่ก่อด้วยปูน ถ้ามีจะยังคงเหลือตั้งอยู่ ได้น้อยมาก สะพานถูกทำลาย ทางรถไฟบิดงอมาก XII Cataclysmic เสียหายหมดทุกสิ่ง ทุกอย่าง แนวและระดับต่างๆ บิดเบี้ยวหมด วัตถุทุกอย่าง กระดอนกระเด็นปลิวขึ้นไปในอากาศ

การเปรียบเทียบขนาดแผ่นดินไหว และผลความรุนแรง

Richter scale Mercalli intensity scale น้อยกว่า 3.0 I-II ประชาชนไม่รู้สึก ตรวจวัดได้เฉพาะเครื่องมือ 3.0 - 3.9 III คนอยู่ในบ้านเท่านั้นรู้สึก 4 - 4.9 IV-V ประชาชนส่วนใหญ่รู้สึกได้ 5 - 5.9 VI-VII ประชาชนทุกคนรู้สึก และอาคารเสียหาย 6 - 6.9 VII-VIII ประชาชนตื่นตกใจ และอาคารเสียหายปานกลาง 7.0 - 7.9 IX-X อาคารเสียหายอย่างมาก > 8.0 XI-XII อาคารเสียหายเกือบทั้งหมด

บริเวณระบาบรอยเลื่อน ทางทิศตะวันตกของประเทศไทย

ประเทศไทยเกี่ยวข้องกับแผ่นดินไหวหรือไม่ ทางด้านตะวันตกของประเทศไทย เป็นบริเวณที่มี Plane (แ่ผ่นระนาบรอยเลื่อน) จำนวน 2 แผ่น คือ แผ่นอินเดีย-ออสเตรเลียเพลต (India-Australian Plate) มุดตัวลงไปใต้ แผ่น ยูเรเซียเพลต (Eurasia Plate) ทำให้เปลือกโลกบริเวณนี้มี พลังและมีการเคลื่อนตัว มีการเกิดแผ่นดินไหวมาอย่างต่อเนื่องยาวนาน โดยมีข้อมูลบันทึกไว้ ในการเกิดแผ่นดินไหว บริเวณรอยเลื่อน ในประเทศไทยไว้ดังนี้ รอยเลื่อนแม่จัน ยาวประมาณ 130 กม. ---------------------------------------- ตั้งแต่ปี 2521 ขนาด >3 ริคเตอร์ เกิดตามแนวรอยเลื่อนนี้ 10 ครั้ง 3 ครั้ง มีขนาด >4.5 ริคเตอร์ โดยเฉพาะวันที่ 1 กันยายน 2521 มีขนาด >4.9 ริคเตอร์ รอยเลื่อนแพร่ ยาวประมาณ 115 กม. -------------------------------------- รอบ 10 ปีที่ผ่านมา ขนาด 3.4 ริคเตอร์ มากกว่า 20 ครั้ง ล่าสุด ขนาด 3 ริคเตอร์ เมื่อ 10 กันยายน 2533 รอยเลื่อนแม่ทา ยาวประมาณ 55 กม. -------------------------------------- การศึกษาอย่างละเอียดเฉพาะ ในปี 2521 มีแผ่นดินไหวขนาดเล็ก อยู่หลายครั้ง รอยเลื่อนเถิน ยาวประมาณ 90 กม. ------------------------------------ 23 ธันวาคม 2521 เกิดแผ่นดินไหวขนาด 3.7 ริคเตอร์ รอยเลื่อนเมย-อุทัยธานี ยาวประมาณ 250 กม. ----------------------------------------------- 23 กันยายน 2476 ไม่ทราบขนาด 23 กุมภาพันธ์ 2518 ขนาด 5.6 ริคเตอร์ รอยเลื่อนเจดีย์สามองค์ ยาวประมาณ 250 กม. ----------------------------------------------- ตามลำน้ำแควน้อย และต่อเข้าไปเป็น รอยเลื่อนสะแกงในประเทศพม่า เกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็ก หลายพันครั้ง รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์ ยาวประมาณ 500 กม. ------------------------------------------ รอบ 10 ปีที่ผ่านมา มีแผ่นดินไหวขนาดเล็ก เกิดขึ้นหลายร้อยครั้ง เมื่อ 22 เมษายน 2526 ขนาดใหญ่ที่สุด 5.9 ริคเตอร์ รอยเลื่อนระนอง ยาวประมาณ 270 กม. ---------------------------------------- 30 กันยายน 2521 มีขนาด 5.6 ริคเตอร์ รอยเลื่อนคลองมะรุ่ย ยาวประมาณ 150 กม. --------------------------------------------- มีรายงานเกิดแผ่นดินไหว 16 พฤษภาคม 2476, 7 เมษายน 2519, 17 สิงหาคม 2542, 29 สิงหาคม 2542

Active Fault (รอยเลื่อนมีพลัง)

บริเวณที่มีโอกาสเกิดแผ่นดินไหว ในบริเวณที่เป็นแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว จะมีปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเวียนเกิด ซ้ำ ของแผ่นดินไหว (Return Period) โดยแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จะมีการเวียน เกิดซ้ำยาวนาน โดยทั่วไป เมื่อเกิดแผ่นดินไหว ณ ที่แห่งใดแห่งหนึ่ง และส่งพลังงานออกไปรอบ ทิศ ค่าพลังงานของความสั่นสะเทือน จะลดทอนลงตามระยะทาง (Attenuation of Ground motion) ปัจจัยที่ทำให้เกิดการลดทอน ของพลังงาน ได้แก่ เส้นทาง เดินของคลื่นความสั่นสะเทือน ความลึกของแผ่นดินไหว ทิศทางการวางตัวของ รอยเลื่อน และสภาพธรณีวิทยา แต่บางครั้งพลังงาน อาจขยายมากขึ้นเมื่อเดินทางผ่าน บริเวณที่เป็นดินอ่อนเนื่อง จากมีความไวต่อการเคลื่อนที่ได้ดีกว่า ดังนั้นจึงมีปรากฏการณ์ของความเสียหาย ไม่เท่าเทียมกันของบริเวณต่างๆ แม้ว่าเกิดแผ่นดินไหวเหตุการณ์เดียวกัน บางครั้ง สำหรับบริเวณที่ห่างจาก ศูนย์กลางแผ่นดินไหวมากกว่า อาจได้รับความเสียหาย มากกว่า บริเวณที่ใกล้ศูนย์กลางแผ่นดินไหว แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว หรือบริเวณตำแหน่ง ศูนย์กลางแผ่นดินไหวส่วนใหญ่ จะอยู่ตรงบริเวณ แนวแผ่นดินไหวของโลก ตรงบริเวณขอบของแผ่นเปลือกโลก กรณีของประเทศไทย แนวแผ่นดินไหวโลกที่ใกล้ๆ คือ แนวในมหาสมุทรอินเดีย สุมาตรา ประเทศพม่า แนวรอยเลื่อนต่างๆ ที่เกิดขึ้นในเขตประเทศไทย แนวรอย เลื่อนในประเทศเพื่อนบ้าน พม่า จีนตอนใต้ สาธารณรัฐประชาชนลาว จากสถิติอดีตประเทศไทยจัดว่าอยู่ใน บริเวณที่มีความเสี่ยงภัยแผ่นดินไหวน้อย กว่าบริเวณอื่นๆ ของโลก แต่มิได้หมายความว่า ประเทศไทยปลอดภัยจากภัย ของแผ่นดินไหว

แผ่นดินไหว รอยเลื่อน Denali Fault ใน Alaska ซึ่งไม่เป็นข่าว เพราะไม่กระทบต่อชุมชนมนุษย์

แผ่นดินไหว เกิดรอยแยกยาว บริเวณรัฐ California ซึ่งไม่เป็นข่าว เพราะไม่กระทบต่อชุมชนมนุษย์

สามารถทำนายแผ่นดินไหวได้หรือไม่ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ยังไม่มีวิธีใดๆ ที่จะทำนายแผ่นดินไหวได้ล่วงหน้า ที่ผ่าน มามีความพยายาม ทดสอบในหลายวิธี ซึ่งทั้งหมดไม่ประสบความสำเร็จ เหตุผล เพราะเปลือกโลกมีรอยแยกมากมาย สร้างเงื่อนไขเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โดย นักวิทยาศาสตร์ เพียงอาจทราบได้ล่วงหน้าว่าอาจเกิดขึ้น แต่ขณะนี้ยังไม่มีทางรู้ ว่าจะเกิดขึ้นเมื่อใด แผ่นดินไหวเกิดขึ้นบ่อยครั้งและรุนแรงกว่าเดิม มักเป็นคำกล่าวที่พบเห็นเสมอ โดยความเป็นจริง ค่าเฉลี่ยการเกิด และความรุนแรง แสดงผลขึ้นเป็นระยะๆ ที่ ผ่านมา ปัจจัยสำคัญคือ ในอดีตจำนวนประชากรโลกน้อย มักไม่ได้ใช้พื้นที่บน โลกหนาแน่นเช่นปัจจุบัน การเกิดแผ่นดินไหวอาจไม่ได้ส่งผลกระทบต่อชุมชน มากนัก ในวันนี้หลายชุมชนได้ขยายตัว บางพื้นที่อาศัยอยู่บนรอยเลื่อนของเปลือกโลก และสงบนิ่งยาวนานมาระยะหนึ่ง เมื่อเกิดเหตุการณ์ขึ้น จึงสร้างความเสียหายต่อ ชีวิตและสิ่งก่อสร้างได้ต่างจากเดิมในอดีต และกลายเป็นข่าวที่น่าตกใจเพราะมี มีความเสียหายร้ายแรงมากขึ้น คำถามที่สร้างความงุนงง มักกล่าวกันว่าแผ่นดินไหวเกี่ยวข้องกับ สภาพอากาศโลกแปรปรวนหรือบางกรณี เกี่ยวข้องกับสัตว์อพยพ อาจบอกถึงการเกิดแผ่นดินไหวล่วงหน้าได้ แม้แต่การคิดวิธีทำนายของมนุษย์ในหลายกรณี เช่น เมื่อหลายปีมากแล้วได้มี นักธรณีวิทยาชาวอเมริกัน ใช้ข้อมูลการโคจรของดวงจันทร์ ส่งผลแรงดึงดูดต่อ โลก นำมาช่วยการพยากรณ์เรื่องการเกิดแผ่นดินไหวล่วงหน้า ปรากฎว่า มีความ ถูกต้อง 2 ครั้ง แต่หลังจากนั้นไม่มีรายงานใดๆเพิ่มเติม แน่นอนว่าในขณะนี้ ยังไม่มีหลักเกณฑ์เช่นนั้น ในศาสตร์เรื่องของแผ่นดินไหว อย่างไรก็ตาม แต่ถ้าทั้งหมดนั้นเป็นเหตุสามารถ บอกเรื่องแผ่นดินไหวล่วงหน้า ได้ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถเข้าใจว่า มีวิธีการทำได้อย่างไร

References: U.S. Geological Survey Eathquake Information Bulletin Vol. 13, No. 14 กรมทรัพยากรธรณี กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ สำนักเฝ้าระวังแผ่นดินไหว กรมอุตุนิยมวิทยา MATTER Project, The University of Liverpool