แผ่นดินไหว

แผ่นดินไหว

ขอบคุณข้อมูลภายใต้ความร่วมมือนิตยสาร สสวท. กับเว็บไซต์วิชาการดอทคอม
ที่มา : นิตยสาร สสวท.

ปีที่ 35 ฉบับที่ 146 มกราคม - กุมภาพันธ์ 2550
สุทัศน์ ยกส้าน
ศ.ดร., ผู้เชี่ยวชาญพิเศษ สสวท. นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นสาขาฟิสิกส์ทฤษฏี พ.ศ. 2530
ภาคีสมาชิก ราชบัณฑิตยสถาน



แผ่นดินไหว

                                          

         แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติชนิดหนึ่ง ที่แผ่นดินมีการสั่นโดยอิทธิพลของแรงบางอย่างที่อยู่ใต้ผิวโลก ซึ่งเมื่อเหตุการณ์นี้เกิด คลื่นแผ่นดินไหวพุ่งกระจายไปสู่บริเวณทุกส่วนของโลก และถ้าการสั่นไหวของแผ่นดินเป็นไปอย่างรุนแรง อุปกรณ์ตรวจจับคลื่นที่อยู่ห่างออกไปไกลนับหมื่นกิโลเมตรก็ยังสามารถรับคลื่นแผ่นดินไหวได้
 
         ชาวกรีกสมัยโบราณกลัวเหตุการณ์แผ่นดินไหวมาก กวี Homer ของกรีกเคยเชื่อว่าแผ่นดินไหวเกิดจากการที่เทพเจ้า Poseidon แห่งท้องทะเลลึกทรงพิโรธ คนจีนโบราณคิดว่า แผ่นดินไหวเกิดเวลาพญามังกรที่อาศัยอยู่ใต้พื้นดินขยับตัว และส่งเสียคำราม ส่วนคนญี่ปุ่นเชื่อว่า เวลาเทพเจ้าแห่งปลาชื่ออ Namazu สะบัดหางเหตุการณ์แผ่นดินไหวจะเกิด แต่ Thales ผู้เป็นปราชญ์กรีกในสมัยพุทธกาลได้กล่าวโจมตีความเชื่อที่ว่า แผ่นดินไหวเกิดจากฝีมือเทพเจ้าที่สิงสถิตอยู่ใต้โลก โดยคิดว่าคลื่นในมหาสมุทรต่างหากคือสาเหตุที่ทำให้เกิดเหตุการณ์ แผ่นดินไหว
 
                                                    

         มนุษย์เริ่มเข้าใจปรากฎการณ์นี้ “ดี” เมื่อประมาณ 70 ปีมานี้เองโดยนักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าเวลาเกิดแผ่นดินไหว คลื่นแผ่นดินไหวทุกคลื่นจะเคลื่อนที่ออกจากจุด ๆ หนึ่งที่อยู่ใต้ดิน ซึ่งนักธรณีวิทยาเรียกจุดนี้ว่า จุดโฟกัส และตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือจุดโฟกัสตรง ๆ มีชื่อเรียกว่า epicenter และตามปกติ จุดโฟกัสของคลื่นแผ่นดินไหวมักจะอยู่ลึกใต้ผิวโลกลงไปประมาณ 15 กิโลเมตร แต่ในบางกรณีระยะลึกของจุดโฟกัสก็อาจมากถึง 400 กิโลเมตรก็มี นักธรณีวิทยาประมาณว่า ทุกวันจะมีเหตุการณ์แผ่นดินไหวเกิดขึ้นบนโลกประมาณ 1,000 ครั้ง แต่การที่คนส่วนมากไม่รู้สึก เพราะแผ่นดินสั่นแผ่วเบามาก เมื่อเหตุและผลเป็นเช่นนี้ นั่นก็หมายความว่า 50 % ของคลื่นแผ่นดินไหวอาจมีนักธรณีวิทยาตรวจรับได้ แต่อีก 50 % ที่เหลือซึ่งมักเกิดในบริเวณที่ไม่มีคนอาศัย จะไม่มีใครรู้สึกอะไรเคลื่อนไหวเลย

อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหว
 
                                                

         ในการตอบคำถามนี้เราต้องรู้โครงสร้างของโลกก่อนว่า โลกเรามีโครงสร้างเป็นชั้น ๆ คล้ายหัวหอม คือมีเปลือกนอกสุดห่อหุ้ม ซึ่งเปลือกนี้มีความหนาที่ไม่สม่ำเสมอ เช่น กรณีเปลือกโลกส่วนที่ห่อหุ้มทวีปจะหนาประมาณ 70 กิโลเมตร และเปลือกโลกส่วนที่อยู่ในท้องมหาสมุทร จะหนาประมาณ 10 กิโลเมตร ซึ่งความหนานี้คิดเป็น 0.6 % ของรัศมีโลกเท่านั้นเอง ลึกลงไปจากเปลือกโลกก็ถึงชั้นอีกชั้นหนึ่ง ที่เรียกว่า mantle ในการศึกษาสมบัติทางกายภาพของคลื่นแผ่นดินไหว พบว่ามันมีความเร็วที่ผิวโลกประมาณ 7.2 กิโลเมตร/วินาที แต่ความเร็วของคลื่นในชั้น mantle จะสูงกว่า คือ 8.2 กิโลเมตร/วินาที นอกจากนี้คลื่นแผ่นดินไหวยังแบ่งออกได้เป็นสองชนิด คือ คลื่น P และคลื่น S (P = primary ปฐมภูมิ ส่วน S = secondary ทุติยภูมิ) ซึ่งเวลาคลื่นทั้งสองชนิดผ่านไปในชั้นหินใต้ผิวโลก อนุภาคทั้งหลายในชั้นหินที่ถูกคลื่น P กระทบจะสั่นไปมาในแนวที่คลื่นพุ่งไป ดังนั้น ชั้นหินจึงตกอยู่ในสภาพถูกอัดบ้างและขยายตัวบ้าง สำหรับในกรณีของคลื่น S อนุภาคต่าง ๆ ในชั้นหินจะเคลื่อนที่ในแนวขึ้นลง ซึ่งตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ ของคลื่น ตามปกติคลื่น P  จะมีความเร็วมากกว่าคลื่น S  ดังนั้นการวัดเวลาที่คลื่นทั้ง P และ S เดินทางถึงเครื่องรับสัญญาณ ซึ่งตั้งอยู่ ณ ตำแหน่งต่าง ๆ บนผิวโลก จะทำให้นักธรณีวิทยารู้ทันทีว่า จุดโฟกัสของการระเบิดอยู่ที่ใด
 
                                               

         ปัจจุบันนักธรณีวิทยาเชื่อว่าปรากฎการณ์แผ่นดินไหวเกิดจากเหตุผลสองประการคือ จากการระเบิดของภูเขาไฟ และจาการปะทะกันหรือการแตกแยกจากกันของเปลือกโลก ความเข้าใจกลไกการเคลื่อนไหวของเปลือกโลก ทำให้นักธรณีวิทยาสามารถทำนายเวลาที่เหตุการณ์แผ่นดินไหวจะเกิดได้ดีขึ้น โดยเฉพาะในญี่ปุ่นที่ต้องมีหน่วยเตือนภัยแผ่นดินไหวซึ่งต้องใช้งบดำเนินการมากถึง 4,000 ล้านบาท/ปี แต่ก็นับเป็นเงินจำนวนที่น้อยนิดเมื่อเปรียบเทียบกับความเสียหายที่อาจเกิดตามมา

                                               

        การศึกษาประวัติการเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวในระยะเวลา 30 ปีที่ผ่านมานี้ แสดงให้เห็นว่าแผ่นดินไหวที่เมือง Kobe ในประเทศญี่ปุ่น เกิดเมื่อยามเช้าตรู่ของวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2538 และได้ทำลายบ้านไป 2,000 หลัง มีคนเสียชีวิต 6,000 คน และบาดเจ็บ 34,000 คน และที่เมือง Spitakในประเทศอาร์เมเนีย เมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2531 การเกิดเหตุในเวลาเช้า ทำให้ผู้คนไม่ทันระวังตัวจึงมีคนล้มตายถึง 25,000 คน และที่ประเทศเม็กซิโก ณ สถานที่ที่อยู่ห่างจาก Mexico City 400 กิโลเมตร เมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2528 กรณีนี้มีคนตาย 7,500 คน และค่าเสียหาย 20,000 ล้านบาท สำหรับรายที่รุนแรงที่สุด ได้แก่ เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ Tangshan ในประเทศจีน ในตอนกลางคืนของวันที่ 28 กรกฎาคม พ.ศ. 2519 ซึ่งทำให้คนเสียชีวิตกว่า 250,000 คน และบาดเจ็บร่วม 800,000  คน ความเสียหายมหาศาลครั้งนั้นได้ทำให้รัฐบาลจีนต้องใช้เวลานานกว่า  10 ปี จึงสร้าง Tangshan ให้คืนชีวิตได้อีกครั้งหนึ่ง เพราะการประเมินความเสียหายตามจำนวนชีวิตที่สูญเสียในลักษณะนี้ มิสามารถบอกความรุนแรงของเหตุการณ์ได้ทั้งหมด

                                                

         ดังนั้นในปี พ.ศ. 2178 C.F. Richter จึงได้เสนอวิธีระบุความรุนแรงของแผ่นดินไหวซึ่งทำให้ผู้คนรู้จักกันมาจนทุกวันนี้ โดย Richter ได้แบ่งสเกลความรุนแรงออกหลายระดับ เช่น ระดับ 2 แสดงว่า มีเสียงดังและเป็นภัยได้เท่ากับเหตุการณ์ถูกฟ้าผ่า ระดับ 4 แสดงว่า สร้างความเสียหายเล็กน้อย ระดับ 6 คือ รุนแรงเทียบเท่ากับการระเบิดของลูกระเบิดปรมาณูที่สหรัฐฯ ถล่ม Hiroshima และระดับ 8.5 คือ ระดับโลกแตก ดังนั้นกรณีเมือง Tangshan ซึ่งมีเหตุการณ์แผ่นดินไหว ระดับ 7.8 ในมาตร Richter แสดงว่า เมืองได้รับภัยเสียหายราวถูกระเบิดไฮโดรเจนถล่มทีเดียว

         ณ วันนี้ นักธรณีวิทยายังไม่ประสบความสำเร็จในการพยากรณ์ว่าเหตุการณ์แผ่นดินไหวจะอุบัติเมื่อไร ณ ที่ใด และรุนแรงเพียงใด อย่างแม่นยำเลย ดังนั้นในบางเวลาก็จะพบว่า แผ่นดินไหวได้เกิดในบางสถานที่ที่ไม่มีใครคาดคิดมาก่อน เมื่อสภาพแวดล้อมของสถานที่แต่ละแห่งบนโลกไม่เหมือนกันเลย ดังนั้นความเสียหายหรือความหายนะต่าง ๆ จึงไม่เคยเหมือนกัน

                                                 

         ถึงแม้นักธรณีวิทยาจะขาดความสามารถระดับดีมากในการพยากรณ์ภัยแผ่นดินไหวก็ตาม แต่เขาก็รู้พอสมควรว่า ก่อนจะเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวอย่างรุนแรง แผ่นดินจะสั่นไหวอย่างนุ่มนวลก่อน และโดยอาศัยการติดตั้งอุปกรณืดักฟังคลื่นแผ่นดินไหว ณ ตำแหน่งต่าง ๆ หลายแห่งสัญญาณทุกรูปแบบที่อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับจะถูกนำมาสังเคราะห์เพื่อให้รู้ตำแหน่ง เวลาและความเป็นไปได้ที่จะเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวในอนาคต

         สำหรับวิธีป้องกันภัยแผ่นดินไหวที่ดีที่สุดคือ การอพยพให้ทันเวลาก่อนที่ปฐพีจะถล่ม และทุกคนต้องหลีกเลี่ยงอันตรายตึกถล่มทับหรือไฟไหม้อาคาร และพยายามอยู่ในตึกที่ได้รับการออกแบบให้สามารถทนต่อการสั่นไหวของฐานตึกได้โดยไม่พังทลาย

                                                 

         ในสมัยโบราณเมื่อ 4,000 ปีก่อนนี้ ปรากฎการณ์แผ่นดินไหวได้ทำลายอารยธรรม Minoan บนเกาะ Crete ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนจนแหลกลาญ และได้เคยถล่มนครบาป Sodom และ Gomarrah จนสาปสูญแต่เราก็มั่นใจว่าในอนาคตอารยธรรมใด ๆ คงไม่สาปสูญ เพราะถูกเหตุการณ์แผ่นดินไหวถล่มเป็นแน่ ทั้งนี้เพราะประชากรของชาติต่าง ๆ มีมากคือ ไม่น้อยดังเช่นในอดีต แต่นั่นก็หมายความว่า การมีประชากรอาศัยอยู่ในเมืองอย่างหนาแน่นมาก และการมีตึกระฟ้ามาก จะทำให้คนตายมากเวลาแผ่นดินไหวรุนแรง

         สำหรับประเทศไทย กรณีที่มีผู้เสียชีวิตเนื่องจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวจนทำให้ผู้คนตายถึง 5,395 คนนั้นเกิดเมื่อวันที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2547 เมื่อแผ่นทวีปใต้ทะเล Sumatra – Andaman ได้สั่นไหวอย่างรุนแรงที่บริเวณเกาะ Simeulue ทางตะวันตกของ Sumatra ที่ระดับ 9.0 Richter ทำให้เกิดคลื่นสึนามิที่สูงถึง 30 เมตร พุ่งเข้าถล่มบริเวณเกาะภูเก็ต พังงา กระบี่ ตรัง และพัทลุง การสูญเสียชีวิตและทรัพย์สินที่มากมหาศาลในครั้งนี้ ทำให้คนไทยเรารู้จักและระมัดระวังตัวภัยแผ่นดินไหวดีขึ้นมาก

tags :

บทความอื่นๆ