ความรู้เรื่องแผ่นดินไหว

       ปรากฎการณ์แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติชนิดหนึ่งที่พื้นดินมีการ สั่นไหว ด้วยอิทธิพลบางอย่างที่อยู่ใต้ผิวโลก ซึ่งเมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ คลื่นใต้แผ่นดินจะพุ่งไปสู่บริเวณทุกส่วนของโลก และถ้าการสั่นไหวของแผ่นดินรุนแรง อุปกรณ์ตรวจจับคลื่นที่อยู่ห่างไกลออกไปนับหมื่นกิโลเมตร ก็ยังสามารถรับคลื่นแผ่นดินไหวได้

              
       ผู้คนในสมัยโบราณมีความกลัวเหตุการณ์แผ่นดินไหวมาก กวีโฮเมอร์ของกรีกเชื่อว่าแผ่นดินไหวเกิดจากการที่เทพเจ้า "โพเซดอน” แห่งท้องทะเลลึกทรงพิโรธ ขณะที่คนจีนโบราณคิดว่า แผ่นดินไหวเกิดขึ้นเมื่อพญามังกรที่อาศัยอยู่ใต้พื้นดินขยับและเคลื่อนไหวลำ ตัว พร้อมกันนั้นก็ได้ส่งเสียงคำรามด้วย ส่วนคนญี่ปุ่นนั้นเชื่อว่า เวลาเทพเจ้าแห่งปลาชื่อ "นามาซึ” สะบัดหางไปมาจะทำให้เกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหว แต่ เธลิส (Thales) ผู้เป็นปราชญ์กรีกในสมัยพุทธกาลได้กล่าวโจมตีความเชื่อที่ว่า อะไรก็ตามที่เกิดจะต้องมีเทพเจ้าสิงสถิตอยู่ภายใน โดยเขาคิดว่า การไหลของคลื่นในมหาสมุทรอย่างรุนแรงต่างหากที่เป็นต้นเหตุทำให้เกิด เหตุการณ์แผ่นดินไหว

    
       มนุษย์เริ่มเข้าใจปรากฏการณ์ใต้ดินนี้ "ดี" ขึ้นเมื่อประมาณ 20 ปีมานี้เอง โดยได้พบว่าเวลาเกิดแผ่นดินไหว คลื่นแผ่นดินไหวทุกคลื่นจะดูเสมือนเคลื่อนที่ออกมาจากตำแหน่งหนึ่งใต้ดิน ซึ่งนักธรณีวิทยาเรียกตำแหน่งดังกล่าวนี้ว่า “จุดโฟกัส” และตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือจุดโฟกัสเรียกว่า “อีพิเซ็นเตอร์” (epicenter) และตามปกตินั้นจุดโฟกัสของคลื่นแผ่นดินไหวมักจะอยู่ลึกใต้โลกลงประมาณ 15 กิโลเมตร แต่ในบางกรณีระยะลึกของจุดโฟกัสอาจจะมากถึง 400 กิโลเมตรก็มี

สาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหว 

    สาเหตุ ของการเกิดแผ่นดินไหวนั้นจัดแบ่งได้ 2 ชนิด ชนิดที่หนึ่ง เกิดจากการกระทำของมนุษย์ ได้แก่ การทดลองระเบิดปรมาณู การกักเก็บน้ำในเขื่อนและแรงระเบิดของการทำเหมืองแร่ เป็นต้น ชนิดที่สองเป็นแผ่นดินไหวจากธรรมชาติ ซึ่งมีทฤษฎีกลไกการเกิดแผ่นดินไหวอันเป็นที่ยอมรับกันในปัจจุบัน 2 ทฤษฎี คือ

       1. ทฤษฎีที่ว่าด้วยการขยายตัวของเปลือกโลก (Dilation source theory) อันเชื่อว่าแผ่นดินไหวเกิดจากการที่เปลือกโลกเกิดการคดโค้งโก่งงออย่างฉับ พลัน และเมื่อวัตถุขาดออกจากกันจึงปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปคลื่นแผ่นดินไหว

       2. ทฤษฎีที่ว่าด้วยการคืนตัวของวัตถุ (Elastic rebound theory) เชื่อว่าแผ่นดินไหวเกิดจากการสั่นสะเทือนอันเป็นเหตุผลมาจากการเคลื่อนตัว ของรอยเลื่อน (Fault)

       โลกเรานั้นมีโครงสร้างเป็นขั้นๆ คล้ายหัวหอม คือมีเปลือกนอกสุดห่อหุ้ม ซึ่งเปลือกนี้มีความหนาที่ไม่สม่ำเสมอ เช่น กรณีเปลือกโลกที่เป็นทวีปจะหนาประมาณ 70 กิโลเมตร และเปลือกโลกส่วนที่อยู่ท้องมหาสมุทรจะหนาประมาณ 10 กิโลเมตร ซึ่งคิดเป็น 0.6% ของรัศมีโลกเท่านั้นเอง   

       ลึกลงไปจากเปลือกโลกก็ถึงชั้นของโลกอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า “เนื้อโลก” (mantle) ตามปกติคลื่นแผ่นดินไหวในเปลือกโลกจะมีความเร็วประมาณ 7.2 กิโลเมตร/วินาที แต่ความเร็วของคลื่นในชั้นเนื้อโลก จะสูงกว่าคือ 8.2 กิโลเมตร/วินาที
      
       นอกจากนี้คลื่นแผ่นดินไหวยังแบ่งออกเป็น 2 ชนิดได้แก่ คลื่นปฐมภูมิ (พี : P – primary) และ คลื่นทุติยภูมิ (เอส : S - secondary) ซึ่งเวลาคลื่นทั้งสองชนิดเคลื่อนที่ผ่านไป ในชั้นหินใต้ผิวโลก อนุภาคต่างๆ ในชั้นหินที่ถูกคลื่นพีกระทบจะสั่นไปมาในแนวที่คลื่นพุ่งไป ดังนั้น ชั้นหินจึงตกอยู่ในสภาพถูกอัดและขยายตัว 
       
        
       ส่วนในกรณีของคลื่นเอสนั้น อนุภาคต่างๆ ในชั้นหินจะเคลื่อนที่ในแนวขึ้นลงที่ตั้งฉากกับทิศการพุ่งไปของคลื่น คลื่นพีนั้นตามปกติจะมีความเร็วมากกว่าคลื่นเอส ดังนั้น การวัดเวลาที่คลื่นทั้งพีและเอสเดินทางถึงเครื่องรับสัญญาณ ซึ่งอยู่ที่ตำแหน่งต่างๆ บนผิวโลกจะทำให้นักธรณีวิทยารู้ทันทีว่าจุดโฟกัสของการระเบิดอยู่ที่ใด
               อย่างไรก็ดี คลื่นพีสามารถเดินทางจากซีกโลกหนึ่งไปยังอีกซีกโลกหนึ่ง ในเวลาประมาณ 20 นาที ผ่านส่วนต่างๆ ภายในโลกได้ทุกส่วน ขณะที่คลื่นเอสเดินทางผ่านส่วนที่เป็นของเหลวไม่ได้ สำหรับคลื่นพื้นผิวต้องใช้เวลานานหลายชั่วโมงกว่าจะเดินทางได้รอบโลก
      
       นักแผ่นดินไหวใช้หลักการนี้ในการคำนวณระยะทางจากจุดตรวจ หรือสถานีตรวจแผ่นดินไหวไปยังศูนย์กลางแผ่นดินไหว หลักการคือ ใช้ผลต่างระหว่างเวลาของคลื่นพี กับคลื่นเอส ที่เดินทางถึงสถานีในการคำนวณระยะทางดังกล่าว ระยะเวลาต่างของคลื่นทั้งสองยิ่งมากเพียงใด ระยะทางก็ยิ่งไกลออกไปเพียงนั้น ถ้าสามารถหาระยะทางดังกล่าวได้อย่างน้อยสามสถานี เราย่อมกำหนดตำแหน่งของศูนย์กลางแผ่นดินไหวได้จากจุดตัดของวงกลม    
       
แผ่นดินไหว ในธรรมชาติ เกิดจากการเคลื่อนตัวโดยฉับพลันของเปลือกโลก ส่วนใหญ่ แผ่นดินไหวมักเกิดตรงบริเวณขอบ ของแผ่นเปลือกโลกเป็นแนวแผ่นดินไหวของโลก การเคลื่อนตัวดังกล่าว เกิดขึ้นเนื่องจากชั้นหินหลอมละลาย ที่อยู่ภายใต้เปลือกโลก ได้รับพลังงานความร้อนจากแกนโลก และลอยตัวผลักดันให้เปลือกโลกตอนบนตลอดเวลา ทำให้เปลือกโลกแต่ละชิ้นมีการเคลื่อนที่ในทิศทางต่าง ๆ กันพร้อมกับสะสมพลังงานไว้ภายใน บริเวณขอบของชิ้นเปลือกโลกจึงเป็นส่วนที่ชนกันเสียดสีกัน หรือแยกจากกัน

          หากบริเวณขอบของชิ้นเปลือกโลกใด ๆ ไม่ผ่านหรืออยู่ใกล้กับประเทศใดประเทศนั้น ก็จะมีความเสี่ยงต่อภัยแผ่นดินไหวสูง เช่น ประเทศญี่ปุ่น ประเทศฟิลิปปินส์ ประเทศอินโดนีเซีย นิวซีแลนด์ เป็นต้น นอกจากนั้นพลังที่สะสมในเปลือกโลก ถูกส่งผ่านไปยังเปลือกโลกพื้นของทวีป ตรงบริเวณรอยร้าวของหินใต้พื้นโลกหรือที่เรียกว่า “รอยเลื่อน”

          เมื่อระนาบ รอยร้าวที่ประกบกันอยู่ได้รับแรงอัดมาก ๆก็จะทำ ให้รอยเลื่อนมีการเคลื่อนตัวอย่างฉับพลันเกิดเป็น แผ่นดินไหวเช่นเดียวกัน  แผ่นดินไหว ก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อชีวิต และทรัพย์สินของมนุษย์ได้ เป็นบริเวณกว้าง  ไม่ว่าทางตรงหรือทางอ้อม

        สิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการเผชิญภัยแผ่นดินไหว คือการเตรียมพร้อมที่ดี ควรมีมาตรการ/จัดทำแผนในการป้องกันและบรรเทาภัยแผ่นดินไหวทั้งในระยะสั้นและ ระยะยาว เช่น การศึกษาวิจัยเกี่ยวกับธรรมชาติของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว รอยเลื่อนต่าง ๆ ให้ความรู้ และข้อควรปฏิบัติเมื่อเกิดแผ่นดินไหวต่อประชาชน ให้มีการแบ่งเขตแผ่นดินไหวตามความเหมาะสมของความเสี่ยงภัย ออกกฎหมายให้อาคารสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ สามารถรับแรงแผ่นดินไหวตามความเหมาะสมของแต่ละพื้นที่เสี่ยงภัย มีการวางแผนการจัดการที่ดี หากเกิดความเสียหายร้ายแรงหลังการเกิดแผ่นดินไหว เป็นต้น 

        ปฏิกิริยาการสั่นสะเทือนของแผ่นดิน ที่เกิดขึ้นจากการปลดปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็ว หรือ แผ่นดินไหวนั้นยังมีอีกหลายสาเหตุในโลกนี้ที่ก่อให้เกิดแผ่นดินไหวสะเทือน ไม่ว่าจะเป็น การระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ (atomic bomb) หรือ การระเบิดของภูเขาไฟ เป็นต้น แต่สาเหตุที่ว่ามานี้ นับว่าทำให้แผ่นดินไหวสะเทือนอ่อนมาก และเกิดไม่บ่อย

         เมื่อเทียบกับเหตุจากการที่โลกปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็ว และสาเหตุนี้มาจากการ เคลื่อนไหว ของแผ่นเปลือกโลก บริเวณที่เป็นรอยร้าวขนาดใหญ่ของแผ่นเปลือกโลกที่เรียกว่า รอยเลื่อน (faults) แรงการขยับตัวของเปลือกโลกต้องใช้พลังงานมหาศาล ด้วยพลังงานนี้เองที่ทำให้แผ่นดินไหว พลังงานนี้จะแผ่กระจายออกจากจุดศูนย์กลางกำเนิดพลังงาน(focus) ไปในทุกทิศทาง

        แบบเดียวกับคลื่น (wave) ที่เกิดจากการที่เราโยนก้อนหินสัก ก้อนลงในในสระน้ำที่มีน้ำนิ่งๆ ซึ่งจะเห็นคลื่นน้ำกระจายออกจากจุดที่ก้อนหินกระทบผิวน้ำในสระ คลื่นแผ่นดินไหว (seismic wave) เกิดแบบเดียวกันนี้ พลังงานที่เกิดขึ้นจะมีมากที่สุด ณ จุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว (focus) และจะลดความรุนแรงลงเมื่อไกลจุดศูนย์กลางออกไป อย่างไรก็ดี การที่จะตรวจจับและบันทึกแผ่นดินไหวนั้นต้องใช้เครื่องมือที่มีความไวสูงมาก  

        ความสั่นสะเทือนของพื้นดินนั้นมีลักษณะการเคลื่อนตัวของอนุภาคหินหรือดิน แบบ 3 มิติ คือสามารถวัดการเคลื่อนตัวในแนวระนาบของทิศเหนือ ใต้ ตะวันออก ตะวันตก และแนวดิ่ง ทั้งนี้คลื่นแผ่นดินไหวสามารถตรวจวัดได้ด้วยเครื่องมือวัดความสั่นสะเทือน 2 แบบได้แก่

แบบวัดความเร็วของอนุภาคดินหรือหิน (Seismograph )ซึ่งสามารถวิเคราะห์คลื่นแผ่นดินไหวเพื่อการกำหนดตำแหน่งศูนย์กลางแผ่นดิน ไหว ขนาด เวลาเกิด ตลอดจนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของโลก ลักษณะของแนวรอยเลื่อน กลไกการเกิดแผ่นดินไหว

แบบวัดอัตราเร่งของพื้นดินได้แก่ เครื่องวัดอัตราเร่งของพื้นดิน (Accelerograph ) เพื่อเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับงานด้านวิศวกรรมแผ่นดินไหว ในบริเวณพื้นที่ที่มีความเสี่ยงภัยแผ่นดินไหว

คลื่นแผ่นดินไหวแบ่งออกเป็น 2 ชนิดได้แก่

-คลื่นหลัก (Body Wave) เป็นคลื่นที่เดินทางอยู่ภายใต้ โลก ได้แก่ คลื่น P อนุภาคของดินเคลื่อนที่ไปตามแนวแรง และคลื่น S อนุภาคดินเคลื่อนที่ไปตามแนวระนาบ ทิศเหนือใต้ และตะวันออกตะวันตก ความยาวช่วงคลื่นหลักอยู่ระหว่าง 0.01-50 วินาที

-คลื่นผิวพื้น (Surface Wave) ได้แก่คลื่นเลิฟ (Love :LQ) อนุภาคดินเคลื่อนที่ในแนวระนาบเหมือนการเคลื่อนที่ของงูเลื้อย และคลื่น เรย์เลห์ (Rayleigh :LR) อนุภาคของดินเคลื่อนที่เหมือนคลื่น P แต่ ขณะเดียวกันมีการเคลื่อนตัวแบบย้อนกลับ ความยาวช่วงคลื่นผิวพื้นประมาณ 10-350 วินาที

การเกิดแผ่นดินไหวอาจมีด้วยกันหลายสาเหตุดังนี้

ภัยแผ่นดินไหวยังคงเป็นภัยธรรมชาติที่ยังไม่สามารถพยากรณ์ได้อย่างแม่นยำ ทั้งเรื่องตำแหน่ง ขนาด และเวลาเกิด ด้วยเทคโนโลยีและอุปกรณ์เครื่องมือตรวจวัดที่มีอยู่ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ ได้มี ความพยายามอย่างยิ่งในการศึกษาวิเคราะห์ถึงคุณลักษณะต่าง ๆ ของบริเวณแหล่ง กำเนิดแผ่นดินไหว เพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพในการพยากรณ์แผ่นดินไหว โดยอาศัยทั้งที่เป็นทฤษฎีเกี่ยวกับ

คุณลักษณะทางกายภาพของเปลือกโลก ที่เปลี่ยนแปลงจากปกติก่อนเกิดแผ่นดินไหว
- แรงเครียดในเปลือกโลกเพิ่มขึ้น
- การเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก สนามโน้มถ่วง
- การเคลื่อนตัวของเปลือกโลก
- น้ำใต้ดิน (ชาวจีน สังเกต การเปลี่ยนแปลง ของน้ำในบ่อน้ำ 5 ประการ ก่อนเกิดแผ่นดินไหว
ได้แก่ น้ำขุ่นขึ้น มีการหมุนวนของน้ำ ระดับน้ำเปลี่ยนแปลง มีฟองอากาศ และรสขม)
- ปริมาณก๊าซเรดอน เพิ่มขึ้น
- การส่งคลื่นวิทยุความยาวคลื่น สูงๆ

การสังเกตพฤติกรรมของสัตว์หลายชนิดที่มีการรับรู้ถึงภัยก่อนเกิดแผ่นดินไหว
- แมลงสาบจำนวนมากวิ่งเพ่นพ่าน
- สุนัข เป็ด ไก่ หมู หมี ตื่นตกใจ
- หนู งู วิ่งออกมาจากรู
- ปลา กระโดดขึ้นจากผิวน้ำ ฯลฯ

เหตุการณ์แผ่นดินไหว
เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็กๆ ในบริเวณเดียวกัน หลายสิบครั้งหรือหลาย ร้อยครั้งในระยะเวลาสั้นๆ เป็นวันหรือในสัปดาห์ อาจเป็นสิ่งบอกเหตุล่วงหน้า ว่าจะเกิดแผ่นดิน ไหวที่มีขนาดใหญ่กว่าตามมาได้ หรือในบางบริเวณที่เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในอดีต สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าว่าอาจเกิด แผ่นดินไหวใหญ่ที่มีขนาดเท่าเทียมกัน หากบริเวณนั้นว่าง เว้นช่วงเวลา การเกิดแผ่นดินไหวเป็นระยะเวลา ยาวนานหลายสิบปีหรือหลายร้อยปี ยิ่งมีการ สะสมพลังงานที่เปลือกโลกในระยะเวลายาวนานเท่าใด การเคลื่อน ตัวโดยฉับพลันเป็นแผ่นดิน ไหวรุนแรงก็เพิ่มมากขึ้น

โดยสรุปการพยากรณ์แผ่นดินไหวในภาวะปัจจุบัน ยังอยู่ในช่วงของการ ศึกษาวิจัยและพัฒนา เพื่อการคาดหมายที่แม่นยำและแน่นอนขึ้น อย่างไรก็ตามการมีมาตรการ ป้องกัน และบรรเทาภัยแผ่นดินไหว เช่น การก่อสร้างอาคารให้มีความมั่นคงแข็งแรงในพื้นที่ เสี่ยงภัย รวมถึงการเตรียมพร้อมที่ดีของประชาชน จะช่วยลดการสูญเสียได้มาก.

เรียบเรียงบทความ:Mr.Adventure

สรรหามาฝาก:thoentoday

อ่านบทความที่เกี่ยวข้อง

*วิธีรอดชีวิตเมื่อแผ่นดินไหว ตึกถล่มและติดอยู่ในตัวอาคาร

*สาเหตุของการเกิดคลื่นสึนามิ

ชมคลิปในหมวด

*เหตุการณ์แผ่นดินไหวก่อนสึนามิถล่มญี่ปุ่นชัดที่สุดชุด3

*สึนามิญี่ปุ่น 11มีนาคม 2554

*ภาพเหตุการณ์สึนามิที่ญี่ปุ่นชัดที่สุดชุด1

*ภาพเหตุการณ์สึนามิที่ญี่ปุ่นชัดที่สุดชุด2