แผ่นดินไหวในประเทศไทย

จาก ChulaPedia

เนื้อหา 1 แผ่นดินไหวในประเทศไทย 2 การเกิดแผ่นดินไหว 3 แผ่นดินไหวในประเทศไทย 4 ขนาดของแผ่นดินไหว (Magnitude) 5 ผลกระทบจากแผ่นดินไหว 6 การตรวจวัดและบันทึกความสั่นสะเทือน

แผ่นดินไหวในประเทศไทย

การเกิดแผ่นดินไหว

แผ่นดินไหวเกิดจากการไถลและเสียดสีของของแผ่นเปลือกโลกซึ่งแบ่งได้เป็นหลายชิ้น เช่น แผ่นยูเรเชียน แผ่นอินเดียน-ออสเตรเลียน แผ่นแปซิฟิกหรือแผ่นทวีปอเมริกาเหนือ เป็นต้น แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่เนื่องจากแรงขับดันภายในโลก ซึ่งการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเทียบกับแผ่นข้างเคียงมีทั้งแยกออกจากกัน (Normal Fault) เคลื่อนที่เข้าหากัน (Reverse Fault) บางกรณีดันกันจนยกตัวเป็นเทือกเขาสูง เช่น เทือกเขาหิมาลัยบางกรณีซ้อนกัน โดยแผ่นมหาสมุทรมุดเข้าไปข้างใต้แผ่นทวีป (Subduction) เช่นที่บริเวณประเทศญี่ปุ่นและทะเลอันดามันหรือไถลเสียดสีกันในแนวราบ (Strike-slip) เช่นในรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ฉะนั้นบริเวณที่มีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวมากคือบริเวณที่เป็นรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก เรียกว่า รอยเลื่อน (Fault) ซึ่งแนวที่ใกล้กับประเทศไทยมากที่สุด คือ แนวร่องซุนด้าในทะเลอันดามัน ซึ่งทอดยาวพาดผ่านประเทศพม่าในแนวเหนือใต้การเกิดสึนามิเมื่อ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2548 ก็เกิดจากบริเวณแนวมุดตัวของแผ่นเปลือกโลกที่ร่องซุนด้าทางตอนใต้ของทะเลอันดามันใกล้ตอนเหนือของเกาะสุมาตรานั่นเอง

แผ่นดินไหวในประเทศไทย

ถึงแม้แนวรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกหลักไม่ได้พาดผ่านประเทศไทยโดยตรงแต่แผ่นเปลือกโลกที่ประเทศไทยก็มีรอยเลื่อนที่แตกแขนงออกมาจากรอยเลื่อนหลักจากการสำรวจทางธรณีวิทยาพบ รอยเลื่อนกระจายอยู่ในภาคเหนือ ภาคตะวันตก และภาคใต้ของประเทศไทย รอยเลื่อนที่เกรงว่าจะมีผลกระทบต่อกรุงเทพมหานครมากที่สุด คือรอยเลื่อนเจดีย์สามองค์ ซึ่งวางตัวตามแนวตะวันตกเฉียงเหนือ ตะวันออกเฉียงใต้ในจังหวัดกาญจนบุรี ซึ่งจุดที่ใกล้กรุงเทพมหานครมากที่สุดห่างจาก กทม. ประมาณ 150 ถึง 200 กิโลเมตร ระยะห่างถือว่าไกลพอสมควร แต่กรุงเทพตั้งอยู่บนชั้นดินที่เป็นดินเหนียวอ่อนซึ่งสามารถขยายความรุนแรงของการสั่นสะเทือนได้คล้ายกับกรุงเม็กซิโกซิตี้ ซึ่งเคยเกิดความเสียหายรุนแรงจากแผ่นดินไหวที่เกิดห่างออกไปกว่า 200 กิโลเมตรเมื่อปี ค.ศ.1985

เชียงใหม่เป็นอีกพื้นที่ในประเทศไทยที่อาจได้รับความเสียหายจากแผ่นดินไหว โดยเมื่อวันที่ 13 ธันวาคม พ.ศ.2549 ได้ เคยเกิดแผ่นดินไหวที่อำเภอแม่ริม ขนาด 5.1 ริคเตอร์ ซึ่งทำให้อาคารบางหลังในบริเวณใกล้เคียงเกิดความเสียหาย แต่เป็นความเสียหายที่ไม่รุนแรง เพราะแผ่นดินไหวมีขนาดเล็ก ดังนั้นในอนาคตอาจเกิดแผ่นดินไหวที่มีขนาดใหญ่กว่า หรือใกล้ตัวเมืองก็ได้ เพราะในภาคเหนือมีรอยเลื่อนขนาดเล็กกระจายอยู่หลายแห่ง

ขนาดของแผ่นดินไหว (Magnitude)

เป็นค่าที่บอกความรุนแรงของการเกิดแผ่นดินไหวที่แหล่งกำเนิด ซึ่งขึ้นอยู่กับความยาวของรอยเลื่อน ระยะการไถลตัวของรอยเลื่อน ความแข็งของหินที่ไถล และ ความลึกของรอยเลื่อนที่ไถล ขนาดของแผ่นดินไหวสัมพันธ์กับพลังงานศักย์ที่แผ่นเปลือกโลกปลดปล่อยออกมาในรูปของพลังงานจลน์ของการสั่นสะเทือน แผ่นดินไหวขนาดตั้งแต่ 5.0 ขึ้นไป สามารถทำให้เกิดความเสียหายต่ออาคารสิ่งก่อสร้างที่อยู่ในระยะใกล้กับแหล่งกำเนิดได้ ซึ่งถ้าแผ่นดินไหวมีขนาดมากกว่า 6.5 ขึ้นไปสามารถทำให้เกิดความเสียหายที่รุนแรง แผ่นดินไหวที่รุนแรงที่สุดที่เคยเกิดขึ้นมีขนาด 9.5 เกิด เมื่อปี ค.ศ.1960 ที่ประเทศชิลี ส่วนแผ่นดินไหวที่ให้เกิดสึนามิเมื่อปี พ.ศ. 2548 มีขนาด 9.1 ซึ่งจัดเป็นแผ่นดินไหวที่รุนแรงที่สุด อันดับ 3 ที่เคยบันทึกได้

ผลกระทบจากแผ่นดินไหว

ถ้าอยากทราบว่าแผ่นดินไหวจะส่งผลกระทบมากแค่ไหนต่อโครงสร้าง ต้องทราบทั้งขนาดและระยะห่างระหว่างโครงสร้างกับจุดกำเนิดของแผ่นดินไหว เพราะถึงแม้แผ่นดินไหวจะมีขนาดใหญ่มากแต่ถ้าอยู่ไกลมาก ๆ ความสั่นสะเทือนของคลื่นที่มาถึงโครงสร้างก็จะเบาลงมากแล้ว หรือถ้าขนาดปานกลางแต่จุดกำเนิดอยู่ใกล้อาคารก็จะทำให้เกิดความเสียหายได้ระดับความรุนแรงของการสั่นสะเทือนที่บริเวณที่ตั้งของอาคารจึงบ่งบอกด้วยค่าความเร่งสูงสุดของพื้นดิน (Peak Ground Acceleration, PGA) โดยมากจะบอกเป็นสัดส่วนของความเร่งโน้มถ่วงโลก (g) เช่น 5%g หรือ 10%g การตรวจวัดแผ่นดินไหวที่ญี่ปุ่นขนาด 6.9 เมื่อปี 1995 ใกล้เมืองโกเบ พบว่าที่บริเวณใกล้รอยเลื่อนสามารถเกิดความเร่งในแนวราบได้เกือบ 100%g ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดความเสียหายอย่างหนัก และโครงสร้างจำนวนมากพังทลาย

การตรวจวัดและบันทึกความสั่นสะเทือน

การตรวจวัดและบันทึกความสั่นสะเทือนเนื่องจากแผ่นดินไหว สามารถทำได้โดยวัดความเร่งของพื้นดิน ซึ่งเป็นปริมาณแบบเวคเตอร์ จึงมี 2 ทิศทางแนวราบและอีก 1 ทิศทางในแนวดิ่ง ถ้านำข้อมูลการตรวจวัดนี้ไปกระทำต่อแบบจำลองโครงสร้างทั้งในคอมพิวเตอร์หรือในห้องปฏิบัติการด้วยโต๊ะเขย่า (Shaking Table) ก็จะสามารถศึกษาผลกระทบของแผ่นดินไหวต่อโครงสร้างได้ ขณะนี้ที่คณะวิศวกรรมศาสตร์มีสถานีตรวจวัดความเร่งติดตั้งโดยกรมอุตุนิยมวิทยาอยู่ที่สนามหญ้าหน้าศูนย์คอมพิวเตอร์ ซึ่งข้อมูลที่ได้จะเป็นประโยชน์และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาวิจัยด้านวิศวกรรมแผ่นดินไหวต่อไป เช่น ใช้พัฒนาสมการสำหรับประมาณความรุนแรงของการสั่นสะเทือนของพื้นดิน

การศึกษาผลกระทบของแผ่นดินไหวต่อโครงสร้างมีทั้งการจำลองด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และการทดสอบชิ้นส่วนโครงสร้างในห้องปฏิบัติการซึ่งภาควิชาวิศวกรรมโยธา ได้เพิ่งปรับปรุงห้องปฏิบัติการโครงสร้างจริงไปเมื่อต้นปีที่ผ่านมางานวิจัยระหว่างนี้จะมีการประเมินความสามารถต้านทานแผ่นดินไหวของอาคาร 4 คณะวิศวกรรมศาสตร์ โดยใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์ต่อไป

อาจารย์ผู้ดูแลบทความ ผศ. ดร.ฉัตรพันธ์ จินตนาภักดี อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมโยธา

ผู้รับผิดชอบบทความ ศูนย์การสื่อสารนานาชาติแห่งจุฬาฯ