รอยเลื่อนที่มองไม่เห็น ภัยเงียบใต้พื้นโลก

เรื่องโดย ภาสกร ปนานนท์

โลกของเรามีการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอยู่ตลอดเวลา การเคลื่อนที่ของเปลือกโลกทำให้เกิดการสะสมความเครียดและนำไปสู่การเกิดรอยเลื่อน (fault) ซึ่งเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหว โดยรอยเลื่อนส่วนมากจะมองเห็นได้ชัดเจน เช่น รอยเลื่อนที่เกิดจากการแตกของชั้นหินหรือการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก แต่ยังมี “รอยเลื่อนที่มองไม่เห็น” (hidden fault) ซ่อนอยู่ใต้พื้นดิน

รอยเลื่อนที่มองไม่เห็นนี้จะสะสมความเครียดขึ้นเรื่อย ๆ จนอาจทำให้เกิดแผ่นดินไหวโดยไม่มีสัญญาณเตือนล่วงหน้า และเป็นสิ่งที่หลายคนมองข้าม โดยเฉพาะในบางพื้นที่ที่ไม่มีประวัติการเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงมาก่อน ทั้งที่จริงแล้วการเกิดแผ่นดินไหวจากรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นเป็นภัยพิบัติที่คาดการณ์ได้ยากที่สุดและอาจสร้างความสูญเสียมากกว่าที่คิด ในบทความนี้เราจะพูดถึงรอยเลื่อนที่มองไม่เห็น พร้อมตัวอย่างเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในหลายประเทศ รวมถึงกรณีศึกษาที่เกี่ยวข้องในประเทศไทย

รอยเลื่อนที่มองไม่เห็นคืออะไร

รอยเลื่อนที่มองไม่เห็น คือ รอยเลื่อนที่ไม่มีร่องรอยปรากฏบนพื้นผิวโลก มันมักซ่อนตัวอยู่ใต้ชั้นตะกอนหรือวัสดุธรรมชาติที่ทับถมตัวมานาน ทำให้ยากต่อการตรวจพบด้วยตาเปล่าหรือการสำรวจธรรมดา รอยเลื่อนเหล่านี้อาจเกิดการเคลื่อนที่ใต้พื้นดินและส่งผลให้เกิดแผ่นดินไหวโดยไม่มีสัญญาณเตือนล่วงหน้า ลักษณะสำคัญของรอยเลื่อนที่มองไม่เห็น เช่น ซ่อนตัวอยู่ใต้ชั้นตะกอนหรือวัสดุธรรมชาติที่สะสมอยู่บนพื้นดิน โดยตะกอนเหล่านี้มักเป็นผลจากการทับถมของแม่น้ำ น้ำท่วม หรือกระบวนการทางธรณีวิทยาอื่น ๆ รอยเลื่อนมักมีการเคลื่อนตัวในอดีตหรือในปัจจุบัน แต่ไม่สามารถระบุได้จากการสำรวจบนพื้นดินทั่วไป การสำรวจจึงต้องใช้เทคนิคธรณีฟิสิกส์ขั้นสูงเพื่อตรวจหารอยเลื่อนเหล่านี้ รอยเลื่อนที่มองไม่เห็นจะวางตัวอยู่ใต้พื้นทะเลหรือบริเวณที่มีความลึกมากในพื้นดิน เช่น บริเวณที่ราบลุ่มหรือชายฝั่งทะเลที่มีตะกอนปิดทับหนา

เหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งสำคัญจากรอยเลื่อนที่มองไม่เห็น

ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันมีการเกิดแผ่นดินไหวจากรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นที่ส่งผลกระทบต่อเมืองใหญ่หลายครั้ง มีหลายเมืองเสียหายไปอย่างถาวรไม่สามารถฟื้นฟูกลับมาดังเดิมได้อีก ตัวอย่างเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่สำคัญที่เกิดขึ้นในเมืองใหญ่จากรอยเลื่อนที่มองไม่เห็น ได้แก่

แผ่นดินไหวที่เมืองนอร์ทริดจ์ รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ปี ค.ศ. 1994

แผ่นดินไหวครั้งนี้เกิดขึ้นในวันที่ 17 มกราคม ค.ศ. 1994 นับเป็นเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่มีขนาดใหญ่และร้ายแรงที่สุดในประวัติศาสตร์ของรัฐแคลิฟอร์เนียและของสหรัฐอเมริกา แผ่นดินไหวครั้งนี้มีขนาด 6.7 ซึ่งเกิดจากรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นแบบเลื่อนย้อน (blind thrust) ที่ซ่อนตัวอยู่ใต้หุบเขาซานเฟร์นันโด (San Fernando Valley) เกิดการสั่นสะเทือนกินเวลาประมาณ 8 วินาทีและพื้นดินสั่นด้วยอัตราเร่งสูงสุดมากกว่า 1.7 g สั่นสะเทือนรู้สึกได้ถึงเมืองที่ไกลออกไป เช่น ซานดิเอโก (San Diego), เทอร์ล็อก (Turlock), ลาสเวกัส (Las Vegas), ริชฟิลด์ (Richfield), ฟีนิกซ์ (Phoenix), เอ็นเซนาดา (Ensenada) แผ่นดินไหวครั้งนี้ทำให้มีผู้เสียชีวิต 57 คนและผู้บาดเจ็บมากกว่า 9,000 คน ประเมินความเสียหายของทรัพย์สินประมาณ 13-50 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ นับเป็นหนึ่งในภัยพิบัติธรรมชาติที่มีค่าเสียหายมากที่สุดในประวัติศาสตร์สหรัฐอเมริกา

แผ่นดินไหวที่เมืองปอร์โตแปรงซ์ ประเทศเฮติ ปี ค.ศ. 2010

แผ่นดินไหวครั้งนี้เกิดเมื่อวันที่ 12 มกราคม ค.ศ. 2010 มีขนาด 7.0 เกิดจากการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนเลออกัน (Léogâne Fault) ซึ่งเป็นรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นแบบเลื่อนย้อนที่อยู่ใต้เมืองเลออกัน (Léogâne) ห่างจากเมืองปอร์โตแปรงซ์ (Port-au-Prince) เมืองหลวงของประเทศเฮติเพียง 25 กิโลเมตร แม้จุดกำเนิดแผ่นดินไหวจะไม่ได้อยู่ใกล้เมืองปอร์โตแปรงซ์ แต่เนื่องจากเป็นแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จึงก่อความเสียหายอย่างมากในเมืองปอร์โตแปรงซ์และเมืองอื่น ๆ ในภูมิภาค มีผู้เสียชีวิตประมาณ 2 แสนคน รัฐบาลเฮติประเมินว่ามีอาคารบ้านเรือนประมาณ 250,000 หลังและอาคารพาณิชย์ 30,000 แห่งถูกทำลายหรือได้รับความเสียหายอย่างรุนแรง รวมถึงอาคารสำคัญ เช่น ทำเนียบประธานาธิบดี อาคารสภานิติบัญญัติแห่งชาติ วิหารปอร์โตแปรงซ์ กล่าวได้ว่าเมืองปอร์โตแปรงซ์ได้พังทลายลงทั้งเมือง และด้วยข้อจำกัดทางสภาวะเศรษฐกิจและการเมืองภายในประเทศ ทำให้จนถึงปัจจุบันก็ยังไม่สามารถฟื้นฟูเมือง ปอร์โตแปรงซ์ให้กลับมามีสภาพดังเดิมได้

แผ่นดินไหวที่ไครสต์เชิร์ช ประเทศนิวซีแลนด์ ปี ค.ศ. 2011

แผ่นดินไหวครั้งนี้มีขนาด 6.2 เกิดขึ้นที่เมืองไครสต์เชิร์ช เมืองใหญ่ที่สุดของเกาะใต้ของประเทศนิวซีแลนด์ เมื่อวันอังคารที่ 22 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2011 เกิดจากรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นที่พาดผ่านมาจากเมืองแคนเทอร์เบอรีที่ตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกไกลออกไปมากกว่า 40 กิโลเมตร ซึ่งบริเวณนั้นได้เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.0 ในเดือนกันยายน ค.ศ. 2010 แล้วหลังจากนั้นได้เกิดแผ่นดินไหวขนาดปานกลางอย่างต่อเนื่อง โดยเกิดขยับมาทางทิศตะวันออกเรื่อย ๆ และเกิดแผ่นดินไหวที่เมืองไครสต์เชิร์ชในที่สุด แผ่นดินไหวครั้งนี้มีจุดศูนย์กลางอยู่ห่างจากย่านธุรกิจกลางของเมืองเพียง 7 กิโลเมตร จึงทำให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินจำนวนมาก มีผู้เสียชีวิต 185 คน ความเสียหายของทรัพย์สินประมาณ 45 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งถือเป็นภัยพิบัติธรรมชาติที่มีค่าใช้จ่ายมากที่สุดในประวัติศาสตร์นิวซีแลนด์ เมืองไครสต์เชิร์ชส่วนกลางและชานเมืองทางตะวันออกได้รับผลกระทบรุนแรง แถมในชานเมืองตะวันออกยังเกิดสภาวะดินเหลว (liquefaction) อย่างหนัก สร้างความเสียหายต่อพื้นดิน ถนนหนทาง และอาคารบ้านเรือนมากขึ้นอีก ประชาชนรับรู้การสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวครั้งนี้ได้ทั่วเกาะใต้และบางส่วนของเกาะเหนือส่วนล่างและส่วนกลาง แม้ว่าแผ่นดินไหวจะกินเวลาเพียงไม่กี่วินาทีแต่เกิดความเสียหายรุนแรงเนื่องจากตำแหน่งและความตื้นของศูนย์กลางแผ่นดินไหว

สำหรับประเทศไทยนั้นยังนับว่าค่อนข้างโชคดีที่มีแผ่นดินไหวขนาดปานกลางเกิดขึ้นไม่มากนัก ช่วง 60 ปีที่ผ่านมามีแผ่นดินไหวขนาดปานกลางที่ส่งผลกระทบต่อชุมชนประมาณ 10 ครั้ง ซึ่งก็มักเกิดในบริเวณภาคเหนือของประเทศไทยและมักเกิดบนรอยเลื่อนมีพลังที่ทราบอยู่แล้ว แต่ก็ยังมีแผ่นดินไหวขนาดเล็ก (ขนาด 3-4) ที่เกิดในบริเวณที่ไม่ทราบว่ามีรอยเลื่อนอยู่ในบริเวณนั้น เช่น แผ่นดินไหวขนาด 3-4 ที่เกิดขึ้นใกล้ตัวเมืองเชียงใหม่ในรอบหลายปีที่ผ่านมา ถึงแม้จะไม่ได้สร้างความเสียหายแต่ก็ได้ทำให้ประชาชนตื่นตกใจอย่างมาก หรือแผ่นดินไหวขนาด 4.5 ที่ ตำบลไผ่ล้อม อำเภอบางกระทุ่ม จังหวัดพิษณุโลก เมื่อวันที่ 29 มิถุนายน พ.ศ. 2566 กรมทรัพยากรธรณีสันนิษฐานว่าเกิดจากรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นซึ่งไม่เคยมีการเคลื่อนไหวมาก่อนในรอบ 100 ปี เหตุการณ์นี้ทำให้ประชาชนในจังหวัดพิษณุโลกและจังหวัดใกล้เคียงรู้สึกถึงแรงสั่นสะเทือน

แม้จะไม่มีรายงานความเสียหายร้ายแรง แต่การเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวดังกล่าวก็ช่วยเน้นย้ำถึงความสำคัญของการศึกษารอยเลื่อนที่มองไม่เห็นในประเทศไทย และเนื่องจากเมืองใหญ่ของประเทศไทยจำนวนมากตั้งอยู่ในพื้นที่ที่เป็นแอ่งมีตะกอนปิดทับอยู่จึงอาจมองไม่เห็นรอยเลื่อนที่ซ่อนตัวอยู่ข้างใต้ได้ ทำให้เราไม่ทราบว่ารอยเลื่อนที่มองไม่เห็นเหล่านี้วางตัวอยู่ตรงไหนบ้างและจะทำให้เกิดแผ่นดินไหวเมื่อไหร่ จึงต้องเตรียมความพร้อมเพื่อรับมือแผ่นดินไหวที่อาจจะเกิดขึ้นจากรอยเลื่อนเหล่านี้อยู่ตลอด ซึ่งทำได้หลายวิธี เช่น การเพิ่มการศึกษาวิจัยเพื่อสำรวจรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นและประเมินผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากแผ่นดินไหวจากรอยเลื่อนเหล่านี้ โดยเฉพาะในเขตเมืองใหญ่ การวางแผนการใช้ประโยชน์ที่ดินและการออกแบบโครงสร้างพื้นฐานที่ทนต่อแผ่นดินไหวในพื้นที่เสี่ยง รวมถึงการสร้างความตระหนักรู้ในชุมชนให้มีความรู้เกี่ยวกับการเตรียมตัวรับมือกับภัยพิบัติแผ่นดินไหวที่อาจเกิดขึ้น ก็จะช่วยลดผลกระทบที่เกิดขึ้นได้

วิธีการตรวจสอบรอยเลื่อนที่มองไม่เห็น

การศึกษารอยเลื่อนที่มองไม่เห็นต้องอาศัยเทคโนโลยีและวิธีการสำรวจทางธรณีวิทยาหรือฟิสิกส์ขั้นสูง เนื่องจากการสำรวจทั่วไปบนพื้นผิวไม่สามารถตรวจพบได้ โดยทำได้หลายวิธี เช่น

การสำรวจคลื่นไหวสะเทือน (seismic reflection surveys)

เป็นการสำรวจรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นโดยใช้คลื่นไหวสะเทือนที่สะท้อนกลับมาจากชั้นหินใต้พื้นดินเพื่อสร้างเป็นภาพตัวขวางโครงสร้างใต้ผิวดิน (เหมือนตัดขนมชั้นเพื่อดูด้านข้าง) วิธีนี้เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีตะกอนหนาค่อนข้างมาก เช่น พื้นที่ราบลุ่ม ชายฝั่ง

การวัดสนามแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วง (magnetic and gravity surveys)

เป็นการสำรวจรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นโดยการวัดความผิดปกติของสนามแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วงของโลก ซึ่งบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างหินใต้พื้นดินและบอกตำแหน่งรอยเลื่อนได้

การวิเคราะห์ข้อมูล GNSS และ InSAR (interferometric synthetic aperture radar)

เป็นการสำรวจรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นโดยการใช้ดาวเทียมตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของพื้นดินที่อาจเกิดจากการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน วิธีนี้เหมาะสำหรับการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของรอยเลื่อนที่มีการเลื่อนตัวค่อนข้างเร็ว

การตรวจวัดการเกิดแผ่นดินไหว

เป็นการสำรวจรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นโดยการตรวจวัดการเกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็ก โดยทั่วไปรอยเลื่อนที่มีพลังมักจะเกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็กบนรอยเลื่อน แผ่นดินไหวเหล่านี้มีขนาดเล็กมากจนเราไม่รู้สึกแต่เครื่องมือสามารถตรวจวัดได้ ถ้ามีแผ่นดินไหวเกิดขึ้นจำนวนมากก็จะทำให้เราเห็นตำแหน่งรอยเลื่อนได้ชัดเจนมากขึ้น และนำข้อมูลแผ่นดินไหวเหล่านี้ไปสร้างเป็นภาพตัดขวางใต้พื้นดินระดับลึกหลายกิโลเมตร เพื่อใช้ตรวจสอบรอยเลื่อนได้อีกทางหนึ่ง

การวิเคราะห์ธรณีสัณฐาน (geomorphological analysis)

เป็นการสำรวจรอยเลื่อนที่มองไม่เห็นโดยการศึกษารูปทรงภูมิประเทศที่อาจบ่งชี้ถึงการเคลื่อนตัวของรอยเลื่อน แม้จะไม่มีการแสดงออกบนพื้นผิวอย่างชัดเจน รวมถึงการขุดเจาะและเก็บตัวอย่างตะกอนเพื่อวิเคราะห์ลักษณะของชั้นตะกอนเพื่อตรวจหาร่องรอยของการเคลื่อนตัวในอดีต