แผ่นดินไหวกรุงเทพ เกิดจากอะไร ผลกระทบเกิดขึ้นได้อย่างไร ? เผย 5 ปัจจัย เหตุแผ่นดินไหว จากผู้เชี่ยวชาญ ม.มหิดล

5 ปัจจัยความเสียหายแผ่นดินไหวกรุงเทพ

1. พลังงานสูงจากแผ่นดินไหว

ดร.สุทธิพงษ์กล่าวว่า “แผ่นดินไหวไหวขนาด 7.7 (Mw) หรือว่า 8.2 ตามการรายงานของกรมอุตุนิยมวิทยา ถือว่าใหญ่มากละสำหรับแผ่นดินไหวบนบก ก็เลยสามารถปล่อยพลังงานออกมาได้เยอะ”

ทั้งนี้ ข้อมูลจากมิตรเอิร์ธ (mitrearth) เว็บไซต์ด้านธรณีวิทยาและแผ่นดินไหวของ ศ.ดร.สันติ ภัยหลบลี้ อาจารย์ประจำภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ที่ระบุว่า แผ่นดินไหวที่มีขนาด 7.0-7.9 จะเทียบเท่าได้กับการกดระเบิด ทีเอ็นที (TNT) ปริมาณกว่า 56 ล้านตัน ซึ่งสามารถสร้างความเสียหายได้เป็นวงกว้าง ตามที่เห็นได้จากข่าวความเสียหายในพื้นที่ของพม่า

2. รูปแบบการเคลื่อนตัวของคลื่นแผ่นดินไหวมากรุงเทพ

ดร.สุทธิพงษ์เล่าถึงปัจจัยที่ 2 ว่า  “เราพบว่าตอนที่มัน (รอยเลื่อน) เลื่อน มันปล่อยพลังงานออกมา ทิศของพลังงานคือขึ้นตะวันตกเฉียงเหนือกับตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งทิศตะวันออกเฉียงใต้” ซึ่งเป็นทิศในแนวเดียวกันกับตัวรอยเลื่อนสะกาย (Sagaing fault) ที่เป็นรอยเลื่อนแบบเหลื่อมขวา (Right Lateral Strike-Slip Fault) ซึ่งเป็นรอยเลื่อนที่แผ่นเปลือกโลกพม่าตะวันตกเคลื่อนตัวสวนทางกับแผ่นเปลือกโลกฉานไทย (Shan-Thai plate) แบบเฉือนกันในแนวราบ 

ภาพลักษณะการเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนแบบเหลื่อมขวา (ภาพขวาล่าง) ที่มา: University of Leeds

เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขึ้น พลังงานที่ปล่อยออกมาจากจุดศูนย์กลาง (Epicenter) จะกระจายไปตามแนวรอยเลื่อนและเคลื่อนตัวเข้าสู่ประเทศไทย “เราพบว่าตอนที่มันเลื่อนมันปล่อยพลังงานออกมาเข้าสู่ประเทศไทย ก็คือเข้าประเทศไทยจัง ๆ เลยตั้งแต่ภาคเหนือจนมาถึงกรุงเทพฯ” ดร.สุทธิพงษ์ กล่าวเสริม

3. ลักษณะแอ่งตะกอนของกรุงเทพ

“นักวิชาการหลายท่านบอกแล้วว่ากรุงเทพฯ เรามีดินที่อ่อนตัว ก็เลยเอื้อต่อการขยายขนาด แอมพลิจูด (Amplitude - ระยะความสูงของคลื่นในทางฟิสิกส์) ของคลื่น” โดยดร.สุทธิพงษ์ ได้บรรยายเสริมว่า เมื่อคลื่นแผ่นดินไหวเดินทางมายังรอยต่อระหว่างชั้นหินแข็ง (Hard Rock) ไปยังชั้นดินอ่อน จะทำให้คลื่นแผ่นดินไหวบางส่วนที่เดินทางผ่านชั้นดินอ่อนนั้นเกิดการสะท้อนภายในชั้นแทนการทะลุผ่านออกไป 

ซึ่งในหลักธรณีฟิสิกส์ คลื่นทุติยภูมิ (Secondary waves หรือ S-waves) เป็นคลื่นที่เกิดขึ้นจากแผ่นดินไหวประเภทหนึ่ง จะเดินทางทะลุชั้นหินแข็งเข้ามา จะสร้างแรงสั่นสะเทือนในแนวระนาบ (Horizontal motion) ก่อนที่จะสะท้อนกลับไป แต่เมื่อเดินทางไปถึงแนวชั้นระหว่างดินอ่อนกับหินแข็งที่มีสมบัติการสะท้อนคลื่นที่สูงกว่า จะทำให้คลื่น S-waves เดินทางทะลุผ่านได้น้อยกว่า และทำให้ S-waves สะท้อนกลับขึ้นไปสร้างแรงสั่นสะเทือนบนพื้นผิวอีกครั้งและวนต่อไปจนกว่าพลังงานของคลื่นจะหมดลง

ภาพจำลองเส้นทางคลื่นแผ่นดินไหวที่เคลื่อนผ่านระหว่างชั้นหินแข็งและแอ่งตะกอนหรือดินอ่อน จากสไลด์สื่อการสอนของดร.สุทธิพงษ์

4. ความหนาของเปลือกโลกในพื้นที่กรุงเทพ

งานวิจัยที่นำโดยดร.สุทธิพงษ์ในปี 2014 ได้ประมาณความหนาของแผ่นเปลือกโลก (Crustal thickness) ในพื้นที่ประเทศไทยจากการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของคลื่นแผ่นดินไหวที่เดินทางผ่านประเทศไทย ซึ่งความหนาที่สรุปได้นั้นอยู่ที่ระหว่าง 31 - 38 กิโลเมตร โดยในพื้นที่ภาคเหนือของประเทศนั้นมีความหนาของแผ่นเปลือกโลกประมาณ 35 กิโลเมตร ในขณะที่ภาคกลางนั้นมีความหนาประมาณ 30 กิโลเมตร

ภาพความหนาแผ่นเปลือกโลก จากงานวิจัยของดร.สุทธิพงษ์ และคณะ ในปี 2014 โดยโทนสีน้ำเงินจะมีความหนาน้อยกว่าโทนสีแดง จุดสามเหลี่ยมแสดงความหนาที่ประมวลผลได้ในแต่ละสถานีวัดแผ่นดินไหว

ความแตกต่างนี้เองที่ดร.สุทธิพงษ์มองว่าเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ส่งผลต่อความรุนแรงของคลื่นแผ่นดินไหวที่เดินทางมาถึงกรุงเทพฯ “จินตนาการถึงคลื่นทะเลที่วิ่งจากน้ำลึกมาที่น้ำตื้น แผ่นดินไหวก็เหมือนกัน เคลื่อนที่จากเปลือกโลกที่หนา ๆ มาที่เปลือกโลกตื้น ๆ เพราะฉนั้นมันก็จะคล้าย ๆ กับน้ำทะเลที่ซัดเข้าฝั่ง Amplitude มันก็จะใหญ่ขึ้นด้วย” 

5.โครงสร้างอาคารกรุงเทพ ที่สั่นพ้องกับแผ่นดินไหว

จากสถานการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น จะพบว่ามีอาคารบางประเภทที่มีการสั่นไหวอย่างรุนแรง เช่น คอนโดมิเนียม อาคารสำนักงาน หรือสิ่งปลูกสร้างอื่น ๆ ที่มีความสูงหลักสิบชั้น ในขณะที่อาคารที่สูงน้อยกว่านั้นกลับไม่ได้รับความเสียหายมากนัก ซึ่งดร.สุทธิพงษ์ มองว่าเหตุการณ์ในลักษณะดังกล่าวเกิดจากคลื่นแผ่นดินไหวสร้างการสั่นพ้องกับอาคารสูงในกรุงเทพฯ

การสั่นพ้อง (Resonance) เป็นหลักการทางฟิสิกส์ที่อธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างแรงสั่นสะเทือนกับการสั่นไหวของวัตถุ ซึ่งหมายถึงอาคารสูงจะแกว่งตัวด้วยพลังงานที่มากขึ้น เมื่อได้รับคลื่นแผ่นดินไหว ที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติ (Natural frequency) ของอาคารสูง

โดย ดร.สุทธิพงษ์เปรียบเปรยกับการแกว่งชิงช้า เปรียบคนแกว่งชิงช้าคือแผ่นดินไหว ส่วนตัวชิงช้าคืออาคาร “จินตนาการถึงเราไกวชิงช้าชิงช้า ต่อให้เราแกว่งแรงแค่ไหนมันก็เร็วเท่าเดิม เต็มที่ก็เคลื่อนที่ไกลขึ้น แต่มันก็ใช้เวลาเท่าเดิมในการกลับมาที่เดิม ตัวแผ่นดินไหวคือคลื่น จินตนาการว่าคลื่นแต่ละลูกคลื่นที่มากระแทกเราคือคนที่มาไกวชิงช้าเรา ถ้าจังหวะ 2 สิ่งนี้มันพอเหมาะกัน ชิงช้าก็จะไกวได้เยอะไปได้นาน ๆ”

แผ่นดินไหวกรุงเทพ โอกาสในการทบทวนการระวังภัยธรรมชาติ

ดร.สุทธิพงษ์มองว่า ปัจจัยทางธรรมชาติ 5 ประการที่เกิดขึ้นกับแผ่นดินไหวที่ส่งผลต่อกรุงเทพฯ นั้น “ควบคุมไม่ได้เลย มนุษย์เราไม่สามารถแก้ไขอะไรได้แต่ความเสียหายที่เพิ่มขึ้นน่าจะมาจากตึกที่เราสร้างมันไปสอดคล้องกับลักษณะการสั่นของคลื่นแผ่นดินไหว” ซึ่งเป็นสิ่งที่ต้องทบทวนในอนาคตทั้งในแง่ของกฎหมายและนโยบาย

ยกตัวอย่างเช่น ความเสียหายที่เกิดขึ้นจากแผ่นดินไหวซึ่งมีจุดศูนย์กลาง (Epicenter) ห่างออกไปมากกว่า 1,000 กิโลเมตร เป็นสัญญาณเตือนให้ผู้ที่เกี่ยวข้องพิจารณาทบทวนแนวทางการวางมาตรฐานโครงสร้างอาคาร พร้อมเปรียบเปรยว่า “เราควบคุมชิงช้าได้เราเปลี่ยนการออกแบบชิงช้าได้ แต่เราเปลี่ยนดีไซน์การไกวของแผ่นดินไหวไม่ได้” ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญจากเหตุการณ์ในครั้งนี้

นอกจากประเด็นปัจจัยหลักที่ส่งผลให้แผ่นดินไหวพม่าสร้างความเสียหายในกรุงเทพฯ ดร.สุทธิพงษ์ยังอธิบายทฤษฎีการเกิดแผ่นดินไหวตาม หรืออาฟเตอร์ช็อก (Aftershock) รวมถึงการพัฒนาระบบการเตือนภัยแผ่นดินไหวด้วย ซึ่งสามารถติดตามใน TNN Tech ได้เร็ว ๆ นี้