นอนอยู่กับแผ่นดินไหว

[naitang]

ที่เรารู้กันว่า เปลือกโลกมันแยกออกเป็นแผ่นๆและก็มีการเคลื่อนตัวไปมาเหล่านั้น  ในข้อเท็จจริงแล้วแผ่นเปลือกโลกที่ว่าเหล่านั้นมันมิใช่ส่วนผิวของเปลือกโลกที่มีความหนาประมาณ 10 - 30+/- กม.เท่านั้น แต่มันคือแผ่นที่รวม Lithosphere เข้าไปด้วย ก็หมายความว่าแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนตัวไปมานั้นมันหนาประมาณ 200 กม.

เมื่อมันมาชนกันมันก็เกิดทางเลือกได้ไม่กี่ทาง ทางหนึ่งก็คือเกยกัน เกิดแผ่นหนึ่งมุดลงไปอีกแผ่นหนึ่งเกยขึ้นมา ที่เรียกกันว่า subduction   
อีกทางหนึ่งก็คือการยันกันจนสูงโก่งขึ้นมา ที่เรียกกันว่า collision    และอีกทางหนึ่งก็คือเคลื่อนที่เบียดกันไป ที่เรียกว่า transform fault 

[naitang]

ในกรณีที่มันมาชนกันแล้วเกิดการเกยกัน  แผ่นที่มุดลงไปก็จะต้องมุดต่ำลงไปในพื้นที่ๆเป็นของไหลที่เรียกว่า Asthenosphere  แต่จะดำดิ่งลึกข้ามเข้าไปในเชตของชั้น Mantle ไม่ได้ (คงจะไม่ต้องขยายความต่อว่าเพราะเหตุใด)  ดังนั้นเมื่อมันมุดลงไปถึงระดับนี้ มันก็จะไถลต่อไปตามแนวพื้นที่รอยต่อระหว่างชั้น Asthenosphere กับชั้น Mantle

ก็ลองนึกภาพกรณีที่เราเอากระดาษพิมพ์ทั้งรีม  เมื่อเราจับปลายด้านหนึ่งไว้ ปลายยอีกด้านหนึ่งมันก็จะห้อยลงมา เมื่อเราค่อยๆเอาปลายที่ห้อยนั้นมาวางลงบนที่ราบ เราก็จะเห็นภาพหน้าตัดของกระดาษทั้งรีมคล้ายทรงตัวอักษร s ยืด   ส่วนที่ผิวของรีมกระดาษด้านบนจะงออัดเข้าหากันแน่น ส่วนด้านล่างจะโค้งยืดออก   ในกรณีของแผ่นเปลือกโลกที่เป็นหิน ก็แน่นอนว่าจะต้องเกิดรอยปริและรอยแตกในบริเวณที่งอและที่โค้งยืด การแตกปริเหล่านั้นก็คือต้นตอของแผ่นดินไหวนั่นเอง   

[naitang]

เมื่อเอาพิกัด 3 มิติ ของจุดกำเนิดของแผ่นดินใหวที่อยู่ลึกๆมาถ่ายลงบนแผนที่ ก็ได้พบว่าในพื้นที่เดียวกันนั้นจะมีจุดกำเนิดแผ่นดินไหวอยู่ 2 ระดับ จึงทำให้ได้รู้ว่าตัวแผ่นเปลือกโลกที่มุดอยู่ใต้เปลือกโลกนั้นมันหนามากน้อยเพียงใด มันเคลื่ีอนตัวอยย่างไร มันแตกหักหรือไม่ และมุดไปไกลถึงใหนก่อนที่มันจะละลายไปรวมเป็นเนื้อเดียวกับ Asthenosphere 

แผ่นดินไหวในระดับลึกดังกล่าวนี้ ถูกจัดอยู่ในกลุ่มแผ่นดินไหวประเภทระดับลึก คือมีความลึกมากกว่าประมาณ 300+/- กม.ขึ้นไป เป็นพวกที่เกือบจะไม่ทำให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินใดๆเลย

[naitang]

มาถึงแผ่นดินไหวที่มีจุดกำเนิดที่มีความลึกระดับกลาง คือลึกมากกว่าประมาณ 30 กม.ไปจนถึงประมาณ 300 กม. แผ่นดินไหวในกลุ่มนี้เกือบทั้งหมดจะเกิดจากบริเวณที่มีการการเสียดสีกันระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่กำลังมุดลงไปกับอีกแผ่นหนึ่งที่เกยอยู่ด้านบน ความเสียหายที่เกิดขึ้นต่อฃีวิตและทรัพย์สินจะแปรผันไปตามความสัมพันธ์ระหว่างขนาดและความลึก 

อีกความเสียหายหนึ่งจะเกิดมาจากเรื่องของการประทุและการปล่อยเถ้าถ่านของภูเขาไฟ ซึ่งค่อนข้างจะจำกัดอยู่ในทิวเกาะที่ลงท้ายชื่อว่า Arc   สาเหตุก็มาจากการที่การเสียดสีของแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นทำให้เกิดความร้อนมากมายจนเกิดหินละลายพ่นออกมาเป็นภูเขาไฟ

[naitang]

ก็มาถึงแผ่นดินไหวระดับตื้น คือลึกไม่เกินประมาณ 30 กม. 

แผ่นดินไหวในกลุ่มนี้เกิดในพื้นที่ส่วนที่เป็นส่วนผิวของเปลือกโลก เป็นแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นเป็นปริมาณมากที่สุด และยังผลให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินมากที่สุด แต่โชคดีที่ส่วนมากจะไปเกิดตามแนวทิวเขาใต้น้ำของมหาสมุทร (mid oceanic ridge) ซึ่งเป็นแนวที่หินหลอมละลายได้ผุดขึ้นมาจากใต้ผิวโลก สร้างเป็นเปลือกโลกใหม่ใต้ท้องทะเล ซึ่งในกรณีของมหาสมุทรแปซิฟิกก็จะเป็นการทดแทนเปลือกโลกเก่าที่มุดหายลงไป ส่วนของมหาสมุทรแอตแลนติกก็จะเป็นเพิ่มพื้นที่ของมหาสมุทร   

ความต่างนี้เองที่ทำให้แผ่นดินไหวตามชายขอบของมหาสมุทรแปซิฟิกจึงมีมาก เพราะมีการเสียดสีกันของแผ่นเปลือกโลก  ส่วนตามชายยขอบของมหาสมุทรแอตแลนติกนั้นเกือบจะไม่มีแผ่นแผ่นดินใดๆเลย เพราะเกือบจะไม่มีการกระทบกระทั่งใดๆของเปลือกโลกเลย

[naitang]

ขออภัยครับ  ขอแก้ประโยคก่อนสุดท้าย  จะต้องเป็นว่า "ส่วนตามชายขอบของมหาสมุทรแอตแลนติกนั้นเกือบจะไม่มี เพราะเกือบจะไม่มีการกระทบกระทั่งใดๆของเปลือกโลกเลย"

 

[naitang]

นอกจากแผ่นดินไหวจะเกิดจากผลของการมุด-เกยกันระหว่างแผ่นเปลือกโลกแล้ว (มิติในทางแกนตั้ง_แกน Z) ก็ยังเกิดได้จากการเสียดสีกันในแนวนอน (มิติในทางแกนนอน_แกน X,Y) ซึ่งระนาบหรือแนวของการเคลื่อนตัวเสียดสีกันในแนวนี้มีความยาวได้ในหลักร้อยและหลักพัน กม. (เรียกกันว่า Transform fault)  เมื่อมีการเคลื่อนตัวผ่านกันก็ย่อมต้องมีการสะดุดและเกิดการกระชุ่นเมื่อหลุดออกจากกัน กลายเป็นแผ่นดินไหว  

[naitang]

เพื่อให้ได้ภาพรวมๆของลักษณะที่จะเกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ผ่านกัน 

หาซื้อขนมชั้นโดยให้แม่ค้าตัดเป็นก้อนขนาดประมาณถาดขนมหม้อแกงเมืองเพชร  เอาวางผึ่งลมให้ผิวหน้าแห้งกระด้าง หรือจะใส่ในตู้เย็นก็ได้  เราก็พอจะได้ตัุวแทนที่คล้ายๆกับแผ่นเปลือกโลกที่มีผิวหน้าแข็ง (เสมือน crust) มีส่วนใต้ๆลงไปค่อยๆนิ่มมากขึ้น (เสมือน lithosphere ต่อด้วย asthenosphere นิ่มๆ)   

เมื่อเราเอามีดมาตัดเพื่อแบ่งออกเป็นสองส่วน  ก็จะรู้สึกได้ว่า ส่วนผิวชั้นแรกนั้นกรีดลงไปได้ง่าย แต่เมื่อเฉือนลึกลงไป การกรีดตัดก็จะไม่ไหลลื่นเหมือนกับชั้นแรกๆ   

[naitang]

คราวนี้ก็มาถึงการทำให้สองชิ้นนั้นมันเคลื่อนที่สวนทางกัน 

ก็จะได้เห็นและได้รู้สึกจากสัมผัสของมือเราที่ใช้ดุนขนมชั้นสองส่วนนั้นค่อยๆให้มันเคลื่อนที่สวนทางกัน คือ ส่วนผิวชั้นแรกนั้นเราจะเห็นว่ามันเคลื่อนที่ผ่านกันแบบง่ายๆ จะรู้สึกว่าที่ชั้นใต้ๆลงไปนั้นจะเคลื่อนผ่านกันแบบมีการสะดุดกันเล็กๆน้อยๆ และส่วนชั้นใต้ๆนั้นจะยังรู้สึกติดกันเหมือนกับยังไม่ได้มีการตัดด้วยมีด แล้วก็จะรู้สึกว่าเราจะต้องใช้แรงดุนมากขึ้นจึงจะขาดออกจากกัน ขาดแยกออกจากกันแล้วก็ยังไม่ขาดจริงก็ยังติดอยู่เป็นจังหวะๆ

หากสังเกตแบบละเอียดหน่อย ก็จะเห็นว่าผิวหน้าและชั้นของขนมชั้นจะเป็นลอนลูกคลื่น ซึ่งที่เกิดในธรรมชาติใช้ศัพท์ทางวิชาการว่า fold (แปลไทยว่า พับ) ในบริเวณที่มีลักษณะคล้ายทรงหงายมือเรียกว่า ประทุนหงาย (Syncline) และที่เป็นลักษณะทรงคว่ำมือเรียกว่า ประทุนคว่ำ (Anticline)     แล้วก็อาจจะสังเกตเห็นริ้วหรือรอยแตกแบบมีระบบบนผิวบนของขนมชั้น 

[naitang]

ขยายเรื่องมาเสียยืดยาว ก็เพียงจะให้เห็นว่าเปลือกโลกที่มีความหนาประมาณ 30 +/-กม.นี้ มีตำแหน่งที่มีโอกาสจะเป็นต้นกำเนิดของแผ่นดินไหวได้มากมายหลายจุดที่มีลักษณะจำเพาะ