แผ่นดินไหว

การจัดกลุ่มแผ่นดินไหว (Earthquake Clustering)

จากการศึกษาฐานข้อมูลแผ่นดินไหวทั้งในระดับโลก (Aki, 1956) และระดับท้องถิ่น (Knopoff, 1964) พบว่า ฐานข้อมูลแผ่นดินไหว มักจะประกอบด้วย กลุ่มแผ่นดินไหว (earthquake cluster) ของ 1) แผ่นดินไหวนำ (foreshock) 2) แผ่นดินไหวหลัก (mainshock) และ 3) แผ่นดินไหวตาม (aftershock) โดยในทางธรณีแปรสัณฐาน แผ่นดินไหวหลักเกิดจาก แรงเค้นทางธรณีแปรสัณฐาน (tectonic stress) โดยตรง ในขณะที่แผ่นดินไหวนำเกิดจากการเตรียมตัวก่อนเกิดแผ่นดินไหวหลัก ส่วนแผ่นดินไหวตามเกิดจากความเค้นที่ถ่ายเทมาจากการเลื่อนตัวของพื้นที่หรือรอยเลื่อนเมื่อเกิดแผ่นดินไหวหลักในแต่ละเหตุการณ์ ดังนั้นก่อนนำฐานข้อมูลแผ่นดินไหวมาประเมินพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหว ที่สัมพันธ์กับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน จึงจำเป็นต้องจัดกลุ่มแผ่นดินไหว และกำจัดข้อมูลแผ่นดินไหวนำและแผ่นดินไหวตาม ออกจากฐานข้อมูลแผ่นดินไหว เพื่อให้เป็นฐานข้อมูลแผ่นดินไหวหลักที่สื่อถึงพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวที่สัมพันธ์กับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานอย่างแท้จริง

เพิ่มเติม : แผ่นดินไหวตาม (Aftershock)

ในทางธรณีแปรสัณฐาน แผ่นดินไหวหลักขนาดเล็กเกิดจากการเลื่อนตัวเล็กน้อยของรอยเลื่อน ความเค้นทางธรณีแปรสัณฐานที่เกิดจากการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนดังกล่าวจึงถ่ายเทไปในพื้นที่จำกัด และใช้เวลาสั้นเพื่อคลายความเค้น ในรูปแบบของแผ่นดินไหวตาม ส่วนในกรณีของแผ่นดินไหวหลักขนาดใหญ่ รอยเลื่อนเลื่อนตัวมาก ความเค้นที่เกิดจากการเลื่อนตัวแผ่ขยายครอบคลุมพื้นที่กว้างและใช้เวลายาวนานในการคลายความเค้นทั้งหมด เช่น ในกรณีของแผ่นดินไหวหลักขนาด 9.0 Mw ทางตอนเหนือของเกาะสุมาตรา เมื่อวันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 เกิดแผ่นดินไหวตามยาวนาน 13 สัปดาห์หลังจากเกิดแผ่นดินไหวหลัก ครอบคลุมพื้นที่จากนอกชายฝั่งทางตะวันตกของเกาะสุมาตราไปถึงหมู่เกาะนิโคบาร์

แผ่นดินไหวหลัก (mainshock) คือ แผ่นดินไหวที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่มแผ่นดินไหวนั้น แผ่นดินไหวนำ (foreshock) คือ แผ่นดินไหวที่เกิดก่อนแผ่นดินไหวหลัก แผ่นดินไหวตาม (aftershock) คือ แผ่นดินไหวที่เกิดตามแผ่นดินไหวหลัก

กราฟแสดงลำดับการเกิดแผ่นดินไหวของ กลุ่มแผ่นดินไหว (earthquake cluster) ที่เกิดขึ้นในช่วงวันที่ 9-23 เดือนมีนาคม ค.ศ. 2011 บริเวณนอกชายฝั่งเมืองโทโฮกุ ประเทศญี่ปุ่น โดยแผ่นดินไหวหลักมีขนาด 8.9 Mw (www.colorado.edu)
(ซ้าย) การวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ แสดงการอัดบู้บี้กันของแผ่นดินจากแผ่นดินไหวที่สหรัฐอเมริกา สีแดง คือ พื้นที่ฟกช้ำที่โดนอัดจากการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน (ขวา) แผนที่ทะเลอันดามันและพื้นที่ข้างเคียงแสดงจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวขนาด 9.0 Mw เมื่อวันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 และการกระจายตัวของแผ่นดินไหวตาม (Lay และคณะ, 2005)

สืบเนื่องจากกระบวนการเกิดกลุ่มแผ่นดินไหว ดังที่อธิบายในข้างต้น นักแผ่นดินไหวจึงสามารถจัดกลุ่มแผ่นดินไหวในทางสถิติได้โดยพิจารณาจาก 3 เงื่อนไข คือ 1) ขนาดแผ่นดินไหว 2) ระยะทางระหว่างจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว และ 3) ความแตกต่างของเวลาเกิดแผ่นดินไหว โดยปัจจุบันแบบจำลองการจัดกลุ่มแผ่นดินไหวด้วยเงื่อนไขขนาด ระยะทางและช่วงเวลา มีการนำเสนอ 3 แบบจำลอง คือ 1) Gardner และ Knopoff (1974) 2) Gruenthal (ติดต่อส่วนตัว) และ 3) Uhrhammer (1986) (รูป ก) โดยเส้นสีต่างๆ คือ กรอบระยะทาง (หน่วย กิโลเมตร) และกรอบเวลา (หน่วย วัน) ของแต่ละแบบจำลอง ซึ่งหากแผ่นดินไหว 2 เหตุการณ์ ที่พิจารณามีความแตกต่างของระยะทางใกล้กว่าหรือต่ำกว่าเส้นสีที่กำหนดของกราฟแสดงระยะทาง และมีความแตกต่างของช่วงเวลาเกิดแผ่นดินไหวสั้นหรือต่ำกว่าเส้นสีที่กำหนดของกราฟแสดงเวลา นักแผ่นดินไหวประเมินว่าเป็นแผ่นดินไหวกลุ่มเดียวกัน และแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดในแต่ละกลุ่ม จะถูกคัดเลือกเป็นแผ่นดินไหวหลัก ซึ่งจากการศึกษางานวิจัยในอดีตเกี่ยวกับการจัดกลุ่มแผ่นดินไหวในภูมิภาคอาเซียน พบว่าแบบจำลองที่น่าเชื่อถือที่สุด คือ Gardner และ Knopoff (1974)

กราฟแสดง (ก) แบบจำลองการจัดกลุ่มแผ่นดินไหวจากกลุ่มวิจัยต่างๆ (Wiemer, 2001) (ข) ผลการจัดกลุ่มแผ่นดินไหว ตามแบบจำลองของ Gardner และ Knopoff (1974) จากข้อมูลแผ่นดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในภูมิภาคอาเซียนแผ่นดินใหญ่ (Pailoplee และ Choowong, 2014)

รูป ข แสดงผลการจัดกลุ่มแผ่นดินไหวในภูมิภาคอาเซียนแผ่นดินใหญ่ (Pailoplee และ Choowong, 2014) ตามแบบจำลองของ Gardner และ Knopoff (1974) ซึ่งผลการวิเคราะห์ข้อมูลแผ่นดินไหวทั้งหมด 29,990 เหตุการณ์ สามารถจัดกลุ่มแผ่นดินไหวได้ 1,578 กลุ่มแผ่นดินไหว และคัดกรองแผ่นดินไหวนำหรือแผ่นดินไหวตามได้ 26,264 เหตุการณ์ (87.6%) ของแผ่นดินไหวทั้งหมดที่พิจารณา และประเมินว่ามีเหตุการณ์แผ่นดินไหวหลัก 3,726 เหตุการณ์ (12.4%)

นอกจากนี้ จากแผนที่ด้านล่าง แสดงการกระจายตัวของข้อมูลแผ่นดินไหว ก่อน-หลัง การจัดกลุ่มแผ่นดินไหว และคัดเลือกแผ่นดินไหวหลัก พบว่าแผ่นดินไหวที่เกิดในพื้นที่ชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่า ส่วนใหญ่เป็นแผ่นดินไหวหลัก ในขณะที่บริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน ส่วนใหญ่เป็นแผ่นดินไหวนำหรือแผ่นดินไหวตามซึ่ง Pailoplee และ Choowong (2014) จึงสรุปว่าแผ่นดินไหวหลักที่เกิดในพื้นที่ชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่า ส่วนใหญ่เป็นแผ่นดินไหวขนาดเล็กจึงไม่พบแผ่นดินไหวนำหรือแผ่นดินไหวตามอย่างชัดเจน ในขณะที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน มักจะเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ ทำให้เกิดแผ่นดินไหวนำหรือตามเป็นจำนวนมาก

แผนที่ภูมิภาคอาเซียนแผ่นดินใหญ่ แสดงการกระจายตัวของข้อมูลแผ่นดินไหวในกรณีของก่อน (วงกลมสีน้ำเงิน) และหลัง (วงกลมสีแดง) การจัดกลุ่มแผ่นดินไหวและคัดเลือกแผ่นดินไหวหลัก (Pailoplee และ Choowong, 2014)

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth

Share: