Learn

ผลกระทบต่อฐานข้อมูลแผ่นดินไหว จากการเปลี่ยนรูปแบบและระบบตรวจวัด

ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางทั่วโลกว่า บันทึกแผ่นดินไหว (earthqauke record) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บันทึกที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัด (instrumental record) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ฐานข้อมูลแผ่นดินไหว (earthquake catalogue) นั้นมีประโยชน์มหาศาลในการนำไปศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวหรือประเมินพื้นที่เสี่ยงที่จะเกิดแผ่นดินไหวในอนาคต ทั้งนี้ก็เพราะฐานข้อมูลแผ่นดินไหวนั้นเก็บรายละเอียดแทบทุกอย่าง ทั้งตำแหน่ง เวลาและขนาดแผ่นดินไหว ออกมาทั้งหมดเป็นตัวเลขแน่นอน อย่างไรก็ตามจากการนำสารข้อมูลแผ่นดินไหวดังกล่าวไปใช้ หลายต่อหลายครั้ง นักแผ่นดินไหววิทยา (เช่น Reasenberg และ Simpson, 1992; Dieterich และ Okubo, 1996; Wyss และ Martyrosian, 1998) พบว่าข้อมูลแผ่นดินไหวส่วนใหญ่นั้น มักจะมีความคลาดเคลื่อนและไม่สื่อถึงพฤติกรรมการปล่อยแผ่นดินไหวของโลกอย่างแท้จริง   ซึ่งโลกก็ส่งข่าวและบอกกล่าวเราอย่างซื่อสัตย์ตรงไปตรงมา แต่ความคาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นนั้น เกิดขึ้นจากฝั่งมนุษย์เราเอง จากความไม่นิ่งของระบบการตรวจวัดฝั่งผู้รับ ตัวอย่างเช่น การเพิ่มหรือลดของเครื่องตรวจวัดแผ่นดินไหว (detection change) การเปลี่ยนแปลงโปรแกรมการคำนวณ (magnitude change) และผู้ตรวจวัด (reporting change) ซึ่งทำให้สารที่เรารับมาจากโลกนั้นขาดๆ เกินๆ และอาจส่งผลให้การวิเคราะห์แผ่นดินไหวเชิงสถิตินั้นไม่มีประสิทธิผล บทความนี้จึงมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อจะตีแผ่ ข้อด้อยหรือข้อบกพร่องจากมนุษย์ดังกล่าวเพื่อให้นักแผ่นดินไหววิทยาที่อยากจะนำฐานข้อมูลแผ่นดินไหวไปใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนำไปใช้วิเคราะห์ในเชิงสถิติ ได้ตระหนัก

1) การเปลี่ยนแปลงการตรวจวัด (detection change)

การตรวจวัดเพิ่มขึ้น

การติดตั้งของสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้น ทำให้การรายงานเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่มีขนาดเล็กลงกว่าเดิมเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในขณะที่แผ่นดินไหวใหญ่การรายงานยังเหมือนเดิม เพราะก็ตรวจวัดได้ครบถ้วนจากเครือข่ายเดิมมีอยู่แล้ว ซึ่ง สัญญาณขนาดแผ่นดินไหว (magnitude signature) ที่แสดงการตรวจวัดเพิ่มขึ้นแสดงอยู่ในรูป ก ด้านล่าง โดยแสดงลักษณะเฉพาะของกราฟ ดังนี้

  • มีการเพิ่มขึ้น (ค่า z เป็นลบ) ของชุดข้อมูลที่ประกอบด้วยแผ่นดินไหวที่เล็กกว่าเดิม (ด้านซ้ายของการพลอต)
  • ไม่มีการเปลี่ยนแปลง (ค่า z ใกล้ศูนย์) ในชุดข้อมูลที่ประกอบด้วยแผ่นดินไหวใหญ่กว่า (ด้านขวาของการพลอต) ที่ราบเรียบด้านขวามือ โดยที่จุดเริ่มต้นของความเรียบคือ แผ่นดินไหวตัดออก (cutoff magnitude) ซึ่งเป็นระดับขนาดแผ่นดินไหวที่เมื่อใหญ่กว่าหรือเท่านี้จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดแผ่นดินไหว
  • ค่า z เป็นลบโดยตลอดทั่วสัญญาณขนาดแผ่นดินไหว
  • ความสูงเสถียรของ ค่า z (ที่เรียบตรงกลาง) เป็นลบในชุดข้อมูลที่เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เล็กกว่า (ดูจากศูนย์กลางของการพลอตจากด้านซ้าย)
รูป ก ลักษณะสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวแสดงการตรวจวัดเพิ่มขึ้น
รูป ข สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวแสดงลักษณะการตรวจวัดเพิ่มขึ้น สังเกตเห็นได้ในเมืองปาร์คฟิวลด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา เปรียบเทียบอัตราการเกิดแผ่นดินไหว ระหว่างเดือนมกราคมและธันวาคม ค.ศ. 1969 และระหว่าง เดือนธันวาคม ค.ศ. 1969 และมิถุนายน ค.ศ. 1974
รูป ค สัญญาณขนาดแผ่นดินไหว จากฐานข้อมูลจากเม็กซิโก อเมริกากลางและหมู่เกาะเอลูเทียน รัฐอลาสกา ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นตัวแทนของชุดข้อมูลแผ่นดินไหวระยะไกลระดับต่างๆ สัญลักษณ์สี่เหลี่ยม คือ ชุดข้อมูลเม็กซิโกและอเมริกากลาง ส่วนสัญลักษณ์เพชร คือ ชุดข้อมูลที่มาจากหมู่เกาะเอลูเทียน แสดงการเพิ่มขึ้นในการตรวจวัดซึ่งกระทบทุกขนาดแผ่นดินไหว ในช่วงระหว่าง ค.ศ. 1964 อันเป็นผลมาจากการติดตั้งสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวเพิ่มเติม ของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว WWSSN

การตรวจสอบสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวดังรูป ก ช่วยในการคัดเลือก ขนาดแผ่นดินไหวตัดออก เพื่อกำจัดเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เล็กกว่าที่ไม่สมบูรณ์ อันเป็นผลมาจาก การเปลี่ยนแปลงการตรวจวัด โดยปัจจุบันมี 2 วิธีการในการเลือกขนาดแผ่นดินไหวตัดออก ได้แก่

  1. พิจารณาจากขนาดแผ่นดินไหวด้านซ้ายสุดของชุดข้อมูลที่เป็นที่ราบเสถียรด้านขวาของการพลอต ซึ่งหมายถึงขนาดแผ่นดินไหวต่ำสุด ที่ไม่มีผลต่อการตรวจวัดเมื่อเพิ่มจำนวนสถานี
  2. อีกกรณีของการเลือกขนาดแผ่นดินไหวตัดออกคือ พิจารณาจากขนาดแผ่นดินไหวที่ใหญ่กว่าจุดที่แสดงการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงทางด้านซ้ายของการพลอต หรือเรียกง่ายๆ คือส่วนที่เป็นพีคหรือท้องคลื่นของกราฟ

ซึ่งถ้าพิจารณาทั้ง 2 วิธีแล้วได้ค่าขนาดแผ่นดินไหวตัดออกไม่ตรงกัน ผู้เขียนแนะนำให้เลือกขนาดที่มากกว่าเป็นตัวแทนขนาดแผ่นดินไหวตัดออก

รูป ข แสดงสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวเปรียบเทียบอัตราการเกิดแผ่นดินไหวในช่วงเดือนมกราคม-ธันวาคม ค.ศ. 1969 กับเดือนธันวาคม ค.ศ. 1969 -มิถุนายน ค.ศ. 1974 จากฐานข้อมูลแผ่นดินไหวของเมืองปาร์คฟิวลด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา โดยใช้เทคนิคของ Habermann (1983) ซึ่งผลของสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวสามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงในการตรวจวัดเหตุการณ์แผ่นดินไหวได้ โดยจากด้านซ้ายขนาดแผ่นดินไหวที่มีการเปลี่ยนแปลงมากที่สุดอยู่ช่วง 2.1 และ 2.2 (ค่า z ประมาณ 10.05) ซึ่งสอดคล้องกับกราฟด้านขวาที่แสดงจุดที่ค่า z ใกล้ๆ กับ 0 เมื่อขนาดแผ่นดินไหว ≥ 2.2

นอกจากนี้ ในกรณีของ รูป ค เป็นผลการวิเคราะห์ค่า Z จากฐานข้อมูลแผ่นดินไหวระยะไกลจาก Preliminary Determination of Epicenters (PDE) ซึ่งผลผลการวิเคราะห์บ่งชี้ว่ามีการตรวจวัดเพิ่มขึ้นในช่วงต้นปี ค.ศ. 1964 ซึ่งเป็นช่วงที่มีการติดตั้งเพิ่มเติมของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวระดับโลก WWSSN ทำให้หลังจากนั้นการตรวจวัดและการรายงานเหตุการณ์แผ่นดินไหวในหลายๆ ที่ของโลก ทุกขนาดแผ่นดินไหวแสดงอัตราการตรวจวัดเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ดังแสดงในรูป ค

สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวที่แสดงโดยสัญลักษณ์สี่เหลี่ยมในรูป ค เปรียบเทียบอัตราการเกิดแผ่นดินไหวที่ตรวจวัดได้ในพื้นที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกแถบอเมริกา ในช่วงเวลา 1) ระหว่างเดือนมกราคม ค.ศ. 1963 และกุมภาพันธ์ ค.ศ. 1964 กับ 2) ระหว่างเดือนมีนาคม ค.ศ. 1964- พฤศจิกายน ค.ศ. 1967 จากกราฟจะสังเกตได้ว่าแถบทั้งหมดแสดงการเพิ่มขึ้นอย่างมากของอัตราการเกิดแผ่นดินไหว โดยดูจากค่า z ที่เป็นลบสูง

สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวทางตะวันตกของเกาะเอลูเทียน รัฐอลาสกา ประเทศสหรัฐอเมริกา แสดงเป็นสัญลักษณ์รูปเพชรในรูป ค ในกรณีนี้ช่วงเวลาการเปรียบเทียบของข้อมูลอยู่ระหว่าง 1) เดือนมกราคม ค.ศ. 1963 -ตุลาคม ค.ศ. 1964 และ 2) ตุลาคม ค.ศ.1964 -ธันวาคม ค.ศ. 1966 จะเห็นได้ว่ากราฟการวิเคราะห์ค่า Z จากแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นแถบเกาะเอลูเทียนแสดงการเพิ่มขึ้นอย่างมากในทุกๆ แถบขนาดแผ่นดินไหว คล้ายกับผลการวิเคราะห์ในพื้นที่เม็กซิโกและอเมริกากลาง ซึ่งการกระจายตัวระดับโลกของการเปลี่ยนแปลงนี้ สนับสนุนได้ชัดเจนถึงการแปลความหมายที่ว่าการเปลี่ยนแปลงสัมพันธ์กับการติดตั้งของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวระดับโลก WWSSN โดยไม่ใช่เกิดจากธรรมชาติหรือโลกที่ดุขึ้น

การตรวจวัดลดลง

ลักษณะการตรวจวัดลดลงของฐานข้อมูลแผ่นดินไหวจะคล้ายกับการตรวจวัดเพิ่มขึ้น แต่สัญญาณของการเปลี่ยนแปลงนั้นจะแสดงแบบตรงกันข้าม ปัจจุบันนักแผ่นดินไหวพบว่าการตรวจวัดลดลงเกิดขึ้นได้โดยสัมพันธ์กับการปิดการใช้งานของสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหว นอกจากนี้ในกรณีของฐานข้อมูลแผ่นดินไหวปกติอยู่แล้ว แต่เราก็สามารถเห็นการตรวจวัดลดลงในภูมิภาคใดๆ ได้ โดยสัมพันธ์กับการติดตั้งสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวในภูมิภาคอื่นข้างเคียง ซึ่งทำให้รอบบ้านนั้นตรวจวัดแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้น ลักษณะสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวสำหรับการตรวจวัดลดลงแสดงอยู่ในรูป ก โดยมีลักษณะดังนี้

  • การลดลง (ค่า z เป็นบวก) ในชุดข้อมูลที่ประกอบด้วยเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เล็กกว่า (ด้านซ้ายของการพลอต)
  • ไม่มีการเปลี่ยนแปลง (ค่า z ใกล้ 0) ในชุดข้อมูลที่ประกอบด้วยเหตุการณ์แผ่นดินไหวใหญ่กว่า (ด้านขวาของการพลอต)
  • ค่า z เป็นบวก โดยตลอดทั่วสัญญาณขนาดแผ่นดินไหว
  • ความสูงเสถียรของ ค่า z (ที่เรียบตรงกลาง) เป็นบวกในชุดข้อมูลที่เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เล็กกว่า (ดูจากศูนย์กลางของการพลอตจากด้านซ้าย)
รูป ก ลักษณะสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวแสดงการตรวจวัดลดลง
รูป ข สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวในพื้นที่ Kuriles (สัญลักษณ์สี่เหลี่ยม) และพื้นที่เม็กซิโกและอเมริกากลาง (สัญลักษณ์เพชร) แสดงการตรวจวัดลดลงของอัตราการเกิดแผ่นดินไหวเนื่องจากการปิดการใช้งานของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว VELA โดยจากรูปนี้ขนาดแผ่นดินไหวตัดออกสำหรับทั้ง 2 พื้นที่อยูื่ที่ขนาด 4.6+
รูป ค สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวสังเกตเห็นได้ในฐานข้อมูลแผ่นดินไหว Adak แสดงการตรวจวัดลดลง โดยขนาดแผ่นดินไหวตัดออกเท่ากับ 2.2+

ขนาดแผ่นดินไหวตัดออกสำหรับการตรวจวัดลดลง ประเมินได้ด้วยวิธีเดียวกับการตรวจวัดเพิ่มขึ้น โดยการ 1) คัดเลือกขนาดแผ่นดินไหวตัดออกค่าต่ำที่สุดในที่ราบเสถียรบนด้านขวาของกราฟที่พลอต หรือ 2) คัดขนาดแผ่นดินไหวตัดออกเหนือชุดข้อมูลที่มีการเปลี่ยนแปลงมากที่สุดทางด้านซ้ายของการพลอต

ความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงการตรวจวัดในฐานข้อมูลแผ่นดินไหวสำหรับการทำนายแผ่นดินไหวได้ถูกนำเสนอครั้งแรกโดย Habermann (1982a) โดยเขาได้พบการตรวจวัดลดลงในชุดข้อมูลแผ่นดินไหวระยะไกล ที่สัมพันธ์กับการปิดการใช้งานของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว VELA ซึ่งต่อมาก็มีนักแผ่นดินไหวหลายคนพบปรากฏการณ์แบบนี้ (เช่น Habermann, 1982b, 1983; Wyss และ คณะ, 1983, 1984; Habermann และคณะ, 1986)

ตัวอย่างของการปิดการใช้งานเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวและทำให้ชุดข้อมูลแผ่นดินไหวระยะไกลลดลง (แสดงในสัญลักษณ์รูปเพชรในรูป ข) โดยพบการตรวจวัดลดลงใน เม็กซิโกและอเมริกากลางและสัมพันธ์กับการปิดการใช้งานของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว VELA โดยเปรียบเทียบdกุมภาพันธ์ ค.ศ. 1964-พฤศจิกายน ค.ศ. 1967 และ พฤศจิกายน ค.ศ. 1967-กรกฎาคม ค.ศ. 1973 สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวบ่งชี้ว่าจำนวนของเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กที่ตรวจวัดในช่วงหลังนั้นมีอัตราน้อยกว่าช่วงแรก สวนพื้นที่ Kuriles (สัญลักษณ์สี่เหลี่ยมในรูป ข) ซึ่งเป็นตัวอย่างที่แสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงระดับโลก (Habermann, 1982a)

การเปรียบเทียบในรายละเอียดของการตรวจวัดลดลงในรูป ข แสดงให้เห็นความแตกต่างนิดหน่อยบางอย่าง โดยค่า z สำหรับแถบขนาดแผ่นดินไหวเหนือขนาดแผ่นดินไหวตัดออกในพื้นที่ Kuriles จะใกล้กับ 0 มาก แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในอัตราการรายงานเหตุการณ์แผ่นดินไหวใหญ่กว่า โดยจะเห็นได้ว่าแถบขนาดแผ่นดินไหวเหนือขนาดแผ่นดินไหวตัดออกจากชุดข้อมูลแผ่นดินไหวในพื้นทที่เม็กซิโกและอเมริกากลางแสดงค่า z เป็นลบ ซึ่งการเพิ่มขึ้นในแถบขนาดแผ่นดินไหวเหล่านี้สามารถเกิดได้จาก 2 สาเหตุ คือ 1) เป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นโดยทั่วไปของการตรวจวัดของเหตุการณ์แผ่นดินไหวใหญ่กว่าในภูมิภาค เนื่องจากการติดตั้งสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้นในสหรัฐอเมริกา และ 2) เกิดจากการรายงานขนาดแผ่นดินไหวใหญ่เกินจริงอย่างเป็นระบบซึ่งจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย

2) การเปลี่ยนแปลงการรายงาน (report change)

การเปลี่ยนแปลงการรายงาน ถูกนำเสนอเป็นครั้งแรกโดย Habermann และ Wyss (1984a) ในการศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยเกิดจากเมื่อมีการตรวจวัดแผ่นดินไหวและบันทึกไว้ในฐานข้อมูล แต่ไม่ได้ระบุขนาดแผ่นดินไหวเอาไว้ในการบันทึกเหตุการณ์แผ่นดินไหว การเปลี่ยนแปลงแบบนี้มักพบในข้อมูลช่วงแรกๆ ที่มีการบันทึกฐานข้อมูลแผ่นดินไหวและในฐานข้อมูลแผ่นดินไหวระยะไกล ซึ่งผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการรายงานไม่สามารถจำแนกได้อย่างง่ายๆ เพราะซับซ้อนและมีความไม่แน่นอนสูง

รูป ก สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวสังเกตเห็นได้ในรอยเลื่อนซานแอนเดรียส รัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา แสดงการตรวจวัดลดลง ซึ่งมีลักษณะเหมือนกับต้นฉบับในรูป ก โดยขนาดแผ่นดินไหวตัดออกอยู่ที่ 0.9+
รูป ข กราฟความถี่สะสมของจำนวนเหตุการณ์แผ่นดินไหว ที่รายงานตามช่วงเวลาในประเทศชิลี กราฟบนคือแผ่นดินไหวขนาด mb 4.6- (911 เหตุการณ์แผ่นดินไหว) กราฟกลาง mb ≥ 4.7 (665 เหตุการณ์แผ่นดินไหว) และกราฟเส้นล่างคือเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีการรายงานขนาดแผ่นดินไหวในมาตรา mb (3,162 เหตุการณ์แผ่นดินไหว) จะสังเกตเห็นว่าการเพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนเหตุการณ์แผ่นดินไหว ที่ไม่ได้รายงานขนาดแผ่นดินไหว ในช่วงระหว่างปลาทศวรรษที่ 1970 และต้นทศวรรษที่ 1980 และสังเกตได้ว่ามีการลดลงในเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่มีรายงานขนาดแผ่นดินไหวขนาดเล็กด้วยมาตรา mb ในช่วงระหว่างกลางทศวรรษที่ 1970 มีเพียงเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่รายงาน mb ≥ 4.7 ที่รายงานด้วยอัตราคงที่ที่ต่อเนื่องตลอดช่วงเวลา
รูป ค สัญญาณขนาดแผ่นดินไหว 2 ชุด ในช่วงเวลาเดียวกันของข้อมูลแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นทางตอนกลางประเทศชิลี แสดงเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีการรายงานขนาดแผ่นดินไหว (สัญลักษณ์เพชร) และสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวแสดงสัญลักษณ์สี่เหลี่ยมไม่ได้เอาเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีรายงานขนาดแผ่นดินไหวมาคิด (เหตุการณ์แผ่นดินไหวแสดงเฉพาะในชุดข้อมูลบนด้านซ้ายของการพลอตการฟ ดังนั้นกราฟด้านขวาจึงเหมือนกันกับด้านซ้าย)

ตัวอย่างเช่นฐานข้อมูลแผ่นดินไหวของประเทศชิลีแสดงการเปลี่ยนแปลงการรายงานแผ่นดินไหว เพราะมีการขยายเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวและมีผลต่อการรายงาน จนสังเกตได้ โดยพบว่าเหตุการณ์แผ่นดินไหวมากมายไม่มีการรายงานขนาดแผ่นดินไหวในมาตรา mb ซึ่งเนื่องจากสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวที่รายงานเหตุการณ์แผ่นดินไหวนั้นใกล้กับศูนย์กลางแผ่นดินไหวมากไป จนไม่สามารถประเมิน mb ซึ่งเป็นมาตราที่เหมาะกับการรายงานแผ่นดินไหวระยะไกลได้ ซึ่งขนาดแผ่นดินไหวในมาตรา mb ส่วนใหญ่รายงานในฐานข้อมูลแผ่นดินไหว PDE นอกจากนี้ช่วงเวลาของการติดตั้งและการขยายเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวสามารถ ยังสามารถสังเกตได้ง่ายจากการเพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนของเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีรายงานขนาดแผ่นดินไหวในมาตรา mb ในฐานข้อมูลแผ่นดินไหว (ดูรูป ข ประกอบ)

ผลกระทบของการเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในจำนวนของเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่ได้รายงานขนาดแผ่นดินไหว แสดงได้จากสัญญาณขนาดแผ่นดินไหว (สัญลักษณ์เพชรในรูป ค) โดยสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวนี้เปรียบเทียบอัตราการเกิดแผ่นดินไหวระหว่างเดือนมีนาคม ค.ศ. 1970 -มีนาคม ค.ศ. 1976 และ เดือนมีนาคม ค.ศ. 1976 -พฤษภาคม ค.ศ. 1977

เหตุการณ์แผ่นดินไหวทั้งหมดที่ไม่มีขนาดแผ่นดินไหว ตกอยู่ในชุดข้อมูลด้านซ้ายของการพลอตกราฟ และชุดข้อมูลของทั้งหมดแสดงการเพิ่มขึ้น จะเห็นได้ว่าความรุนแรงของการเพิ่มขึ้นจะลดลงเมื่อเหตุการณ์แผ่นดินไหวใหญ่กว่าถูกเพิ่มไปในชุดข้อมูลนี้ด้วย ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ว่าการเพิ่มขึ้นส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เล็กที่สุด ซึ่งมีขนาดน้อยกว่า 4.0 (อันที่จริง คือเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีรายงานขนาดแผ่นดินไหว)

นอกจากนี้ ถ้าสนใจในการหาการเปลี่ยนแปลงจากธรรมชาติ เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีการรายงานขนาดแผ่นดินไหวต้องกำจัดออกก่อน เพราะอัตราถูกควบคุมโดยการตรวจวัดอัตราของการรายงานเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่รายงานในมาตรา mb แสดงการลดลงอย่างชัดเจนในอัตราที่ใกล้กับเวลาของการเพิ่มขึ้นในอัตราของการรายงานเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีขนาดแผ่นดินไหว ธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสามารถประเมินได้จากสัญญาณขนาดแผ่นดินไหว ซึ่งแสดงในรูปสัญลักษณ์สี่เหลี่ยมในรูป ค

ยิ่งไปกว่านั้น เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่มีขนาดแผ่นดินไหวยังส่งผลให้มีการเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ ซึ่งถ้าลบออกจากการพิจารณา จะพบว่ามีการตรวจวัดลดลง โดยการลดลงนี้เกิดจากที่เหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กจำนวนมากที่ไม่ได้รายงาน mb ซึ่งการสังเกตครั้งแรกจากสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวนี้ คือ เหมือนกันมากสำหรับเหตุการณ์แผ่นดินไหวทั้งหมดที่อยู่บนด้านขวาของการพลอต ผลแบบนี้ทำให้เราทราบว่าความแตกต่างระหว่าง 2 ชุดข้อมูลนี้ มีอยู่ในเพียงเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่มีขนาดแผ่นดินไหว 0 เพราะเหตุการณ์แผ่นดินไหวเหล่านี้แสดงการเปลี่ยนแปลงเฉพาะด้านซ้ายของสัญญาณขนาดแผ่นดินไหว

นอกจากนี้ สิ่งหนึ่งที่คาดได้ว่าเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงประเภทนี้คือ การติดตั้งเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวระดับภูมิภาค ทำให้มีการเพิ่มขึ้นในจำนวนเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่มีการรายงานมาตรา mb กับเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็ก สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวแสดงโดยสัญลักษณ์สี่เหลี่ยมในรูป ค และกราฟจำนวนสะสมแสดงอยู่ในรูป ข แสดงให้เห็นชัดเจนว่ามีการเปลี่ยนแปลงในทางตรงข้ามเกิดขึ้น สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวดูเหมือนการตรวจวัดลดลงทั่วๆ ไป (รูป ก) จำนวนเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่รายงาน mb ≤ 4.6 ลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาใกล้ๆ กับเวลาที่จำนวนเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ไม่ได้รายงานขนาดแผ่นดินไหว นั้นมีปริมาณเพิ่มขึ้น ลักษณะแบบนี้ทำให้แปลความได้ว่าเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ควรจะรายงาน mb นั้น ไม่ได้รายงานตามการติดตั้งเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวในประเทศชิลี ผลทำให้ได้ขนาดแผ่นดินไหวตัดออก ที่แผ่นดินไหวขนาด mb = 4.7

3) การเปลี่ยนแปลงขนาดแผ่นดินไหว (magnitude change)

การเปลี่ยนแปลงชนิดสุดท้ายเกิดขึ้นเกิดจากการเปลี่ยนรูปแบบการคำนวณขนาดแผ่นดินไหว ทำให้ขนาดนั้นเปลี่ยนไปอย่างเป็นระบบ คล้ายๆ กับการเปลี่ยนแปลงการรายงาน แต่แตกต่างกันตรงที่ความคลาดเคลื่อนของขนาดแผ่นดินไหวเกิดขึ้นในจำนวนเล็กๆ (0.1-0.5) แทนที่จะเป็น 0 โดยความคลาดเคลื่อนของขนาดแผ่นดินไหวขึ้นอยู่กับทิศทางของการเคลื่อนและชนิดหรือมาตราของขนาดแผ่นดินไหวที่ใช้พิจารณา การลดลงของขนาดแผ่นดินไหวนั้นประเมินได้ยากเพราะมันทำให้เกิดการลดลงของอัตราการเกิดแผ่นดินไหวที่เหนือ ขนาดแผ่นดินไหวตัดออก ในบางระดับขนาดแผ่นดินไหว

รูป ก แสดงต้นฉบับของสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวสำหรับการลดลงของขนาดแผ่นดินไหวซึ่งจำกัดอยู่ในช่วงขนาดแผ่นดินไหวที่แน่นอน ลักษณะคร่าวๆ ของการเปลี่ยนแปลงนี้ คือ การเกิดขึ้นของค่า z ที่ให้ค่าตรงข้ามกันอยู่กันคนละด้านของกราฟสัญญาณขนาดแผ่นดินไหว ซึ่งบางคนใช้ขนาดแผ่นดินไหวตัดออก (2.0-) หรือ (2.0+) นี้คือสาเหตุว่าทำไมการวิเคราะห์สัญญาณขนาดแผ่นดินไหว จึงมีประโยชน์มากในการประเมินการเปลี่ยนแปลงขนาดแผ่นดินไหว การเพิ่มขึ้นของขนาดแผ่นดินไหวจะแสดงคุณลักษณะเหมือนกันยกเว้นสัญญาณที่แสดงให้เห็นว่าต่างกัน

รูป ก สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวสำหรับการลดลงของการรายงานขนาด
รูป ข สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวรายงานขนาดแผ่นดินไหวการลดลงในฐานข้อมูลแผ่นดินไหว CALNET เมืองปาร์คฟิวลด์
รูป ค สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวรายงานขนาดแผ่นดินไหวการลดลงในฐานข้อมูลแผ่นดินไหวของประเทศชิลี

ถ้าลองนำข้อมูลเหล่านี้ไปพลอต กราฟ FMD จะพบว่าค่า b ไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่อัตราการเกิดแผ่นดินไหวในแต่ละขนาดจะเลื่อนเหลื่อมกันอย่างเป็นระบบในทุกขนาดแผ่นดินไหวความคลาดเคลื่อนของขนาดแผ่นดินไหวนั้นต่างจากการเปลี่ยนแปลงการตรวจวัด ในเรื่องของผลกระทบซึ่งไม่สามารถกำจัดโดยใช้วิธีการตัดจากขนาดแผ่นดินไหวตัดออกแบบทั่วๆ ไป และยากมากในการแปลความหมาย โดยความคลาดเคลื่อนของขนาดแผ่นดินไหวพบครั้งแรกจากการศึกษาฐานข้อมูลแผ่นดินไหวบริเวณตอนกลางของรัฐแคลิฟอร์เนีย (Habermann และ Wyss, 1984b) ซึ่งความคลาดเคลื่อนของขนาดแผ่นดินไหวที่เห็นได้ชัดเกิดขึ้นในชุดข้อมูลแผ่นดินไหวระยะไกล

ตัวอย่างของการลดลงของขนาดแผ่นดินไหวของฐานข้อมูลแผ่นดินไหว U.S. Geological Survey (USGS) สำหรับเมืองปาร์คฟิวลด์บริเวณรอยเลื่อนซานแอนเดรียส ซึ่งการเปลี่ยนแปลงสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวแสดงอยู่ในรูป ข โดยเปรียบเทียบอัตราการเกิดแผ่นดินไหว ระหว่าง 19 ธันวาคม ค.ศ. 1979 – 2 กันยายน ค.ศ. 1980 และ 3 กันยายน ค.ศ. 1980-23 มีนาคม ค.ศ. 1982 สัญญาณขนาดแผ่นดินไหวแสดงลักษณะการลดลงของขนาดแผ่นดินไหว (รูป ข) โดยจะพบว่าการเปลี่ยนแปลงขนาดแผ่นดินไหวของเหตุการณ์แผ่นดินไหวทั้งหมดเป็นไปอย่างอย่างเป็นระบบ โดยขนาดแผ่นดินไหวลดลง 0.15 ทั้งหมด

อีกตัวอย่างความคลาดเคลื่อนของขนาดแผ่นดินไหวของฐานข้อมูลแผ่นดินไหวระยะไกลจากชิลีแสดงในรูป ค โดยเปรียบเทียบระหว่าง 26 สิงหาคม ค.ศ. 1975 – 29 มิถุนายน ค.ศ. 1980 และ 30 มิถุนายน ค.ศ. 1980 – 21 มีนาคม ค.ศ. 1982 ซึ่งจะสังเกตได้ว่าสัญญาณขนาดแผ่นดินไหวคล้ายกับของเมืองปาร์คฟิวลด์ (รูป ข) และต้นแบบในรูป ก ซึ่งการแปลความหมายของการเปลี่ยนแปลงเกิดจากการรายงานขนาดแผ่นดินไหวลดลงอย่างเป็นระบบที่ 0.2 ในช่วงระหว่างมิถุนายน ค.ศ. 1980 เป็นต้น

Share: