Explore

แผ่นดินไหว . สึนามิ . สุลาเวสี : กับข้อชวนคิดของคนไทย

วิเคราะห์และเรียบเรียง : สันติ ภัยหลบลี้ และ มนตรี ชูวงษ์

สุลาเวสี (Sulawesi) เป็นหนึ่งในเกาะสำคัญของประเทศอินโดนีเซีย อยู่ทางทิศตะวันออกของเกาะบอร์เนียว โดยในทางธรณีแปรสัณฐาน เกาะสุลาเวสีเกิดจากการชนและมุดกันของแผ่นเปลือกโลกหลายแผ่นอย่างเมามันและซับซ้อน ทั้งแผ่นออสเตรเลีย แผ่นแปซิฟิกและแผ่นฟิลิปปินส์ ทำให้พื้นที่ทั้งภายในและโดยรอบเกาะสุลาเวสีมีแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวสำคัญถึง 10 แหล่ง ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ตามสภาพแวดล้อมทางธรณีแปรสัณฐาน คือ

  1. เขตมุดตัวของเปลือกโลก (subduction zone) เป็นการชนและมุดกันของขอบแผ่นเปลือกโลกโดยตรง มี 5 เขต (S1-S5) ได้แก่ 1) ร่องลึกก้นสมุทรสุลาเวสีเหนือ (North Sulawesi Trench) 2) เขตรอยเลื่อนย้อนซังกีฮ์ตะวันออก (East Sangihe Thrust) 3) เขตรอยเลื่อนย้อนบาตุย (Batui Thrust) 4) เขตรอยเลื่อนย้อนโตโล (Tolo Thrust) และ 5) เขตรอยเลื่อนย้อนทางตอนใต้ของเกาะสุลาเวสีที่ไม่ระบุชื่ออีก 1 เขต
  2. รอยเลื่อน (fault) เป็นรอยแตกภายในแผ่นเปลือกโลก มี 5 รอยเลื่อน (F1-F5) ได้แก่ 1) รอยเลื่อนปาลู-โคโร (Palu-Koro Fault) 2) รอยเลื่อนมาตาโน (Matano Fault) 3) รอยเลื่อนลาวาโนโป (Lawanopo Fault) 4) รอยเลื่อนโคลาคา (Kolaka Fault) และ 5) รอยเลื่อนวาลาแน (Walanae Fault)
แผนที่เกาะสุลาเวสีแสดงการกระจายตัวของ เขตมุดตัวของเปลือกโลก (S1-6) และ รอยเลื่อน (F1-6) ภายในแผ่นเปลือกโลก (ที่มา : white และคณะ, 2017)

ก็เพราะแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวทั้ง 2 ชนิด 10 แหล่ง ทำให้สุลาเวสีและพื้นที่โดยรอบเคยเกิดแผ่นดินไหวในระดับที่เป็นภัยพิบัติมาอย่างต่อเนื่อง จากการสืบค้นข้อมูลแผ่นดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในช่วง 123 ปี ที่ผ่านมา (พ.ศ. 2440-2563) พบว่าแผ่นดินไหวขนาด 6.0-6.9 มีจำนวน 211 ครั้ง แผ่นดินไหวขนาด 7.0-7.9 เคยเกิดขึ้น 32 ครั้ง และแผ่นดินไหวขนาด 8.0 ขึ้นไป ก็เคยเกิดมาแล้วถึง 2 ครั้ง คือ เหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด 8.1 เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2482 และแผ่นดินไหวขนาด 8.2 เมื่อวันที่ 24 มกราคม พ.ศ. 2508 ซึ่งถือเป็นแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่เคยเกิดขึ้นในย่านนี้

สถิติการเกิดแผ่นดินไหวละแวกสุลาเวสีในช่วง 123 ปี ที่ผ่านมา (พ.ศ. 2440-2563) (ที่มา : www.earthquake.usgs.gov/)

ล่าสุดในวันที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2561 เกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.5 มีจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวอยู่ห่างจาก เมืองปาลู (Palu) ไปทางทิศเหนือประมาณ 700 กิโลเมตร โดยเกิดจากการเลื่อนตัวของ รอยเลื่อนปาลู-โคโร (F1 ในรูปด้านบน) ซึ่งผลการวิเคราะห์กลไกการเกิดแผ่นดินไหว (focal mechanism) จากสำนักงานสำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) บ่งชี้ว่าแผ่นดินไหวดังกล่าว เกิดจากการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนในแนวราบแบบซ้ายเข้า (พื้นที่ด้านซ้ายของรอยเลื่อน เลื่อนเข้าหาผู้สังเกต) สอดคล้องกับพฤติกรรมโดยทั่วไปของรอยเลื่อนปาลู-โคโร และรอยเลื่อนอื่นๆ บนเกาะสุลาเวสี

หลากหลายภัยพิบัติในวันนั้น

จากแผ่นดินไหวขนาด 7.5 สถานการณ์ที่เกิดขึ้นคือเกิดภัยพิบัติหลากหลายรูปแบบ ได้แก่

1) แรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว (ground shaking) เนื่องจากแผ่นดินไหวดังกล่าวมีความลึกเพียง 10 กิโลเมตร ซึ่งถือว่าเป็นแผ่นดินไหวระดับตื้น และด้วยขนาดที่ใหญ่ถึง 7.5 ทำให้พื้นที่โดยรอบจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวได้รับแรงสั่นสะเทือนในระดับภัยพิบัติ โดยจากแผนที่แสดงการกระจายตัวของ ระดับความรุนแรงแผ่นดินไหว (earthquake intensity) ตามมาตราเมอร์คัลลี่ย์แปลง (Modified Mercalli Intensity) หน่วยงาน USGS สรุปว่าแผ่นดินไหวครั้งนี้ทำให้เกิดความรุนแรงแผ่นดินไหวในระดับ VI (strong) -XI (violent) ในรัศมี 100 กิโลเมตร จากจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว ซึ่งครอบคลุมพื้นที่เมืองปาลูและพื้นที่ใกล้เคียง

(ซ้าย) แผนที่เมืองปาลูและพื้นที่ข้างเคียงแสดงระดับความสูงของภูมิประเทศและแนวรอยเลื่อนปาลู-โคโร วงกลมแดง คือ จุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวขนาด 7.5 เมื่อวันที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2561 (ขวา) การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของระดับความรุนแรงแผ่นดินไหว จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด 7.5 (USGS)

2) ทรายพุ (liquefaction) หรือ ทรายเดือด (sand boil) เกิดจากพฤติกรรมเฉพาะของชั้นทรายชุ่มน้ำซึ่งเมื่อได้รับแรงสั่นสะเทือนจะสามารถเคลื่อนตัว แทรกดันและพุ่งขึ้นมาบนพื้นผิวโลกได้ และเนื่องจากทรายบางส่วนผุดขึ้นมา จึงต้องมีบางส่วนที่ทรุดลงไปแทนที่ ทำให้พื้นที่บริเวณโดยรอบเสียสมดุลเป็นอันตรายต่อฐานรากของสิ่งปลูกสร้าง โดยนอกจากแรงสั่นสะเทือน แผ่นดินไหวครั้งนี้ยังก่อให้เกิดภัยพิบัติทรายพุร่วมกับดินไถล ทำให้อย่างน้อย 3 พื้นที่แคบๆ ในเขตเมืองปาลูได้รับความเสียหายอย่างรุนแรง

ซึ่งโดยปกติการเกิดทรายพุร่วมกับดินถล่มพบได้ไม่บ่อยนัก เนื่องจากต้องเป็นแผ่นดินไหวขนาดใหญ่พอสมควรจนทำให้เกิดทรายพุปริมาณมาก จนกระทั่งเหนี่ยวนำให้พื้นที่ปริแตกเป็นกระพี้ ดินเลื่อนไถล ซึ่งในอดีตสภาพเช่นนี้เคยเกิดขึ้นในพื้นที่รัฐอลาสก้า ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ 27 มีนาคม พ.ศ. 2507 โดยครั้งนั้นเกิดจากแผ่นดินไหวขนาด 9.2 แรงสั่นสะเทือนทำให้เกิดทรายพุกินพื้นที่กว้างและเกิดดินไถลร่วมด้วย

(บน) ภาพถ่ายดาวเทียมบริเวณเมืองปาลูและพื้นที่ใกล้เคียงแสดงภาพก่อนและหลังแผ่นดินไหวในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากภัยพิบัติทรายพุและดินถล่ม (ที่มา : www.reliefweb.int) (ล่าง) ภาพถ่ายมุมสูงและสภาพจริงในพื้นที่ในเมืองปาลู ของการเกิดทรายพุและดินถล่มจากแผ่นดินไหวขนาด 7.5 ที่เกาะสุลาเวสี พ.ศ. 2561 (REUTERS; CNN)

3) สึนามิ (tsunami) หลังจากเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวดังกล่าวประมาณ 20 นาที เกิดสึนามิเข้าปะทะชายฝั่งโดยรอบของ อ่าวปาลู (Palu Bay) ซึ่งมีลักษณะเป็นอ่าวกะเปาะเล็กและแคบ โดยมีความสูงคลื่นประมาณ 3 เมตร ส่งผลให้มวลน้ำจำนวนมากเข้าปะทะแนวชายฝั่งโดยรอบอ่าวปาลู

โดยสรุป แรงสั่นสะเทือนรวมทั้งภัยพิบัติรูปแบบอื่นๆ ที่เกิดจากแผ่นดินไหวครั้งนั้น ทำให้พื้นที่ทางตะวันตกของเกาะสุลาเวสีได้รับผลกระทบอย่างหนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณโดยรอบเมืองปาลู บ้านเรือนเสียหายมากกว่า 6,000 หลังคาเรือน โดยประมาณ ประชาชนเสียชีวิตและสูญหายคาดว่าเกิน 2,000 คน โดยประมาณ (ข้อมูลณวันที่ 8 ตุลาคม พ.ศ. 2561; Government of Indonesia, REACH Initiative)

สึนามิเกิดขึ้นจริงหรือ ?

ในมุมมองของประชาชนทั่วไป ไม่ว่ามวลน้ำในวันนั้นจะเกิดจากอะไรก็ตาม แต่มวลน้ำที่ขึ้นฝั่งคือภัยพิบัติสำคัญที่ทำให้เกิดการเสียชีวิต อย่างไรก็ตามในทางวิชาการ ประเด็นสำคัญที่จะต้องสืบค้นต่อคือ มวลน้ำที่เข้าปะทะฝั่งใช่สึนามิหรือไม่ หรือเกิดจากสาเหตุอะไรกันแน่ เพราะคำถามที่ต้องการคำตอบเหล่านี้ มีนัยและเป็นข้อมูลสำคัญอย่างยิ่งในการเรียนรู้เพื่อนำมาปรับใช้กับพื้นที่ต่างๆ ของโลกรวมทั้งประเทศไทย ซึ่งจากการประมวลผลข้อมูลที่มีอยู่ มีความเป็นไปได้ของการเกิดมวลน้ำปะทะฝั่งที่ปาลูออกเป็น 3 สมมุติฐาน คือ

สมมุติฐานที่ 1: ไม่มีสึนามิเกิดขึ้นในวันนั้น

สาเหตุการเกิดสึนามิที่พบบ่อยที่สุด และเป็นที่รู้จักของประชาชนทั่วไปมากที่สุด คือ สึนามิที่เกิดจากกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน หรือการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในแนวดิ่งอย่างทันทีทันใดใต้น้ำ และมวลน้ำทั้งหมดไหลเข้าปะทะชายฝั่ง ซึ่งก่อให้เกิดภัยพิบัติในรายละเอียดที่รุนแรงกว่าและแตกต่างกันกับคลื่นน้ำอื่นๆ ที่เข้าปะทะชายฝั่ง

ดังที่กล่าวไปในข้างต้นว่า แผ่นดินไหวขนาด 7.5 เกิดจากการเลื่อนตัวในแนวราบของรอยเลื่อนปาลู-โคโร ดังนั้นหากพิจารณาในส่วนของการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน ทีมนักวิจัยสรุปว่าสึนามิจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐานซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการเกิดสึนามิทั่วโลกไม่ควรจะเกิดขึ้นและไม่ได้เกิดขึ้นจริง ทั้งนี้เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศในแนวดิ่งใต้ทะเล แต่มวลน้ำที่เข้าปะทะรอบชายฝั่งอ่าวปาลูในวันนั้นอาจเกิดจากการกระฉอกของมวลน้ำภายในอ่าวปาลู อันเนื่องมาจากแรงสั่นสะเทือนและการเลื่อนในแนวราบอย่างทันทีทันใดของรอยเลื่อน ซึ่งในทางวิชาการเรียกคลื่นน้ำประเภทนี้ว่า คลื่นเซซแผ่นดินไหว (seismic seiche) ซึ่งถึงแม้ว่าภัยพิบัติบริเวณชายฝั่งจะดูคล้ายกัน แต่ลักษณะของคลื่นน้ำบริเวณต้นกำเนิดแตกต่างอย่างมากกับสึนามิที่คนทั่วไปรู้จักกัน

VDO แสดงกลไกการเกิดของครื่นเซฟแผ่นดินไหวซึ่งถือเป็นผลมาจากแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว

สมมุติฐานที่ 2: สึนามิเกิดขึ้นจากกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานโดยตรง

อีกสมมุติฐานที่ยังคิดว่ามีความเป็นไปได้คือมีการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศในแนวดิ่งใต้ทะเล ถึงแม้ว่าผลการวิเคราะห์กลไกการเกิดแผ่นดินไหว จะบ่งชี้อย่างชัดเจนว่าแผ่นดินไหวครั้งนั้นมีการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนในแนวราบแบบซ้ายเข้า แต่จากผลการวิเคราะห์ การเลื่อนตัวของรอยเลื่อน (fault displacement) ในแต่ละพื้นที่ย่อยตามระนาบรอยเลื่อน จะพบว่าโดยภาพรวมมีการเลื่อนตัวในแนวราบสอดคล้องกับข้อมูลกลไกการเกิดแผ่นดินไหว โดยระนาบรอยเลื่อนมีการเลื่อนตัวสูงที่สุด 8 เมตร ทางตอนเหนือของจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวที่ระดับความลึกประมาณ 10-20 กิโลเมตร จากพื้นผิวหรือประมาณ 0-10 กิโลเมตร จากระดับจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวและทางตอนใต้ของจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวพบการเลื่อนตัวในระดับ 1-3 เมตร ที่ระดับความลึก 0-10 กิโลเมตร จากพื้นผิว

(ซ้าย) ผลการวิเคราะห์กลไกการเกิดแผ่นดินไหว (ขวา) ผลการวิเคราะห์การเลื่อนตัวตามระนาบรอยเลื่อนของรอยเลื่อนปาลู-โคโร อันเนื่องมาจากแผ่นดินไหวขนาด 7.5 (USGS)

จากผลการวิเคราะห์การเลื่อนตัวตามระนาบรอยเลื่อน หากมองในรายละเอียดจะพบว่าระนาบรอยเลื่อนทางตอนใต้ของจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว (ด้านซ้ายของรูปขวา) มีการเลื่อนตัวในระดับ 1-2 เมตรในพื้นที่ระดับความลึกศูนย์ถึง 10 กิโลเมตร ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ว่าพื้นที่ดังกล่าวมีโอกาสที่จะเกิดการปริแตกของรอยเลื่อนจนถึงพื้นผิว (surface rupture) และมีการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศในแนวดิ่งใต้อ่าวปาลู ดังนั้นหากมีการเลื่อนตัวในแนวดิ่งบนพื้นผิวจริงๆ สึนามิก็อาจเกิดขึ้นได้จากกระบวนการธรณีแปรสัณฐานเช่นกัน

สมมุติฐานที่ 3: เกิดสึนามิจากดินถล่มใต้ทะเลในอ่าวปาลู

สมมุติฐานที่นักวิชาการหลายคนโดยเฉพาะในต่างประเทศเชื่อว่าเป็นสาเหตุของสึนามิครั้งนี้คือผลจากแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวทำให้เกิดดินถล่มใต้ทะเลภายในอ่าวปาลู ซึ่งในช่วงแรกหลังจากเกิดสึนามิ นักวิจัยต่างๆ ไม่เชื่อว่าสาเหตุของการเกิดสึนามิมาจากดินถล่มใต้ทะเล ทั้งนี้เนื่องจากในทางธรณีวิทยาทางทะเล (marine geology) อ่าวปาลูน่าจะเป็นส่วนที่เรียกว่า บ่าทวีป (continental shelf) ที่ต่อขยายของแผ่นดินลงไปในทะเล ซึ่งบ่าทวีปมีความชันต่ำมาก (0.1-0.5 องศา) จึงมีโอกาสน้อยมากที่จะเกิดการถล่มของดินถล่ม

อย่างไรก็ตามในเวลาต่อมาจากข้อมูลในรายละเอียดของภูมิประเทศใต้ทะเล (bathymetry) กลับพบว่าพื้นที่ใต้อ่าวปาลูมีความชันสูงกว่าปกติ ทั้งนี้น่าจะเป็นผลมาจากความสัมพันธ์ของรอยเลื่อนปาลู-โคโร ซึ่งพาดผ่านอ่าวปาลู นอกจากนี้ยังพบว่ามีแม่น้ำสำคัญอย่างน้อย 4 สายที่ไหลจากเทือกเขาสูงทางตะวันออกเฉียงเหนือซึ่งจะช่วยนำพาตะกอนจำนวนมากลงสูงอ่าวปาลู ดังนั้นจากข้อมูลความชันที่สูงกว่าปกติและปริมาณตะกอนที่น่าจะมีมากพอสมควร จึงประเมินว่า ดินถล่มจากการกระตุ้นของแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว ก็มีความเป็นไปได้สูงมากที่จะเป็นสาเหตุให้เกิดสึนามิครั้งนี้

(ก และ ค) อ่าวปาลูและพื้นที่ข้างเคียงแสดงการกระจายตัวของระดับความสูงต่างๆ (ข) ภาพมุมสูงของอ่าวปาลู แสดงเส้นทางน้ำต่างๆ ที่ไหลลงอ่าวปาลู

ถอดบทเรียนจากปาลู

1) ในวันนั้นระบบเตือนภัยสึนามิเตือนจากสัญญาณอะไร ?

สืบเนื่องจากข้อเท็จจริงในวันนั้นคือ หลังจากเกิดแผ่นดินไหวมีการเตือนภัยสึนามิอย่างทันที และในเวลาต่อมามีการยกเลิกคำสั่งเตือนภัยสึนามิ ซึ่งดังที่กล่าวไปในข้างต้นว่าดูเหมือนว่าเหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งนี้ มีโอกาสที่จะไม่ใช่สึนามิที่เกิดจากกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน และคลื่นน้ำที่เกิดขึ้นจะไม่เหมือนสึนามิต้นฉบับที่เราหรือระบบตรวจวัดคุ้นเคย (คลื่นมีความยาวคลื่นยาวมากแต่มีความสูงขึ้นต่ำมาก) หรือว่าทุ่นลอยน้ำเป็นเพียงทุ่นที่ใช้ยืนยันการมีอยู่จริงแต่การเตือนสึนามิไม่ได้เตือนจากสัญญาณที่ตรวจวัดได้จากทุนลอยน้ำ

2) ระบบตรวจวัดสึนามิตรวจจับคลื่นน้ำที่เป็นภัยพิบัติต่อมนุษย์ได้ทุกชนิดหรือไม่ ?

ดังที่อธิบายในข้างต้นการกระเพื่อมของมวลน้ำเกิดได้จากหลายสาเหตุแม้ว่าที่ปลายทางทุกสาเหตุก่อให้เกิดภัยพิบัติตอดประชาชนเหมือนกัน แต่ที่ต้นทางของสึนามิ สาเหตุที่ต่างกันจะสร้างคลื่นที่มีหน้าตาไม่เหมือนกัน เช่น หากต้องการให้ระบบเตือนภัยรู้จักสึนามิที่เกิดจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐานเราต้องบอกให้เครื่องตรวจวัดเตือนเมื่อคืนน้ำมีการยกตัวไม่สูงนักแต่มีการยกตัวนานมากเนื่องจากความยาวคืนมีความอยากและจะยาวนานแค่ไหนเครื่องถึงจะบอกว่ามันคือสึนามิที่เกิดจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน

ในขณะเดียวกันหากเกิดการกระเพื่อมของมวลน้ำด้วยสาเหตุอื่นๆ ซึ่งมีความยาวคืนสั้นกว่านี้จากกระบวนการธรณีแปรสัณฐานและอาจมีความสูงของคลื่นบริเวณจุดกำเนิดสูงกว่า ระบบตรวจวัดสามารถรู้จักเคลื่อนที่เป็นภัยพิบัติเหล่านี้ทั้งหมดหรือยัง

3) ปากน้ำระนองของไทยมีโอกาสเกิดเหมือนปาลูของอินโดนีเซียหรือไม่ ?

ความลึกของบริเวณปากน้ำระนองชันหรือไม่ มีตะกอนมาทับถมเยอะหรือไม่ แต่ในเรื่องตะกอนเยอะ แล้วรอยแตกนี้เกิดจากรอยเลื่อนระนองโดยตรงที่ขนาบและทำให้เกิดรอยเลื่อนนี้ หากอ้างอิงตามผลการศึกษาของกรมทรัพยากรธรณี ประเมินว่ารอยเลื่อนระนองมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวได้ขนาดถึง 7.0 ในกรณีสถานการณ์รุนแรงที่สุด (worst case scenario)

ภาพถ่ายดาวเทียมแสดง แนวการวางตัวของรอยเลื่อนระนอง ซึ่งเป็นสาเหตุทำให้เกิดปากน้ำระนอง ซึ่งมีคุณลักษณะทางภูมิศาสตร์ และกระบวนการเกิดทางธรณีวิทยาที่คล้ายกันมากกับ อ่าวปาลู ประเทศอินโดนีเซีย

อ้างอิง

L.T. White, R. Hall, R.A. Armstrong, A.J. Barber, M.B. Fadel, A. Baxter, K. Wakita, C. Manning, J. Soesilo 2017. The geological history of the Latimojong region of western Sulawesi, Indonesia. Journal of Asian Earth Sciences, 138, 72-91.

Share: