Research

แรงเค้นทางธรณีแปรสัณฐานในภาคเหนือของไทย กับการประเมินพื้นที่เสี่ยงแผ่นดินไหวในอนาคต

นอกจากรอยเลื่อนสะกาย ความเค้นทางธรณีแปรสัณฐานที่เกิดจากการชนกันของแผ่นเปลือกโลกอินโด-ออสเตรเลียและแผ่นยูเรเซีย ยังถ่ายเทเข้ามาภายในแผ่นเปลือกโลกยูเรเซีย บริเวณภาคเหนือของประเทศไทย ทางตะวันออกของประเทศพม่ารวมทั้งตอนเหนือของประเทศลาว ( Charusiri และคณะ, 2007) ทำให้เกิดรอยเลื่อนจำนวนมากวางตัวในแนวตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้และแนวตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งรอยเลื่อนส่วนใหญ่มีการเลื่อนตัวตามแนวราบ (strike-slip movement) และมีบางรอยเลื่อนที่เลื่อนตัวแบบปกติ (normal movement) เช่น รอยเลื่อนแม่จัน (Mae Chan Fault; Fenton และคณะ, 2003) ในจังหวัดเชียงราย รอยเลื่อนปัว (Pua Fault; Fenton และคณะ, 2003) ในจังหวัดน่าน รอยเลื่อนลำปาง-เถิน (Lampang-Thoen Fault; ปัญญา จารุศิริ และคณะ, 2547; Pailoplee และคณะ, 2009b) ในจังหวัดลำปาง และรอยเลื่อนแม่ทา (Mae Tha Fault; Rhodes และคณะ, 2004) ในจังหวัดเชียงใหม่ เป็นต้น

แผนที่ชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่าแสดงการกระจายตัวของกลุ่มรอยเลื่อน (เส้นสีดำ; Pailoplee และคณะ, 2009a) วงกลมสีเทา คือ ข้อมูลแผ่นดินไหวที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหวในช่วงปี ค.ศ. 1984-2010 ดาวสีแดง คือ เหตุการณ์แผ่นดินไหวสำคัญที่เคยสร้างภัยพิบัติในพื้นที่ สี่เหลี่ยมสีดำ คือ เขื่อนขนาดใหญ่ตามแม่น้ำโขง (สี่เหลี่ยมสีดำ) (Pailoplee และคณะ, 2013a)

จากสถิติการเกิดแผ่นดินไหวในอดีตพบว่าพื้นที่ดังกล่าวเคยเกิดแผ่นดินไหวในระดับที่สร้างภัยพิบัติหลายครั้ง เช่น แผ่นดินไหวขนาด 6.5 เมื่อวันที่ 13 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1935 ทางตอนเหนือของเมืองหลวงพระบาง (Luang Phabang) ประเทศลาว แผ่นดินไหวขนาด 7.2 เมื่อวันที่ 11 เดือนกรกฎาคม ค.ศ. 1995 ทางตะวันออกของประเทศพม่า แผ่นดินไหวขนาด 6.3 เมื่อวันที่ 16 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2007 บริเวณรอยเลื่อนน้ำมา ชายแดนประเทศพม่า-ลาว โดยเฉพาะเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด 6.8 เมื่อวันที่ 24 เดือนมีนาคม ค.ศ. 2011 บริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-พม่า สร้างความเสียหายอย่างมากต่อบ้านเรือนในประเทศพม่าและประเทศไทยมากกว่า 100 หลังคาเรือน (Wang และคณะ, 2014) และแผ่นดินไหวขนาด 6.3 เมื่อวันที่ 5 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2014 ที่ส่งผลกระทบบริเวณกว้างต่อภาคเหนือของประเทศไทยและทางตะวันออกของประเทศพม่า (Soralump และคณะ, 2014) ดังนั้นรอยเลื่อนในบริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่า จึงเป็นแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวสำคัญ ที่มีโอกาสสร้างภัยพิบัติแผ่นดินไหวต่อชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่า

ด้วยเหตุนี้ เพื่อที่จะประเมินพื้นที่เสี่ยง ที่มีโอกาสที่จะเกิดแผ่นดินไหวในระดับภัยพิบัติในอนาคต ในพื้นที่กลุ่มรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่า Pailoplee และคณะ (2013a) จึงเลือกใช้วิธีการทางสถิติในการศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหว ที่เรียกว่า การวิเคราะห์ค่า b ซึ่งสามารถสื่อได้ว่าพื้นที่ใดมีแรงเค้นทางธรณีแปรสัณฐานที่สูงกว่าพื้นที่อื่นๆ โดยหลังจากทำการประมวลผลและสังเคราะห์ฐานข้อมูลแผ่นดินไหวให้เหลือเฉพาะข้อมูลส่วนที่สื่อถึงพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวในพื้นที่โดยแท้จริง

ในส่วนของการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงค่า b เชิงเวลา Pailoplee และคณะ (2009b) ศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวและวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงค่า b เชิงเวลาจากข้อมูลแผ่นดินไหวที่เกิดในบริเวณรอยเลื่อนลำปาง-เถิน จังหวัดลำปาง โดยในแต่ละช่วงเวลาการวิเคราะห์ค่า b Pailoplee และคณะ (2009b) คัดเลือกข้อมูลแผ่นดินไหวที่เกิดในเวลาใกล้เคียงกับช่วงเวลาวิเคราะห์มากที่สุด 30 เหตุการณ์ หลังจากนั้นเลื่อนช่วงเวลาการวิเคราะห์ค่า b ในทุก 5 เหตุการณ์แผ่นดินไหว ซึ่งผลการศึกษา (รูปด้านล่าง) บ่งชี้ว่าแผ่นดินไหวขนาด ≥ 4.0 Mw เกิดหลังจากมีการลดลงของค่า b เมื่อเปรียบเทียบกับช่วงเวลาใกล้เคียง

กราฟแสดง (ก) การเปลี่ยนแปลงค่า b เชิงเวลา วิเคราะห์จากข้อมูลแผ่นดินไหวที่เกิดบริเวณรอยเลื่อนลำปาง-เถิน เส้นทึบและเส้นประ คือ ค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของค่า b ตามลำดับ (ข) แผ่นดินไหวที่เกิดในช่วงปี ค.ศ. 1996-2002 (Pailoplee และคณะ, 2009b)

จากผลการวิจัยเชิงเวลาดังกล่าว แสดงให้เห็นว่า ค่า b มีความสัมพันธ์หรือสอดคล้องกับพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในเวลาต่อมา โดยก่อนที่จะเกิดแผ่นดินไหวในระดับที่เป็นภัยพิบัติ พฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวในขนาดเล็กกว่าจะแสดงค่า b ที่ต่ำกว่าช่วงเวลาอื่นๆ ซึ่งเป็นไปตามที่งานวิจัยในอดีตจากต่างประเทศได้สรุปไว้ว่า ค่า b ต่ำ สื่อถึงแรงเค้นทางธรณีแปรสัณฐานที่สูง ดังนั้นเราจึงสามารถใช้ค่า b เป็น สัญญาณบอกเหตุ (precurser) ก่อนที่จะเกิดแผ่นดินไหวในระดับภัยพิบัติได้

และเพื่อที่จะประเมินพื้นที่ที่แสดงค่า b ต่ำ หรือพื้นที่ที่สะสมแรงเค้นทางธรณีแปรสัณฐานสูง ในพื้นที่ชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่า Pailoplee และคณะ (2013a) ได้แบ่งข้อมูลแผ่นดินไหวที่ผ่านการปรับปรุงแล้วดังกล่าวออกเป็น 3 ชุดข้อมูล ตามช่วงเวลาการเกิดแผ่นดินไหว คือ ข้อมูลแผ่นดินไหวในช่วงปี 1) ค.ศ. 1984-1995 2) ค.ศ. 1984-2000 และ 3) ค.ศ. 1984-2005 เพื่อใช้วิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของค่า b และพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวขนาด ≥ 5.0 Mw ที่เกิดตามมา

จากผลการวิเคราะห์โดยใช้ข้อมูลแผ่นดินไหวที่อยู่ใกล้พื้นที่ย่อยมากที่สุดจำนวน 50 เหตุการณ์ (Nuannin และคณะ, 2005) พบว่า (รูป ก-ค) มีพื้นที่ซึ่งแสดงค่า b ต่ำกว่าพื้นที่ข้างเคียงอย่างชัดเจน วางตัวอยู่ในแนวตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้ของพื้นที่ศึกษานับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1984-2005 ซึ่งหากพิจารณาแผ่นดินไหวขนาด ≥ 5.0 Mw ที่เกิดขึ้นภายใน 5 ปี หลังจากช่วงเวลาของแต่ละฐานข้อมูลแผ่นดินไหวที่ใช้ในการวิเคราะห์ พบว่าแผ่นดินไหวขนาด ≥ 5.0 Mw ส่วนใหญ่เกิดในบริเวณที่มีค่า b ต่ำ ดังกล่าว (รูป ก-ค) และมีบางเหตุการณ์ที่เกิดในบริเวณขอบของพื้นที่ซึ่งประเมินว่ามีค่า b ต่ำ

แผนที่กลุ่มรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่าแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของค่า b วิเคราะห์จากข้อมูลแผ่นดินไหวในช่วงปี (ก) ค.ศ. 1984-1995 (ข) ค.ศ. 1984-2000 (ค) ค.ศ. 1984-2005 และ (ง) ค.ศ. 1984-2010 (Pailoplee และคณะ, 2013a) ดาวสีแดง คือ แผ่นดินไหวขนาด ≥ 5.0 Mw ที่เกิดขึ้นหลังจากช่วงเวลาของข้อมูลแผ่นดินไหวที่ใช้ในการวิเคราะห์ สี่เหลี่ยมสีดำ คือ เขื่อนขนาดใหญ่

จากสมมุติฐานของ Nuannin และคณะ (2005) Pailoplee และคณะ (2013a) วิเคราะห์การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของค่า b จากข้อมูลแผ่นดินไหวในช่วงปีปี ค.ศ. 1984-2010 (รูป ง) ผลการวิเคราะห์บ่งชี้ว่าพื้นที่เสี่ยงต่อการเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในอนาคต คือ 1) ตอนเหนือของเมืองปั่น ทางตะวันออกของประเทศพม่า และ 2) บริเวณเขื่อนปากเบง (Pak Beng) และเขื่อนหลวงพระบาง ในประเทศลาว (รูป ง)

แผนที่กลุ่มรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พม่าแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของค่า b วิเคราะห์จากข้อมูลแผ่นดินไหวในช่วงปี (ก) ค.ศ. 1984-1995 (ข) ค.ศ. 1984-2000 (ค) ค.ศ. 1984-2005 และ (ง) ค.ศ. 1984-2010 (Pailoplee และคณะ, 2013a) ดาวสีแดง คือ แผ่นดินไหวขนาด ≥ 5.0 Mw ที่เกิดขึ้นหลังจากช่วงเวลาของข้อมูลแผ่นดินไหวที่ใช้ในการวิเคราะห์ สี่เหลี่ยมสีดำ คือ เขื่อนขนาดใหญ่
Share: