Learn

รู้จัก “ความรุนแรงแผ่นดินไหว” ซึ่งไม่ใช่แรงสั่นสะเทือน

สมัยเด็กๆ พวกเราคงเคยได้ฟังนิทานเรื่องลูกหมูสามตัว ซึ่งนอกจากคติสอนใจเรื่องความวิริยะอุตสาหะในการสร้างบ้านของลูกหมูแต่ละตัว อีกหนึ่งข้อควรคิดที่นิทานเรื่องนี้ได้แอบซ่อนเอาไว้คือประสิทธิภาพหรือความสามารถของสิ่งปลูกสร้างในการต้านทานแรงจากภายนอกที่เข้ามากระทบ

ลูกหมูสามตัว นิทานสุดคลาสสิกในตำนาน

ในขณะที่หมาป่าพยายามเป่าลมเพื่อพังบ้านด้วยแรงเท่าๆ เดิม บ้านของลูกหมูแต่ละหลังกลับต้านทานแรงลมได้ดีไม่เท่ากัน บ้านของพี่ใหญ่ถูกลมเป่าครั้งเดียวก็จอด ในขณะที่บ้านของน้องเล็กถึงจะถูกต้องกี่ครั้งก็ยังรอด ผลลัพธ์ของการจอดหรือรอดในเรื่องนี้สามารถแสดงออกได้ในรูปแบบของ มาตราความรุนแรง (intensity scale)

ปกติมาตราความรุนแรงสามารถใช้กับภัยพิบัติอื่นๆ ก็ได้เช่น ระดับความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อนแบ่งย่อยเป็น 5 ระดับ ตาม มาตราเฮอร์ริเคนแซฟเฟอร์-ซิมป์สัน (Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale) แต่ที่นิยมนำไปใช้มากที่สุดคือ มาตราความรุนแรงของแผ่นดินไหว อย่างที่เราคุ้นหูกันว่า มาตราเมอร์คัลลี่แปลง (Modified Mercalli Intensity Scale)

มาตราเฮอร์ริเคนแซฟเฟอร์-ซิมป์สัน (Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale) (ที่มา: NHC)

ความรุนแรงแผ่นดินไหว (Earthquake Intensity) หมายถึง ระดับผลกระทบจากแรงสั่นสะเทือนที่มีต่อคน สิ่งของ อาคารและสภาพแวดล้อม ซึ่งถึงแม้ว่าระดับแรงสั่นสะเทือนจะพอๆ กันแต่ถ้าความเปราะบางหรือความอ่อนไหวของสิ่งปลูกสร้างในแต่ละพื้นที่แตกต่างกันความรุนแรงก็จะแตกต่างกันไปด้วย ตัวอย่างเช่นเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.0 ในประเทศญี่ปุ่นและประเทศปากีสถาน แต่ความรุนแรงแผ่นดินไหวของญี่ปุ่นอาจจะต่ำกว่าของปากีสถานทั้งนี้ก็เพราะโดยภาพรวมของสิ่งปลูกสร้างของญี่ปุ่นสามารถต้านทานแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวได้ดีกว่าปากีสถาน

โดยรูปแบบการนำเสนอความรุนแรงแผ่นดินไหวนิยมใช้เลขโรมันเป็นตัวแทน และอธิบายแต่ละระดับเป็นคำพูดที่เข้าใจง่ายๆ ไม่สลับซับซ้อน ทั้งนี้ก็เพราะความรุนแรงแผ่นดินไหวเป็นมาตราที่กำหนดขึ้นเพื่อให้ประชาชนเข้าถึงง่าย ง่ายกว่าข้อมูลตัวเลขของ แรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว (ground shaking) ซึ่งปัจจุบันหลายภูมิภาคก็มีมาตราความรุนแรงแผ่นดินไหวเป็นของตัวเองและใช้คุยกันเฉพาะในแต่ละพื้นที่ ที่เห็นยังใช้กันอยู่ก็มีอย่างน้อย 4 มาตรา

มาตราภูมิภาคยุโรป

มาตราภูมิภาคยุโรป (European Macroseismic Intensity Scale หรือ EMS-98 Scale) ตั้งขึ้นเป็นทางการในปี พ.ศ. 2531 โดยหน่วยงาน European Seismological Commission (ESC) และนิยมใช้คุยกันในภูมิภาคยุโรปเป็นหลัก

ระดับ ผลกระทบ
I คนไม่รู้สึก แม้จะอยู่ในสิ่งแวดล้อมสงบนิ่ง
II รู้สึกสั่นในคนที่พักอยู่อาคาร โดยเฉพาะชั้นบน
III ที่พักผ่อนในอาคารรู้สึกถึงการสั่น
IV คนอยู่นอกอาคารรู้สึกได้บ้าง ประตูหน้าต่างลั่นเอี๊ยดอ๊าด เครื่องแขวนแกว่ง
V คนตกใจวิ่งออกนอกอาคาร ตึกสั่น เครื่องแขวนแกว่งอย่างแรง เครื่องแก้วกระทบกันจนเกิดเสียง ประตูหน้าต่างเปิดปิดเอง
VI รู้สึกได้ทั้งคนที่อยู่ในและนอกอาคาร วัตถุเล็กๆ ตก อาคารเสียหายเล็กน้อย เช่น ปูนแตกและมีเศษเล็กๆ หล่น
VII เฟอร์นิเจอร์เลื่อนและสิ่งของตกจากชั้นจำนวนมาก อาคารเสียหายปานกลาง เช่น เกิดรอยแตกที่ผนัง ปล่องไฟเสียหายบางส่วน
VIII เฟอร์นิเจอร์หกเขมนกลับหัว เกิดรอยแตกขนาดใหญ่บนกำแพง
IX อนุสาวรีย์และเสาหินตกลงมาหรือบิดงอตึกส่วนใหญ่ทรุด
X ตึกส่วนใหญ่ทรุด บางส่วนถล่ม
XI ตึกส่วนใหญ่พังถล่ม
XII โครงสร้างทั้งบนดินและใต้ดินถูกทำลายและเสียหายอย่างแรง

มาตรากรมอุตุนิยมวิทยา ประเทศญี่ปุ่น

มาตรากรมอุตุนิยมวิทยา ประเทศญี่ปุ่น (Japan Meteorological Agency Seismic Intensity Scale หรือ JMA Scale หรือ Shindo Scale) เป็นมาตราความรุนแรงแผ่นดินไหวที่นิยมใช้ในประเทศญี่ปุ่นและไต้หวัน ซึ่งพัฒนาจากข้อมูลผลการตรวจวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวมากกว่า 600 เหตุการณ์ โดยเริ่มต้นจากระดับ 0 ถึงระดับ 7

ระดับ ผลกระทบ PGA (m/s²)
0 (無感) ไม่สามารถรับรู้ได้ด้วยประสาทสัมผัสของคน < 0.008
1 (微震) รู้สึกได้เพียงบางคน เฉพาะที่อาศัยบนอาคารสูง 0.008–0.025
2 (軽震) คนส่วนใหญ่รู้สึกได้ บางคนที่หลับอยู่ตื่น 0.025–0.08
3 (弱震) ส่วนใหญ่ที่อยู่ในอาคารรู้สึกและบางคนตื่นตกใจ 0.08–0.25
4 (中震) คนส่วนใหญ่ตื่นตระหนก และพยายามหลบนี้ 0.25–0.80
5 (強震)   กำแพงถล่ม ป้ายหลุมศพทรุด ยานพาหนะหยุด ตู้ขายของหยอดเหรียญพัง คนส่วนใหญ่หนีภัย 0.80–2.50  
6 (烈震)   อาคารส่วนที่ไม่มีมาตรฐาน กำแพงกระเบื้องและหน้าต่างถูกทำลาย ผนังคอนกรีตถล่ม 2.50–4.00  
7 (烈震)   อาคารส่วนใหญ่ถูกทำลายและถล่ม ถึงแม้ว่าจะออกแบบมาอย่างมีมาตรฐาน > 4  

นอกจากนี้ ในประเทศญี่ปุ่นยังมี มาตราโอโมริ (Omori Intensity Scale) ที่นำเสนอโดยฟุซากิชิ โอโมริ (Omori F.) นักแผ่นดินไหวชาวญี่ปุ่น โดยสร้างจากข้อมูลอัตราเร็วสูงสุดบนพื้นดินและมี 7 ระดับเหมือนกับมาตรากรมอุตุนิยมวิทยา ประเทศญี่ปุ่น แต่ไม่นิยมใช้แล้วในปัจจุบัน

มาตรารอสซึ่-ฟอเรล

ปี พ.ศ. 2426 คุณรอสซี่ (Rossi M.S.C.) นักแผ่นดินไหวชาวอิตาลี และคุณฟอเรล (Forel F.A.) ชาวสวิตเซอร์แลนด์ นำเสนอมาตราความรุนแรงที่มี 10 ระดับ การบอกระดับความรุนแรงของมาตรานี้จะขึ้นต้นด้วยคำว่า “R.F.” และตามด้วยระดับความรุนแรงที่เป็นเลขโรมัน เช่น R.F. V หมายถึง ระดับ 5 ในอดีตมาตรานี้เป็นที่นิยมอย่างมาก แต่หลังจากมีการนำเสนอมาตราเมอร์คัลลี่ มาตรานี้จึงลดความนิยมลง

ระดับ ผลกระทบ
R.F. I บันทึกได้โดยเครื่องตรวจวัดหรือรู้สึกได้เฉพาะผู้เคยมีประสบการณ์
R.F. II รู้สึกได้กับบางคนที่พักผ่อนอยู่นิ่งๆ
R.F. III แรงพอที่จะวัดทิศทางและช่วงเวลาที่เกิดได้
R.F. IV รู้สึกได้โดยคนที่สัญจรอยู่ ทั้งประตูหน้าต่างสั่น มีการแตกของเพดาน
R.F. V รู้สึกได้ทุกคน เฟอร์นิเจอร์สั่น
R.F. VI คนที่หลับตื่นหมด ระฆังเครื่องแขวนแกว่ง นาฬิกาหยุดเดิน พุ่มไม้สั่น
R.F. VII วัตถุที่เคลื่อนย้ายได้ล้มคว่ำ ระฆังในโบสถ์เสียงดัง แต่ตึกเสียหาย
R.F. VIII ปล่องไฟพัง ผนังในตึกแตกร้าว
R.F. IX ตึกถูกทำลายบางส่วนหรือทั้งหมด
R.F. X เกิดภัยพิบัติ หายนะ รอยแตกบนพื้น ดินถล่ม

มาตราเมอร์คัลลี่

เป็นอีกหนึ่งมาตราที่ถูกนำเสนอในปี พ.ศ. 2426 โดยคุณเมอร์คัลลี่ (Mercalli G.) นักภูเขาไฟชาวอิตาลี ได้ปรับปรุงและพัฒนามาจากมาตรารอสซึ่-ฟอเรล เดิม ให้มีความเหมาะสมกับยุคสมัย (นั้น) มากยิ่งขึ้น และตั้งชื่อว่า มาตราเมอร์คัลลี่ ต่อมามาตรานี้ก็ถูกปรับแก้อีกหลายต่อหลายครั้ง ทั้งจากคุณคานคานี่ (Cancani A.) นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี และคุณซีเบิร์ก (Sieberg A.H.) นักธรณีฟิสิกส์ชาวชาวเยอรมัน จนท้ายที่สุดมาหยุดที่คุณริกเตอร์ (Richter C.F.) บิดาของหน่วยวัดแผ่นดินไหว ซึ่งได้ปรับโฉมมาตราเมอร์มัคลลี่เสียใหม่ให้เหมาะสมกับยุคสมัย (นี้) แล้วตั้งชื่อมาตราใหม่นี้เป็น มาตราเมอร์คัลลี่แปลง (Modified Mercalli Intensity Scale หรือ MMI scale) มี 12 ระดับความรุนแรง ซึ่งช่วงแรกใช้กันเฉพาะในประเทศสหรัฐอเมริกาแต่ต่อมากลายเป็นมาตราที่โด่งดังและนิยมใช้กันทั่วโลก

คุณเมอร์คัลลี่กำลังสำรวจความเสียหายจากแผ่นดินไหวเพื่อประเมินความรุนแรงแผ่นดินไหวจากเหตุการณ์ครั้งนั้น (ที่มา : https://en.wikipedia.org)
ระดับ ผลกระทบ PGA (g)
I คนไม่รู้สึก ตรวจวัดได้ด้วยเครื่องมือวัดเท่านั้น  
II รู้สึกบางคนที่อยู่ในที่สงบนิ่ง โดยเฉพาะในอาคารสูง  
III คนอยู่บนอาคารสูงรู้สึกชัดขึ้น เหมือนรถบรรทุกวิ่งผ่าน  
IV คนส่วนใหญ่รู้สึกได้แบบงงๆ ถ้วยชามขยับ หน้าต่างประตูสั่น ผนังมีเสียงลั่น รถยนต์ที่จอดอยู่สั่นไหวชัดเจน 0.02
V เกือบทุกคนรู้สึก ถ้วยชามตกแตก ของในบ้านแกว่ง หน้าต่างพัง ของที่ตั้งไม่มั่นคงล้ม นาฬิกาลูกตุ้มหยุดเดิน 0.04
VI รู้สึกทุกคน บางคนตกใจวิ่งออกจากบ้าน ของหนักในบ้านบางชิ้นเคลื่อนไหว ปูนฉาบผนังร่วงหล่นเล็กน้อย 0.07  
VII ทุกคนตกใจ สิ่งก่อสร้างเริ่มเสียหาย อาคารปกติเสียหายปานกลาง อาคารราคาต่ำเสียหายมาก 0.15
VIII สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบไว้ดีเป็นพิเศษเสียหายเล็กน้อย อาคารที่ออกแบบไว้ดีเสียหายค่อนข้างมาก บ้าน และกำแพงหักพัง 0.3
IX สิ่งก่อสร้างที่ออกแบบดีเป็นพิเศษ เสียหายมาก ตัวอาคารเคลื่อนออกจากฐานรากเดิม  
X อาคารไม้ที่สร้างไว้อย่างดีเสียหาย โครงสร้างอาคารพังพลาย พื้นดินแตก แผ่นดินถล่มหลายแห่ง เกิดทรายพุ > 0.6  
XI สิ่งก่อสร้างส่วนใหญ่พัง สะพาน รางรถไฟบิดเบี้ยวมาก  
XII เสียหายทั้งหมด แนวพื้นดินเดิมบิดเบี้ยว วัตถุกระเด็นกระดอน มองเห็นเป็นคลื่นบนแผ่นดิน  

นอกจากนี้ ยังมีอีกหลายมาตราที่เคยนิยมใช้และถูกพับเก็บไปในอดีต เช่น มาตราเมดเวเดพ (Medvedev Scale) หรือที่รู้จักอีกชื่อว่า มาตราจีโอเฟียน (GEOFIAN Scale) นิยมใช้ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 มาตราเมดเวเดพ-สปอนฮอเออร์-คาร์นิก (Medvedev-Sponheuer-Karnik Intensity Scale หรือ MSK-64) ที่แพร่หลายทั่วภูมิภาคยุโรปในช่วงต้นทศวรรษที่ 1990 แต่เนื่องจากมีความคล้ายคลึงอย่างมากกับมาตราเมอร์คัลลี่แปลง ซึ่งมาแรงมากในยุคนี้ ทำให้มาตราเหล่านี้จึงเริ่มเสื่อมถอยลง แต่ก็ยังพอพบเห็นว่าใช้กันอยู่บ้างในบางประเทศ เช่น ประทศอินเดีย อิสราเอล รัสเซีย เป็นต้น

อย่างที่บอกไปในตอนต้น ทีระดับแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวระดับหนึ่ง บางพื้นที่อาจจะต้านทานแรงสั่นนั้นได้อย่างสบายๆ ในขณะที่บางพื้นที่อาจจะเสียหายรุนแรง ขึ้นอยู่กับระดับของแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว + ความอ่อนไหวหรือเพราะบางของชีวิตและทรัพย์สินมนุษย์ ดังนั้นเมื่อเกิดแผ่นดินไหวในแต่ละเหตุการณ์นอกจากระดับแรงสะเทือนในแต่ละพื้นที่ที่จะถูกตรวจวัดโดยเครื่องมือตรวจวัดแล้ว ความรุนแรงแผ่นดินไหวก็เป็นอีกหนึ่งข้อมูลสำคัญที่จะถูกสำรวจและรายงานออกมา ทั้งนี้เพื่อให้มองเห็นภาพรวมของความรุนแรงหรือความเสียหายที่เกิดขึ้นจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวในแต่ละเหตุการณ์

บ้านยุ่ยจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด 7.0 เมื่อวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2553

ถึงแม้ว่าความรุนแรงแผ่นดินไหว จะเป็นมาตราที่ประเมินคร่าวๆ จากความเสียหายหรือผลกระทบที่เกิดขึ้น แต่ด้วยความที่ใช้คำพูดพื้นๆ ไม่สลับซับซ้อน มาตราความรุนแรงแผ่นดินไหวจึงมีประโยชน์อย่างมากต่อการสื่อสาร โดยเฉพาะกับชาวบ้านที่ไม่มีความรู้ด้านแผ่นดินไหวมากนัก ดังนั้นเมื่อเกิดแผ่นดินไหว แม้แต่ยายมี นางมา ก็สามารถเป็นเครื่องวัดแผ่นดินไหวได้ (โดยไม่รู้ตัว) คำบอกเล่าจากชาวบ้านช่วยให้นักแผ่นดินไหววิทยาสามารถวิเคราะห์แรงสั่นสะเทือนในแต่ละที่ได้ โดยไม่ต้องพึ่งข้อมูลจากสถานีตรวจวัดเพียงอย่างเดียว (ซึ่งก็มีอยู่จำกัด) ดังนั้นมาตราความรุนแรงแผ่นดินไหวจึงเป็นอีกหนึ่งข้อมูลการตรวจวัดที่สำคัญสำหรับการศึกษาและเตรียมการรับมือกับแผ่นดินไหวที่จะเกิดครั้งใหม่อีกในอนาคต

Share: