เรียนรู้

5 หลักฐานแผ่นดินไหวใหญ่ ที่อาจพบได้ในถ้ำ

พวกเราเคยสงสัยกันบ้างไหมว่า ทำไมในหนังจักรๆ วงศ์ๆ ของไทย หรือหนังกำลังภายในของจีน ทั้งจอมยุทธ์และฤๅษีต้องหนีไปอยู่ในถ้ำ ใช่ครับ !!! นั่นก็เพราะว่าถ้ำเป็นสถานที่สงบ ไม่มีสิ่งเย้ายวน ซึ่งด้วยคุณสมบัติพิเศษแบบนี้ที่มีอยู่เกือบทุกถ้ำ นอกจากจะเป็นที่พักใจของฤๅษี ชี พราหมณ์แล้ว ถ้ำก็เหมือนกับแคปซูลเวลาชั้นดี ที่คอยเก็บบันทึกเรื่องราวของโลกไว้มากมาย ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีต (Lachniet, 2009) หรือแม้กระทั่งเหตุการณ์แผ่นดินไหวใหญ่ๆ ที่เคยเกิดขึ้นในอดีต (Becker และคณะ, 2006)

(ซ้าย) สภาพแวดล้อมภายในถ้ำ (ขวา) ตัวอย่างการตัดแบ่งซีกแสดงการสะสมตัวของตะกอนถ้ำ (หินงอก-หินย้อย) (ที่มา : www.wikipedia.org)

ถึงตรงนี้ บางคนอาจจะสงสัยว่า แผ่นดินไหวมันไปเกี่ยวอะไรกับถ้ำ ก่อนอื่นผมขออธิบายคำศัพท์เฉพาะก่อนว่า ตะกอนถ้ำ (speleothem) หมายถึง รูปลักษณ์ภายในถ้ำที่เกิดจากกระบวนการผุพังและสะสมตัวทางเคมีของสารประกอบแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่งมีมากในหินปูน หรือหินโดโลไมต์ ปัจจุบันคนในวงการถ้ำ มองและจำแนกตะกอนถ้ำไว้หลายประเภท แต่ที่เราคุ้นหูชินตากันมากที่สุดก็คือ หินงอก (stalagmite) และ หินย้อย (stalactite) นั่นแหละครับ

ปัจจุบันในแวดวงวิชาการเริ่มมี การศึกษาแผ่นดินไหวจากตะกอนถ้ำ (Speleoseismology) โดยอาศัยหลักการสืบค้นความผิดปกติ ในการสะสมตัวของตะกอนถ้ำ อันเป็นผลมาจากแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว จากประสบการณ์ในการสำรวจถ้ำมายาวนาน Becker และคณะ (2006) ได้รวบรวมและสรุปกรณีศึกษาที่ความผิดปกติของตะกอนถ้ำนั้นสื่อถึงการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนหรือเหตุการณ์แผ่นดินไหวใหญ่ในอดีต

ไอเดีย 1

แนวคิดแรกที่จะนำเสนอ คือเริ่มจาก ตะกอนถ้ำสะสมตัวเป็นหินย้อยที่เพดานถ้ำ ในขณะที่พื้นสะสมตามระนาบปกติ จากนั้นเมื่อเกิดแผ่นดินไหวใหญ่ หินย้อยบางส่วนมีโอกาสแตกหักหล่นลงมา กองสะสมตัวอยู่ที่พื้น ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไป การสะสมตามระนาบปกติที่พื้นก็จะปิดทับเศษหินย้อยเหล่านั้นไว้ หรือถ้าเกิดแผ่นดินไหวใหญ่หลายครั้ง นักแผ่นดินไหวก็สามารถรู้ได้จากจำนวนชั้นที่เศษหินย้อยนั้นสะสมตัวอยู่

การสะสมตัวของตะกอนถ้ำเมื่อมีแผ่นดินไหวมาเกี่ยวข้อง (ปรับปรุงจาก Becker และคณะ, 2006)
การสะสมตัวของเศษตะกอนถ้ำร่วมกับชั้นตะกอนถ้ำปกติ ที่น่าจะเกิดตามไอเดีย 1

ซึ่งถ้าสามารถบอกอายุชั้นตะกอนตามพื้นปกติที่สะสมก่อนและหลังชั้นเศษหินย้อย เราก็คงเดาอายุแผ่นดินไหวได้ไม่ยาก และด้วยความที่หินงอกหินย้อยมีองค์ประกอบของแคลเซียมคาร์บอเนต ดังนั้นจึงสามารถใช้วิธีคาร์บอน-14 หรือวิธีการเรืองแสงความร้อนในการกำหนดอายุได้ทั้งคู่

ไอเดีย 2

รูปแบบที่ 2 ของการสะสมตัวผิดปกติของตะกอนถ้ำ คือ การเปลี่ยนทิศทางการพอกของหินย้อย โดยคิดว่าเกิดจากหินย้อยกำลังพอกตัวอยู่ดีๆ ก็มีแรงสั่นสะเทือนทำให้แท่งหินย้อยแตกหัก หล่นลงไปนอนแอ้งแม้งตะแคงอยู่ที่พื้น จากนั้นจึงมีการหยดตะกอนลงมาสะสมตัวในอีกทิศทาง ทำให้เกิดการสะสมแบบไม่ต่อเนื่องกันของตะกอนถ้ำ

การเปลี่ยนทิศทางพอกของตะกอนถ้ำ (ปรับปรุงจาก Becker และคณะ, 2006)
การสะสมตัวของตะกอนถ้ำแบบไม่ต่อเนื่อง ที่เกิดตามไอเดีย 2

ไอเดีย 3

บางครั้งแผ่นดินไหวไม่ได้ทำให้หินงอกหัก แต่ผลจากแผ่นดินไหว ทำให้ถ้ำเอียงตัวเล็กน้อย หินย้อยที่หยดลงมากลายเป็นหินงอกนั้นพอกแบบเอียงๆ เฉียงกับหินงอกเดิม แบบนี้นักแผ่นดินไหวก็ทึกทักได้ว่าเกิดจากแผ่นดินไหวเหมือนกัน ซึ่งถ้ากำหนดอายุได้ 2-3 จุดตามรูปด้านล่าง นักแผ่นดินไหวก็สามารถโม้ต่อได้อีกว่ามันไหวตอนไหน

การพอกของหินงอกแบบเฉียงๆ เนื่องจากการเอียงของถ้ำ (ปรับปรุงจาก Becker และคณะ, 2006)
การสะสมตัวของตะกอนถ้ำแบบประหลาดๆ ที่น่าจะเกิดตามไอเดีย 3

ไอเดีย 4

รูปแบบถัดมาคือการถูกขัดจังหวะในการพอกของหินงอก เนื่องจากแผ่นดินไหวทำให้บางส่วนแตกหักและขาดหายไป ทำให้การพอกหินงอกขึ้นมาใหม่นั้นไม่ต่อเนื่องเป็นเรื่องเป็นแนวเดียวกัน ซึ่งถ้าอยากรู้ว่ามันสั่น มันหักเมื่อไหร่ ก็ลองหาอายุของชั้นนอกสุดของส่วนที่หักออกไป และส่วนที่อยู่ข้างในสุดของการพอกใหม่อีกครั้ง เท่านี้ก็บอกได้ว่า ช่วงไหนที่แผ่นดินไหวมันเคยมาเยี่ยม

การพอกของหินงอกแบบไม่ต่อเนื่อง (ปรับปรุงจาก Becker และคณะ, 2006)

ไอเดีย 5

กรณีสุดท้ายที่ Becker และคณะ (2006) เสนอไว้ คือกรณีที่มีรอยเลื่อนตัดผ่านตัวถ้ำ ซึ่งเมื่อมีการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน ตำแหน่งของหินย้อยซึ่งบางส่วนหล่นมากลายเป็นหินงอก เลื่อนออกจากตำแหน่งเดิม ทำให้เกิดการพอกของหินงอกในตำแหน่งใหม่ ซึ่งถ้าเราหาอายุชั้นพอกสุดท้ายของหินงอกเดิมและชั้นพอกในสุดของหินงอกใหม่ เราก็จะรู้เวลาการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนนั้นได้

การเปลี่ยนที่หินงอกจากการเลื่อนของเพดานและพื้นถ้ำ (ปรับปรุงจาก Becker และคณะ, 2006)
การสะสมตัวของตะกอนถ้ำแบบหินย้อย 1 ตัว สร้างหินงอก 2 ตัว ตามไอเดีย 5

นี่แหละครับ บางตัวอย่างไอเดีย ที่นักแผ่นดินไหวพยายามนัก พยายามหนาเพื่อให้ได้มาซึ่งประวัติการเกิดแผ่นดินไหว ทำไม่ต้องพยายามกันขนาดนี้หรือครับ ก็เพราะแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในอดีตนานๆ ส่วนใหญ่เป็นแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ ในระดับที่สามารถส่งผลกระทบต่อเราได้ ดังนั้นการศึกษาประวัติการเกิด คาบอุบัติซ้ำของแผ่นดินไหวเหล่านี้ จะช่ว่ยให้พวกเราเห็นภาพได้ชัดขึ้นว่า แผ่นดินไหวใหญ่ๆ เคยเกิดขึ้นบ้างไหมในพื้นที่ และจะมาอีกทีเมื่อไหร่

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

Share: