Research

กลุ่มรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุ่ย เป็นหรือตาย ? จากนิยาม “รอยเลื่อนมีพลัง”

ในการประเมินระดับอันตรายแผ่นดินไหว (Seismic Hazard Analysis) (Kramer, 1996) เพื่อเป็นแนวทางสำหรับการออกแบบสิ่งปลูกสร้างนั้น ตัวแปรสำคัญที่ควรพิจารณาให้ครบถ้วนและถูกต้องมากที่สุด คือ แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวที่มีโอกาสส่งผลกระทบต่อพื้นที่ศึกษา ทั้งในด้านรูปร่าง (ขนาดและทิศทางการวางตัว) และนิสัยใจคอ (พฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหว) ทั้งนี้เนื่องจากหากพิจารณาแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวไม่ครอบคลุม ผลการประเมินระดับแรงสั่นสะเทือนอาจต่ำกว่าที่ควรจะเป็น ส่งผลให้การออกแบบจากผลการประเมินที่ได้ยังคงไม่ปลอดภัยจากพิบัติภัยแผ่นดินไหว ในทางตรงกันข้ามหากพิจารณาแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวมากเกินไป ทั้งที่บางแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวนั้นอาจไม่ส่งผลกระทบหรือไม่ดุร้ายอย่างที่คิด แรงสั่นสะเทือนที่ประเมินได้ก็จะสูงเกินความเป็นจริง สิ้นเปลืองงบประมาณในการก่อสร้างโดยใช่เหตุ ด้วยเหตุนี้นอกเหนือจากการเลือกใช้แบบจำลองการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวที่เหมาะสม การพิจารณาแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวที่สมเหตุสมผลจะช่วยให้การออกแบบและการก่อสร้างด้านวิศวกรรมนั้นมีประสิทธิภาพและสมดุล ซึ่งหมายถึงปลอดภัยจากแผ่นดินไหวโดยใช้งบประมาณการก่อสร้างต่ำที่สุด

จากผลการสำรวจและศึกษาด้านธรณีวิทยาแผ่นดินไหวในอดีตที่ผ่านมา แสงอาทิตย์ เชื้อวิโรจน์ (2534) นำเสนอกลุ่มรอยเลื่อนที่สำคัญในประเทศไทยเป็นครั้งแรก โดยแบ่งออกเป็น 13 กลุ่มรอยเลื่อน ได้แก่ เขตรอยเลื่อนเชียงแสนหรือแม่จัน เขตรอยเลื่อนแม่ทา และเขตรอยเลื่อนมะรุ่ย ฯลฯ ซึ่งหลังจากนั้นได้มีการปรับปรุงข้อมูลรอยเลื่อนอย่างต่อเนื่อง ทั้งการแบ่งกลุ่มรอยเลื่อน จำนวนและรูปร่างการวางตัวที่ถูกต้องมากยิ่งขึ้น (เช่น Hinthong, 1995; ปัญญาจารุศิริ, 2534) จนกระทั่งปัจจุบัน กรมทรัพยากรธรณี (2549) ซึ่งเป็นหน่วยงานหลักของประเทศไทยที่รับผิดชอบการสำรวจด้านธรณีวิทยาแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่อง ได้นำเสนอ แผนที่รอยเลื่อนมีพลัง (active fault map) ในประเทศไทย โดยสรุปว่าประเทศไทยมีรอยเลื่อนมีพลัง 13 กลุ่มรอยเลื่อน ได้แก่ กลุ่มรอยเลื่อนแม่จัน เถิน ในภาคเหนือ กลุ่มรอยเลื่อนเจดีย์สามองค์ ศรีสวัสดิ์ ในภาคตะวันตก รวมถึงกลุ่มรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุ่ย ในภาคใต้ของประเทศไทย

ฐานข้อมูลแผ่นดินไหวจากเครื่องมือตรวจวัด

ในกรณีของกลุ่มรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุ่ย ในแง่ของการวางตัว กลุ่มรอยเลื่อนทั้งสองวางตัวในทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ (กรมทรัพยากรธรณี, 2550) พาดผ่านหลายจังหวัดในภาคใต้ของประเทศไทย Tapponnier และคณะ (1986) สรุปว่าการเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนทั้งสองเป็นรอยเลื่อนเหลื่อมข้างและมีการเลื่อนตัวแบบซ้ายเข้า (sinistral strike-slip movement) อย่างไรก็ตามนักวิชาการหลายกลุ่มก็ยังไม่ปักใจเชื่อว่า เป็นรอยเลื่อนมีพลังที่สามารถสร้างแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้ ทั้งนี้เนื่องจาก ข้อมูลแผ่นดินไหวที่ตรวจวัดด้วยเครื่องมือตรวจวัด (instrumental record) พบเพียงแผ่นดินไหวขนาดเล็ก-ปานกลาง (2.0-4.0) และเกิดไม่บ่อยนักในกลุ่มรอยเลื่อนนี้ หากเทียบกับกลุ่มรอยเลื่อนอื่นๆ ทางภาคเหนือและภาคตะวันตกของประเทศไทย มีเพียงเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดในอ่าวไทย นอกชายฝั่งจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ เมื่อวันที่ 8 เดือนตุลาคม ค.ศ. 2006 ที่มีขนาด 5.0 (Thipyopass, 2010; Thipyopass และคณะ, 2012) ซึ่งถือว่าเป็นแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดของรอยเลื่อนระนองที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหว โดยผลกระทบจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวดังกล่าวทำให้พื้นที่ภาคใต้ของประเทศไทย โดยเฉพาะจังหวัดประจวบคีรีขันธ์และจังหวัดชุมพรได้รับความรุนแรงแผ่นดินไหวระดับ II-IV ตามมาตราเมอร์คัลลี่แปลง

แผนที่ภาคใต้ของประเทศไทย แสดง กลุ่มรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุ่ย (ที่มา : www.geothai.net)

ธรณีวิทยาแผ่นดินไหว

เพื่อให้แน่ใจว่ากลุ่มรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุ่ยนั้นมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่หรือไม่ การศึกษาธรณีวิทยาแผ่นดินไหว ซึ่งถือเป็นฐานข้อมูลแผ่นดินไหวด้านธรณีวิทยา (geological record) จึงมีความสำคัญ เพราะจะช่วยยืนยันว่า เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในระดับที่ทำให้ชั้นตะกอนมีการเลื่อนตัวหรือไม่ และเมื่อไหร่ ซึ่งบทความนี้มุ่งเน้นที่จะรวบรวมฐานข้อมูลการศึกษาด้านธรณีวิทยาแผ่นดินไหว ในบริเวณกลุ่มรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุ่ยให้เป็นระบบและประเมินว่ารอยเลื่อนนี้มีพลังหรือไม่จากคำจำกัดความ รอยเลื่อนมีพลัง (active fault)

จากการทบทวนเอกสารงานวิจัยที่เคยมีการศึกษาไว้ในอดีตพบว่า ได้มีการขุดร่องสำรวจแผ่นดินไหว เพื่อศึกษาแผ่นดินไหวบรรพกาล (Paleo-earthquake) เป็นจำนวนมาก จากหลากหลายโครงการวิจัย เช่น งานศึกษาแก้ไขและพัฒนาสิ่งแวดล้อมโครงการท่าแซะ จังหวัดชุมพร (กรมชลประทาน, 2548) การศึกษาคาบอุบัติซ้ำ รอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย (กรมทรัพยากรธรณี, 2550) โครงการอ่างเก็บน้ำคลองถ้ำ อำเภอเมือง จังหวัดพังงา (กรมชลประทาน, 2551) ตลอดจนโครงการศึกษาธรณีวิทยารอยเลื่อนมีพลัง เขื่อนคลองลำรูใหญ่ จังหวัดพังงา (กรมชลประทาน, 2552)

การสำรวจธรณีวิทยาแผ่นดินไหว พื้นที่ อำเภอเคียนซา จังหวัดสุราษฎร์ธานี (กลุ่มรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย) (1) ขุดร่องสำรวจแผ่นดินไหว (2) ศึกษาการลำดับชั้นตะกอนที่สัมพันธ์กับการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน (3) เก็บตัวอย่างถ่านเพื่อกำหนดอายุรอยเลื่อนด้วยวิธีคาร์บอน-14 (4) เก็บตัวอย่างตะกอนดินเพื่อกำหนดอายุรอยเลื่อนด้วยวิธีเรืองแสงความร้อน (thermoluminescence dating, TL dating) (โครงการเขื่อนคลองลำรูใหญ่)
แผนที่ภาคใต้ของประเทศไทยแสดงการวางตัวของรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย (เส้นสีเทา) วงกลมสีเทา คือ จุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในอดีตที่ตรวจวัดได้จากเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหว สี่เหลี่ยมสีดำ คือ ตำแหน่งร่องสำรวจธรณีวิทยาแผ่นดินไหวตามแนวรอยเลื่อนย่อยต่างๆ (สันติ ภัยหลบลี้, 2555b)

ผลการขุดร่องสำรวจทั้งสิ้น 22 พื้นที่ และศึกษาแผ่นดินไหวบรรพกาลจากโครงการดังกล่าวเหล่านี้ ทำให้ได้ข้อมูลประวัติการเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนที่เชื่อว่าเป็นสาเหตุให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในอดีต ตามช่วงเวลาต่างๆ ดังที่แสดงในตารางด้านล่าง

ตารางผลการขุดร่องสำรวจแผ่นดินไหวและการกำหนดอายุการเลื่อนตัวในอดีต กลุ่มรอยเลื่อนระนองและกลุ่มรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย หมายเลขลำดับสัมพันธ์กับตำแหน่งการขุดร่องสำรวจแผ่นดินไหวในรูปด้านล่าง

ลำดับ รอยเลื่อนย่อย F1 F2 F3 อ้างอิง
1 สองแพรก 1,300 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
2 ทับปุด 6,100 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
3 ทับปุด 2,000 2,600 3,700 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
4 ทับปุด 2,700 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
5 เคี่ยมเพาะ (เหนือ) 1,240 6,070 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
6 ระนอง 9,340 9,360 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
7 หนองกี่ 45,600 63,500 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
8 บางสะพาน 2,000 กรมทรัพยากรธรณี (2550)
9 สวี 100,000 กรมชลประทาน (2551)
10 ปะทิว 25,000 127,000 กรมชลประทาน (2551)
11 ทับปุด 3,000 กรมชลประทาน (2551)
12 พนม 35,000 กรมชลประทาน (2551)
13 สองแพรก 39,000 กรมชลประทาน (2551)
14 พนม 56,000 กรมชลประทาน (2551)
15 ทับปุด 82,000 กรมชลประทาน (2551)
16 ทับปุด 125,000 กรมชลประทาน (2551)
17 บ้านบางโก 2,800 13,100 กรมชลประทาน (2552)
18 ทับปุด 3,200 12,600 กรมชลประทาน (2552)
19 วิภาวดี 2,000 35,900 กรมชลประทาน (2552)
20 นาขาว 34,000 กรมชลประทาน (2548)
21 นาขาว 69,800 กรมชลประทาน (2548)
22 ท่าแซะ 51,300 กรมชลประทาน (2548)

หมายเหตุ: F1, F2 และ F3 หมายถึง อายุการเลื่อนตัวครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 และ 3 ตามลำดับ

ผลจากการทบทวนเอกสารงานวิจัยที่เคยมีการศึกษาไว้ในอดีต ผนวกกับนิยามของรอยเลื่อนมีพลัง ที่ได้มีการนำเสนอจากหน่วยงานต่างๆ สรุปได้อย่างมั่นใจว่า ตลอดแนวของกลุ่มรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุ่ยนั้น ถือเป็นรอยเลื่อนมีพลัง ซึ่งหากพิจารณาจาก จะเห็นได้ว่า กลุ่มรอยเลื่อนคลองมะรุ่ยซึ่งอยู่ด้านล่างนั้นแสดงพฤติกรรมหรือมีกิจกรรมด้านแผ่นดินไหวมากกว่ากลุ่มรอยเลื่อนระนองซึ่งอยู่ทางตอนบน และผลจากการกำหนดอายุยังแสดงให้เห็นว่าแผ่นดินไหวใหญ่ครั้งล่าสุดนั้น กลุ่มรอยเลื่อนคลองมะรุ่ยเกิดในช่วงประมาณ < 10,000 ปี ในขณะที่ กลุ่มรอยเลื่อนระนองนั้น แผ่นดินไหวในรอบ 10,000 ปีที่ผ่านมา สำรวจพบเฉพาะทางตอนบนและตอนล่างของกลุ่มรอยเลื่อนเท่านั้น ส่วนตอนกลางนั้นมีประวัติการเลื่อนตัวกระจายในหลัก 20,000-150,000 ปี

แผนที่ภาคใต้ของประเทศไทยและกราฟแสดงการเปรียบเทียบช่วงเวลาการเลื่อนตัวในอดีตของรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ยซึ่งประมวลผลจากการสำรวจธรณีวิทยาแผ่นดินไหว สี่เหลี่ยมสีดำ คือ ตำแหน่งร่องสำรวจธรณีวิทยาแผ่นดินไหวตามแนวรอยเลื่อนย่อยต่างๆ (สันติ ภัยหลบลี้, 2555b)

พฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหว (การวิเคราะห์เชิงสถิติ)

Pailoplee (2014b) วิเคราะห์ สมการความสัมพันธ์ FMD จากข้อมูลแผ่นดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย และประเมินแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงเวลา 10-100 ปี โดยผลการประเมินบ่งชี้ว่าในอีก 50 ปี พื้นที่ภาคใต้ของประเทศไทยมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุด ≤ 6.3 Mw และมีโอกาสใหญ่ที่สุดถึง 6.8 Mw หากพิจารณาในอีก 100 ปี

กราฟแสดงผลการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย (ก) แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุด (หน่วย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงเวลาต่างๆ ที่พิจารณา (ข) คาบอุบัติซ้ำ (หน่วย ปี) การเกิดแผ่นดินไหวขนาดต่างๆ ที่พิจารณา (Pailoplee, 2014b)

อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อมูลแผ่นดินไหวที่มีอยู่อย่างจำกัด ทำให้ผลการวิเคราะห์สมการความสัมพันธ์ FMD ในพื้นที่ภาคใต้ของประเทศไทย มีความสอดคล้องระดับปานกลางกับข้อมูลแผ่นดินไหวที่ใช้ในการวิเคราะห์ ดังนั้น Pailoplee (2014b) จึงสรุปว่าผลการศึกษาดังกล่าวเป็นการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวในเบื้องต้น และควรมีการตรวจวัดแผ่นดินไหวอย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย เพื่อใช้ในการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวที่มีความแม่นยำมากขึ้นในอนาคต (Pailoplee, 2014b)

อ้างอิง

กรมชลประทาน, 2548. งานศึกษาแก้ไขและพัฒนาสิ่งแวดล้อมโครงการท่าแซะ จังหวัดชุมพร ในส่วนการศึกษาค่าสำรวจคาบอุบัติซ้ำ (รอยเลื่อนระนอง). กรมชลประทาน, 113 หน้า.

กรมชลประทาน, 2551. โครงการอ่างเก็บน้ำคลองถ้ำ อำเภอเมือง จังหวัดพังงา. กรมชลประทาน, 156 หน้า.

กรมชลประทาน, 2552. โครงการศึกษาธรณีวิทยารอยเลื่อนมีพลัง เขื่อนคลองลำรูใหญ่ อำเภอท้ายเหมือง จังหวัดพังงา. กรมชลประทาน, 206 หน้า.

กรมทรัพยากรธรณี, 2549. แผนที่รอยเลื่อนมีพลังประเทศไทย. กรมทรัพยากรธรณี.

กรมทรัพยากรธรณี, 2550. การศึกษาคาบอุบัติซ้ำในพื้นที่ที่แสดงร่องรอยการเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนในจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ชุมพร ระนอง สุราษฎ์ธานี กระบี่ พังงา และภูเก็ต (รอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย). กรมทรัพยากรธรณี, 244 หน้า.

ปัญญา จารุศิริ, สุวิทย์ โคสุวรรณ, วิโรจน์ ดาวฤกษ์, บุรินทร์ เวชบันเทิง, และ สุทธิพันธ์ ขุทรานนท์, 2543. รายงานวิจัย (ฉบับสมบูรณ์) แผ่นดินไหวในประเทศไทยและพื้นแผ่นดินเอเชียตะวันออกเฉียงใต้, รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ เสนอต่อสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.), 171 หน้า

แสงอาทิตย์ เชื้อวิโรจน์, 2534. ธรณีวิทยาแปรสัณฐานของประเทศไทย. ฝ่ายแปลภาพถ่ายทางอากาศและดาวเทียม กองธรณีวิทยา กรมทรัพยากรธรณี, 58 หน้า.

Boschi, E., Giardini, D., Pantosti, D., Valensise, G, Arrowsmith, R., Basham, P., Bürgmann, R., Crone, A.J., Hull, A., McGuire, R.K., Schwartz, D., Sieh, K., Ward, S.N., and Yeats, R.S. 1996. New trends in active faulting studies for seismic hazard assessment. Annali di Geofisica, XXXIX, 1301-1307.

Hinthong, C. 1995. The study of active fault in Thailand. Proceedings of the technical conference on the progression and vision of mineral resources development, Department of Mineral Resources, Bangkok, 129-140.

IAEA, 2010. Seismic hazards in site evaluation for nuclear installations. Safety Standards Series No. SSG-9, p. 60, http://www-ns.iaea.org/standards/.

Kramer, S.L. 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall, Inc., Upper Saddle River, New Jersey, 563p.

Kubota, H., 2010. China’s Nuclear Industry at a Turning Point. E-Journal of Advanced Maintenance 1(3), GA6.

Lee, H., Im, C.B., Shim, T.M., Choi, H.S., Noh, M., and Jeong, J.H. 2006. Technical backgrounds of active fault definitions used for nuclear facility siting: a review. Geophysical Research 8, A-09228.

McCaffrey, R., 2009. The Tectonic Framework of the Sumatran Subduction Zone. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 37, 345-366.

Slemmons, D.B., and McKinney, R. 1977. Definition of “active fault”. U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Miscellaneous, 77-78.

Tapponnier, P., Peltzer, G., and Armijo, R. 1986. On the mechanics of collision between India and Asia. Journal of the Geological Society of London 19, 115-157.

U.S. NRC, 1997. Regulatory Guide 1.165. Identification and characterization of seismic sources and determination of safe shutdown earthquake ground motion, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Office of Nuclear Regulatory Research, March 1997.

พฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหว (Earthquake Activity)

7) ภาคใต้ของประเทศไทย (Southern Thailand) Pailoplee (2014b) วิเคราะห์สมการความสัมพันธ์ FMD จากข้อมูลแผ่นดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย และประเมินแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงเวลา 10-100 ปี โดยผลการประเมินบ่งชี้ว่าในอีก 50 ปี พื้นที่ภาคใต้ของประเทศไทยมีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุด ≤ 6.3 Mw และมีโอกาสใหญ่ที่สุดถึง 6.8 Mw หากพิจารณาในอีก 100 ปี

อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อมูลแผ่นดินไหวที่มีอยู่อย่างจำกัด ทำให้ผลการวิเคราะห์สมการความสัมพันธ์ FMD ในพื้นที่ภาคใต้ของประเทศไทย มีความสอดคล้องระดับปานกลางกับข้อมูลแผ่นดินไหวที่ใช้ในการวิเคราะห์ ดังนั้น Pailoplee (2014b) จึงสรุปว่าผลการศึกษาดังกล่าวเป็นการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวในเบื้องต้น และควรมีการตรวจวัดแผ่นดินไหวอย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย เพื่อใช้ในการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวที่มีความแม่นยำมากขึ้นในอนาคต (Pailoplee, 2014b)

ส่วนในกรณีของรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย ภาคใต้ของประเทศไทย Pailoplee (2014b) ประเมินในเบื้องต้นว่าแผ่นดินไหวขนาด 7.0 Mw มีคาบอุบัติซ้ำการเกิดแผ่นดินไหวประมาณ 130 ปี

กราฟแสดงผลการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุ่ย (ก) แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุด (หน่วย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงเวลาต่างๆ ที่พิจารณา (ข) คาบอุบัติซ้ำ (หน่วย ปี) การเกิดแผ่นดินไหวขนาดต่างๆ ที่พิจารณา (Pailoplee, 2014b)
Share: