Learn

6 รูปแบบภัยพิบัติจากการย้ายมวล กับความเข้าใจเรื่องดินถล่ม

การย้ายมวล อาจจะเป็นคำที่ดูแปลกๆ สำหรับคนทั่วไป แต่จริงๆ แล้วคำว่า การย้ายมวล (mass wasting) เป็นคำเฉพาะในทางธรณีวิทยาที่หมายถึง การเคลื่อนตัวของหิน ดิน โคลนรวมทั้งหิมะ ลงมาตามความลาดชัน หรือที่คนทั่วไปมักจะเรียกกันติดปากว่า ดินถล่ม ซึ่งเป็นกระบวนการที่โลกพยายามจะปรับสภาพพื้นผิวโลกที่สูงๆ ต่ำๆ เกลี่ยให้พื้นโลกมีระดับพอๆ กัน โดยหลายครั้งที่การย้ายมวล ก็กลายเป็นภัยพิบัติกับมนุษย์

ในทางธรณีวิทยา เมื่อพูดถึงการย้ายมวลเราจะหมายถึงการเคลื่อนที่ของมวลที่เกิดจาก แรงโน้มถ่วงของโลก เป็นหลัก อาจจะมีน้ำเข้ามาช่วยหล่อลื่นบ้างแต่จะไม่โดดเด่น ส่วนการเคลื่อนที่ของมวลที่ต้องอาศัย ตัวกลาง (น้ำ ลม ธารน้ำแข็ง) เป็นหลักในการเคลื่อนที่ เราเรียกว่า การพัดพา (transportation)

ปัจจัยเอื้ออำนวยและสิ่งเร้า

1) ความชัน (slope) อธิบายได้ในรูปแบบของ มุมทรงตัว หรือ มุมกอง (angle of repose) ซึ่งหมายถึงมุมชันที่มวลยังสามารถเกาะตัวกันอยู่ได้ ขึ้นอยู่กับขนาด รูปทรงและความเป็นเนื้อเดียวกันของมวล ตะกอนขนาดใหญ่จะมีมุมทรงตัวกว้างกว่าตะกอนขนาดเล็ก เช่น ทรายละเอียดมีมุมทรงตัว 35 องศา ทรายหยาบมีมุมทรงตัว 40 องศา และกรวดเหลี่ยมมีมุมทรงตัว 45 องศา ดังนั้นมวลขนาดใหญ่จึงสามารถเกาะเกี่ยว ก่อร่างสร้างตัวได้ชันกว่ามวลขนาดเล็ก

2) น้ำ (water) น้ำตามช่องว่างของตะกอนทำให้แรงเสียดทานน้อยลงและมวลมีน้ำหนักมากขึ้น ทำให้ความสามารถในการเกาะตัวกันของตะกอนลดลง และน้ำยังช่วยให้มวลลื่นไถลได้ดีขึ้น มวลที่อิ่มน้ำจึงเคลื่อนตัวได้เร็วขึ้น

ขนาดตะกอนและน้ำที่อยู่ตามช่องว่างของตะกอนมีผลต่อมุมทรงตัวและการเกาะตัวของมวล

3) พืชคลุมดิน (vegetation) รากพืชช่วยยึดเกาะหน้าดินและช่วยยับยั้งการย้ายมวล บริเวณที่มีการตัดไม้ทำลายป่าหรือเกิดไฟไหม้ป่าบ่อยครั้งจะมีโอกาสสูงที่จะเกิดการย้ายมวล แต่บางครั้งหากพืชหนาแน่นมากเกินไปอาจเพิ่มน้ำหนักให้พื้นที่และเร่งให้มีการย้ายมวลได้ง่ายขึ้นเหมือนกัน

4) การวางตัวของชั้นหิน (orientation of bed) การเอียงเทของชั้นหินส่งผลต่อโอกาสการย้ายมวล โดยมวลลื่นไถลได้ง่ายไปตามแนวการเอียงเทหรือระนาบรอยแตกของชั้นหิน

พื้นที่ที่มีการเอียงเทเข้าหา ของชั้นหินมีโอกาสเกิดการเคลื่อนที่ของมวลได้ง่าย

5) ตัวกระตุ้น (trigger) เช่น 1) แรงสั่นสะเทือนจากคลื่นไหวสะเทือนหรือการระเบิดเพื่อทำเหมือง โดยส่วนใหญ่กระตุ้นให้มีการย้ายมวลง่ายและเร็วขึ้น 2) การปะทุของภูเขาไฟทำให้ความชันของภูเขาเพิ่มขึ้นอย่างทันทีทันใด เพราะมีเถ้าภูเขาไฟจำนวนมากถับถมเป็นชั้นหนาตามความชันเดิมของภูเขาไฟ ทำให้มีโอกาสสูงที่มวล (เถ้า) จะเคลื่อนที่ และ 3) การเกิดพายุ ฝนตกหนักอย่างต่อเนื่องเป็นการเพิ่มน้ำให้กับพื้นที่อย่างรวดเร็ว

การย้ายมวลหลังจาก (ซ้าย) แผ่นดินไหวที่เกาะฮอกไกโด (ที่มา : www.thesun.co.uk) และ (ขวา) ภูเขาไฟปะทุบนเกาะมอนต์เซอร์รัต (ที่มา : https://dxnews.com)

อย่างที่เล่าในตอนต้น ส่วนใหญ่เราจะคุ้นชินและรวมการย้ายมวลทั้งหมดว่าเป็นดินถล่ม แต่ถ้าศึกษาในรายละเอียด จะพบว่าดินถล่มที่เราเข้าใจกันแบ่งได้หลายแบบขึ้นอยู่กับ 1) ชนิดของมวล เช่น หิน ดิน หิมะ 2) น้ำมากหรือน้อย และ 3) รูปแบบการเคลื่อนที่ เช่น หล่น ทลาย ถล่ม ไถล ไหลหลาก ซึ่งทั้ง 3 ปัจจัย ทำให้เกิดรูปแบบการย้ายมวลที่ต่างกันทั้งในด้านความเร็ว ขนาด รวมทั้งพื้นที่และระดับของภัยพิบัติที่อาจจะได้รับ

รูปแบบการย้ายมวล

การหล่น (fall)

การหล่น (fall) เป็นการย้ายมวลในแนวดิ่งอย่างอิสระตามแรงโน้มถ่วงของโลก ส่วนใหญ่เกิดจากหินที่อยู่ตามหน้าผา เรียกว่า หินหล่น (rock fall) ซึ่งถือเป็นภัยพิบัติเพราะมีความเร็วสูงและไม่ค่อยมีสัญญาณเตือนล่วงหน้า โดยเศษหินที่หล่นลงมาจะกองอยู่ด้านล่างใกล้หน้าผา เราเรียกว่า ลานหินตีนผา (talus)

ลานหินตีนผาเป็นสัญลักษณ์หรือสัญญาณที่บอกว่าพื้นที่แถวนั้นมีโอกาสเกิดภัยพิบัติหินหล่น (ที่มา : www.marlimillerphoto.com)

การทลาย (avalanche)

การทลาย (avalanche) เกิดในที่มีความชันสูง มวลจะเคลื่อนที่ลงมาอย่างรวดเร็วแบบกึ่งหล่น กึ่งไถล และถึ่งการกระเด็นกระดอน ซึ่งการกระเด็นกระดอนทำให้พื้นที่ภัยพิบัติกว้างขึ้นมากกว่าการหล่นที่หล่นตุ๊บในแถบนั้น ตัวอย่างการทลาย เช่น หินทลาย (rock avalanche) เศษหินทลาย (debris avalanche) และ หิมะทลาย (snow avalanche) ซึ่งในกรณีของหิมะจะพบบ่อยที่สุด และที่เราเรียกว่าหิมะถล่ม จริงๆ คือ หิมะทลาย (snow avalanche) ในทางวิชาการเรื่องการย้ายมวล

(ซ้าย) เศษหินทลาย (ขวา) หิมะทลาย

การเลื่อนถล่ม (slide)

การเลื่อนถล่ม (slide) คือ การย้ายมวลตามความชันระดับปานกลางของพื้นที่ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ทิศทางหรือระนาบการเคลื่อนที่มากนัก โดยรวมนิยมเรียกว่า ดินถล่ม (landslide) แต่ถ้าต้องการชี้เฉพาะถึงชนิดของมวลที่ถล่มก็สามารถแบ่งได้ เช่น หินถล่ม (rock slide) เศษหินถล่ม (debris slide) และ ดินถล่ม (landslide) ซึ่งหินถล่มจะมีความเร็วและภัยพิบัติสูงที่สุด โดยส่วนใหญ่เกิดในบริเวณที่หินมีรอยแตกหรือการวางตัวของชั้นหินที่เอียงเทขนานไปกับความชัน เช่น หินถล่มเขาเต่า (Tuttle Mountain) ในประเทศแคนาดาเมื่อปี พ.ศ. 2446 (รูปซ้าย) เกิดจากชั้นหินวางตัวเอียงเทขนานไปกับความชันของภูเขา ประกอบกับฝนที่ตกลงมาอย่างหนัก

(ซ้าย) เศษหินถล่ม (ขวา) ดินถล่ม

การเลื่อนไถล (slump)

การเลื่อนไถล (slump) คือการหลุดเป็นกะบิของมวลดินและเคลื่อนที่ในลักษณะที่มีการไถลร่วมกับการหมุนของมวล ทำให้เกิดแนวแตกของมวลโค้งเว้า (rotational slide) เกิดเป็นหน้าผาชันคล้ายกับพระจันทร์เสี้ยวลดหล่นลงมาเป็นตะพัก การเคลื่อนที่ของมวลแบบนี้พบมาบริเวณหน้าผาริมชายฝั่งทะเลหรือริมตลิ่งแม่น้ำที่มีการกรัดกร่อนสูง แบ่งย่อยตามวัสดุการเลื่อนไถล เช่น หินเลื่อนไถล (rock slump) หรือ ดินเลื่อนไถล (soil slump) ในทางภัยพิบัติ การเลื่อนไถล (slump) มักก่อนให้เกิดภัยพิบัติกับพื้นที่ด้านบนของการเลื่อนไถล เช่นพื้นที่หมู่บ้านหรือถนนที่ทรุดพังลงไปพร้อมกับการเลื่อนไถลไปด้านล่าง ซึ่งจะแตกต่างจาก การเลื่อนถล่ม (slide) ที่บริเวณที่ได้รับผลกระทบจะอยู่ด้านล่างของการเลื่อนถล่ม เช่น ถนนตัดผ่านเลียบเขา เกิดดินถล่มลงมาปิดทับถนน

ดินเลื่อนไถลบริเวณชายฝั่งโฮลเดอร์เนส (Holderness coast) ทางตะวันออกของเกาะอังกฤษ (ที่มา : www.internetgeography.net)

การไหลหลาก (flow)

การไหล (flow) คือ การย้ายมวลที่มีน้ำเข้ามาปนร่วมกับมวล โดยน้ำที่พอขลุกขลิกจะเป็นตัวช่วยพยุงให้มวลเลื่อนไหลได้ดียิ่งขึ้น แบ่งตามขนาดตะกอนและปริมาณของน้ำได้ 3 ชนิด คือ

1) เศษหินไหลหลาก (debris flow) เกิดจากตะกอนขนาดใหญ่ (มากกว่า 50% ของตะกอนใหญ่กว่าทรายและกรวด) ปะปนกันกับดิน หินและซากต้นไม้ ไหลลงมาตามความชัน มีความเร็ว 1-10 เมตร/วินาที โดยส่วนใหญ่พบบริเวณร่องน้ำในหุบเขา ซึ่งมีเศษหิน ดินและซากพืชสะสมอยู่ตลอดธารน้ำ เมื่อมีฝนตกหนัก น้ำที่มีมากจะกวาดทุกอย่างไหลมาตามร่องน้ำ ก่อนที่จะไหลออกมาจากหุบเขาลงมากองทับถมกันบริเวณที่ราบเชิงเขา เศษหินไหลหลากถือเป็นภัยพิบัติจากการย้ายมวลที่รุนแรง กินพื้นที่กว้าง และสร้างความเสียหายให้กับชีวิตและทรัพย์สินของมนุษย์จำนวนมาก ทั่วโลก

2) ดินไหลหลาก (earth flow) เป็นการไหลของมวลที่ประกอบด้วยตะกอนขนาดดินทรายแป้งหรือทรายละเอียด ตามพื้นที่ลาดชันต่ำ ด้วยความเร็ว 10 เมตร/ชั่วโมง การเคลื่อนที่เกิดจากพฤติกรรมของดินที่เมื่อได้รับความชื้นเพียงพอจะทำให้ดินลื่นขึ้น

3) โคลนไหลหลาก (mud flow) เกิดจากวัตถุที่มีขนาดดินหรือโคลน ซึ่งถ้ามวลที่ไหลหลากเป็น กรวดภูเขาไฟ (pyroclastic) อิ่มน้ำ ในทางธรณีวิทยาเรียกการไหลของกรวดภูเขาไฟเป็นชื่อเฉพาะว่า ลาฮาร์ (lahar)

เศษหินไหลหลาก

การคืบคลาน (creep)

การคืบคลาน (creep) เป็นอีกหนึ่งรูปแบบของการย้ายมวลไปตามความลาดเอียงอย่างช้าๆ ด้วยความเร็ว 0.5-5.0 เซนติเมตร/ปี สาเหตุสำคัญเกิดจากการยืดตัวหรือหดตัวของมวลไปตามแรงโน้มถ่วงของโลก (Fookes และคณะ, 2005) ซึ่งถึงแม้ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่ที่ช้ามาก และสังเกตได้อยากในช่วงเวลาสั้นๆ แต่สามารถตรวจสอบได้จากหลักฐานการเอียงเทของโครงสร้างหินต้นไม้หรือสิ่งปลูกสร้างต่างๆ ในพื้นที่

หลักฐานแสดงการมีอยู่จริงของการคืบคลานของมวล

บางพื้นที่การคืบคลานสัมพันธ์กับความชื้น เช่น ในพื้นที่ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำ น้ำหรือหิมะซึมผ่านชั้นดินในระดับตื้นทำให้ดินชั้นบนชื้นแฉะและมีความอิ่มตัวของน้ำสูงกว่าดินหรือหินด้านล่างซึ่งยังมีอุณหภูมิที่จุดเยือกแข็งอยู่ ทำให้ดินชั้นบนขาดการยึดตัวและไหลเลื่อนลงไปอย่างช้าๆ เรียกเป็นชื่อเฉพาะว่า การไหลของดิน (solifluction)

การคืบคลานเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกและความชื้น

จะเห็นว่า ดินถล่ม ที่เราเรียกอย่างคุ้นชินกัน จริงๆ แล้วสามารถแยกย่อยได้เป็นหลายแบบ ซึ่งในแต่ละแบบก็จะมีลักษณะเฉพาะของการเกิด ความรวดเร็วในการเกิด ตลอดจนพื้นที่และระดับของภัยพิบัติที่แตกต่างกัน ดังนั้นการทำความเข้าใจในรูปแบบการเคลื่อนที่ของมวลหรือดินถล่มอย่างถูกต้องจะช่วยให้เรารู้ว่า ในแต่ละพื้นที่นั้นมีโอกาสเกิดภัยพิบัติจากการเคลื่อนที่ของมวลแบบไหนได้บ้าง และระดับของภัยพิบัติรุนแรงหรือไม่

Share: