แผ่นดินไหว

แบบฝึกหัด 4 ความเค้นทางธรณีแปรสัณฐาน

วัตถุประสงค์การเรียนรู้

  • เพื่อเข้าใจธรรมชาติการเกิดแผ่นดินไหวในเชิงความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และขนาดแผ่นดินไหว
  • เพื่อเข้าใจการประยุกต์ใช้ค่า b ในการศึกษาแรงเค้นทางธรณีแปรสัณฐาน

เนื้อหา

  • การเปลี่ยนแปลงค่า b (Variation of b Value)
  • เกาะสุมาตรา-อันดามัน (Sumatra-Andaman Island)
  • แนวหมู่เกาะประเทศอินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain)
  • หมู่เกาะฟิลิปปินส์ (Philippines Islands)
  • รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault)
  • ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand)
  • ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand)
  • ประสิทธิภาพการตรวจวัด (Detection Capability)

ค่าคงที่ b จากสมการความสัมพันธ์การกระจายตัวความถี่-ขนาดแผ่นดินไหว (Frequency-Magnitude Distribution, FMD) มีนัยสำคัญถึงความเค้นทางธรณีแปรสัณฐานที่สะสมอยู่ในแต่ละพื้นที่ย่อยของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว โดยค่า b ต่ำ/สูง หมายถึง ความเค้นสูง/ต่ำ ดังนั้นการวิเคราะห์ความแตกต่างของค่า b ทั้งในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่จึงสามารถประยุกต์ใช้เป็นสัญญาณบอกเหตุก่อนเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้

ขอให้เมามันส์ไปกับแรงสั่นของแผ่นดินไหวนะครับ ?

คำอธิบาย: ตอบคำถามต่อไปนี้โดยใช้ คำสำคัญ เป็นแนวทางประกอบในการตอบคำถาม

1) อธิบายการประยุกต์ใช้ค่า b กับการศึกษากระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานด้านต่างๆ

คำสำคัญ: กลไกการปริแตกของหิน; รูปร่างของกระเปาะแมกมา; พฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวตาม; แผ่นดินไหวจากการทำเหมืองแร่; สัญญาณบอกเหตุแผ่นดินไหว

2) ผลการวิเคราะห์ค่า b ตามแนวรอยเลื่อนสะกายบ่งชี้ว่ามีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวในพื้นที่ใดและมีขนาดเท่าใด (ศึกษาเพิ่มเติมใน Pailoplee, 2013)

คำสำคัญ: รอยเลื่อนสะกาย; ประเทศพม่า; สมการความสัมพันธ์ FMD; ค่า b; พื้นที่ยึดติดของระนาบรอยเลื่อน; เมืองเนย์ปิดอว์; เมืองมัณฑะเลย์; เมืองมิตจีนา

3) อธิบายหลักการประเมินประสิทธิภาพการตรวจวัดแผ่นดินไหว (earthquake detection capability) ของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว

คำสำคัญ: สมการความสัมพันธ์ FMD; ขนาดแผ่นดินไหวเล็กที่สุดที่เครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวสามารถตรวจวัดได้อย่างสมบูรณ์; การกระจายตัวของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว

แนวทางการตอบคำถาม

1) อธิบายการประยุกต์ใช้ค่า b กับการศึกษากระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานด้านต่างๆ

นักแผ่นดินไหว เช่น Gerstenberger และคณะ (2001) พบว่าในพื้นที่เฉพาะและช่วงเวลาใดๆ ค่า b จากสมการความสัมพันธ์ FMD มีความแตกต่างทั้งในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ ดังนั้นจึงมีนักแผ่นดินไหวหลายกลุ่มประยุกต์ใช้แนวคิดการเปลี่ยนแปลงค่า b เพื่อศึกษากระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานด้านต่างๆ ได้แก่

1) การปริแตกของหิน (rock fracture) Rao และคณะ (2005) ศึกษาการปริแตกของหินจากการให้ความเค้นบีบอัดตัวอย่างหิน หลังจากนั้นวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่-ความดังหรือแอมพลิจูดของเสียง พบว่าในช่วงเริ่มต้นที่ความเค้นบีบอัดตัวอย่างหินมีค่า b สูงถึง 2.3 และลดลงอย่างต่อเนื่องถึง b = 1.5 เมื่อเข้าสู่ภาวะเสถียรในระหว่างการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น (elastic deformation) ในเวลาต่อมาเมื่อเพิ่มความเค้นบีบอัดมากขึ้น หินจะสร้างรอยแตกขนาดเล็กชุดใหม่จำนวนมาก เกิดการครูดถูของรอยแตกหินและแตกหักอย่างรวดเร็วในเวลาต่อมา Rao และคณะ (2005) จึงสรุปว่าค่า b ต่ำกว่าภาวะปกติก่อนการปริแตกของหิน

2) การกระจายตัวของกระเปาะแมกมา (magma chamber distribution) Sanchez และคณะ (2004) ศึกษาความแตกต่างเชิงพื้นที่ของค่า b ใต้ภูเขาไฟพินาตูโบ ประเทศฟิลิปปินส์ เพื่อวิเคราะห์รูปร่างกระเปาะแมกมาที่อยู่ใต้พื้นโลก ผลการศึกษาบ่งชี้ว่าค่า b สูงอย่างผิดปกติรอบภูเขาไฟพินาตูโบบ่งชี้ความดันสูงและรอยแตกที่เพิ่มขึ้นในพื้นที่ดังกล่าว ซึ่งอาจสัมพันธ์กับรูปร่างของกระเปาะแมกมาใต้พื้นโลก

3) พฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวตาม (aftershock activity) Wiemer และคณะ (2002) วิเคราะห์ค่า b จากข้อมูลแผ่นดินไหวตามจำนวน 11,000 เหตุการณ์ ที่เกิดขึ้นหลังจากแผ่นดินไหวหลักขนาด 7.1 Mw บริเวณเหมืองแร่เฮคเตอร์ ประเทศสหรัฐอเมริกา ในปี ค.ศ) 1999 พบว่าโดยรวมค่า b สูง (b = 1.2) ในพื้นที่ปริแตกส่วนใหญ่ของแผ่นดินไหวหลักและทิศทางการปริแตกของแผ่นดินไหวหลักส่งผลกระทบต่อการกระจายตัวของแผ่นดินไหวตาม

4) แผ่นดินไหวจากการทำเหมืองแร่ (rockburst seismicity) Nuannin และคณะ (2002) ศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวจากการระเบิดเพื่อทำเหมืองแร่ซิงกรูวาน (Zinkgruvan mine) ประเทศสวีเดน จากการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงค่า b เชิงเวลา พบค่า b แปรผันอยู่ในช่วง 0.5-3.0 และมีการลดลงอย่างผิดปกติ 2 ครั้ง ซึ่งหลังจากนั้นเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุด (2.4 Mw) ทางตะวันออกของเหมืองแร่

5) สัญญาณบอกเหตุแผ่นดินไหว (earthquake precursor) Mogi (1962) Scholz (1968) และ Wyss (1973) พบว่าความแตกต่างของค่า b ในแต่ละพื้นที่มีความสัมพันธ์กับความเค้นทางธรณีแปรสัณฐานที่สะสมอยู่ในพื้นที่ โดยค่า b ต่ำ/สูง หมายถึง ความเค้นสูง/ต่ำ ซึ่งบริเวณที่มีการสะสมความเค้นทางธรณีแปรสัณฐานสูงมักจะสัมพันธ์กับเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในเวลาต่อมา ซึ่งจากความสัมพันธ์ดังกล่าว นักแผ่นดินไหวประยุกต์ใช้เพื่อวิเคราะห์สัญญาณบอกเหตุแผ่นดินไหวในหลายแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวทั่วโลก เช่น Chan และคณะ (2012) วิเคราะห์ค่า b และพบค่า b ต่ำ ก่อนเกิดแผ่นดินไหวขนาด ≥ 6.0 ML ในประเทศไต้หวัน

คำสำคัญ: กลไกการปริแตกของหิน; รูปร่างของกระเปาะแมกมา; พฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวตาม; แผ่นดินไหวจากการทำเหมืองแร่; สัญญาณบอกเหตุแผ่นดินไหว

2) ผลการวิเคราะห์ค่า b ตามแนวรอยเลื่อนสะกายบ่งชี้ว่ามีโอกาสเกิดแผ่นดินไหวในพื้นที่ใดและมีขนาดเท่าใด (ศึกษาเพิ่มเติมใน Pailoplee, 2013)

ผลการศึกษาของ Pailoplee (2013) บ่งชี้ว่าตลอดแนวรอยเลื่อนสะกายพบ 2 พื้นที่แสดงค่า b ต่ำกว่าพื้นที่ข้างเคียงอย่างชัดเจน ซึ่งอาจเป็นพื้นที่เสี่ยงต่อการเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในอนาคต คือ รอยเลื่อนสะกายส่วนที่พาดผ่าน 1) เมืองเนย์ปิดอว์-เมืองมัณฑะเลย์ และ 2) พื้นที่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของเมืองมิตจีนาตอนเหนือของรอยเลื่อนสะกาย นอกจากนี้ Pailoplee (2013) วิเคราะห์พื้นที่ซึ่งมีความผิดปกติของค่า b ตามแนวภาคตัดขวาง โดยหากอนุมานให้พื้นที่ยึดติดของระนาบรอยเลื่อนมีค่า b < 0.60 และ b < 0.60 ประเมินว่ามี 3 พื้นที่โดยรอบเมืองมิตจีนาที่สามารถเป็นแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวและอาจสร้างแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดถึง 8.6

คำสำคัญ: รอยเลื่อนสะกาย; ประเทศพม่า; สมการความสัมพันธ์ FMD; ค่า b; พื้นที่ยึดติดของระนาบรอยเลื่อน; เมืองเนย์ปิดอว์; เมืองมัณฑะเลย์; เมืองมิตจีนา

3) อธิบายหลักการประเมินประสิทธิภาพการตรวจวัดแผ่นดินไหว (earthquake detection capability) ของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว

สืบเนื่องจากสมการความสัมพันธ์ FMD ส่วนใหญ่จะมีความเป็นเส้นตรงเฉพาะแผ่นดินไหวขนาด ≥ Mc แต่ในส่วนของแผ่นดินไหวขนาด < Mc ไม่เป็นเส้นตรง ซึ่งจากงานวิจัยในอดีต นักแผ่นดินไหว (Chouliaras, 2009) สรุปว่าการที่แผ่นดินไหวขนาด < Mc ไม่เป็นไปตามสมการความสัมพันธ์ FMD เกิดจากข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพการตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนของเครื่องมือตรวจวัดแผ่นดินไหว ดังนั้นค่า Mc สูง/ต่ำ ในพื้นที่ใดๆ สามารถแปลความว่ามีความหนาแน่นของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวน้อย/มาก ซึ่งการวิเคราะห์ค่า Mc ทั้งในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่จึงมีนัยสำคัญถึงวิวัฒนาการของประสิทธิภาพการตรวจวัดแผ่นดินไหวและความหนาแน่นของการกระจายตัวของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวในแต่ละพื้นที่ศึกษา

คำสำคัญ: สมการความสัมพันธ์ FMD; ขนาดแผ่นดินไหวเล็กที่สุดที่เครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหวสามารถตรวจวัดได้อย่างสมบูรณ์; การกระจายตัวของเครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว

ค้นคว้าเพิ่มเติม

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

Share:
Slot Toto Slot Gacor Maxwin slot thailand slot toto slot resmi slot thailand slot qris slot gacor maxwin slot gacor maxwin Slot Gacor Maxwin Slot Gacor Maxwin 2024 Situs Slot Gacor 777 Situs Slot Gacor Toto Slot Gacor 2024 Maxwin Slot Gacor Terbaik Slot Gacor 4D Slot Gacor Terpopuler slot gacor maxwin slot toto gacor scatter hitam slot thailand slot777 slot maxwin slot thailand slot toto gacor slot gacor 777 Slot Gacor Thailand slot88 maxwin slot thailand 2024