หนึ่งในหลายๆ ลีลาของการศึกษา สืบหาหลักฐานการเกิด แผ่นดินไหว ครั้งใหญ่ คือ การศึกษาแผ่นดินไหวจากซากโบราณสถานในแหล่งโบราณคดี (archaeoseismology) (Evans, 1928; Agamennone, 1935) ซึ่งเป็นการศึกษาข้อมูลที่อยู่ตรงกลาง และช่วยเต็มเต็มช่องว่างระหว่างข้อมูล บันทึกทางประวัติศาสตร์ (historical record) และข้อมูลจาก บันทึกทางธรณีวิทยา (geological record) โดยเฉพาะในบางครั้งข้อมูลประวัติศาสตร์ไม่สมบูรณ์ นักแผ่นดินไหววิทยาอาจใช้ข้อมูลจากแหล่งโบราณคดี ช่วยยืนยันการมีอยู่ หรือเพิ่มข้อมูลรายละเอียดให้กับบันทึกประวัติศาสตร์ได้ เช่น การประเมินระดับความรุนแรงจากสภาพความเสียหายที่พบได้ในแหล่งโบราณคดี ซึ่งหลักฐานสำคัญที่นักโบราณคดีใช้ในการแปลความหมายแผ่นดินไหวแบ่งได้ 3-4 กลุ่ม คือ (Galadini และคณะ, 2006)

1) การเลื่อนตัวของรอยเลื่อน

หลักฐานการเลื่อนตัวของโบราณสถาน บ่งบอกถึงแนวหรือ ระนาบรอยเลื่อน (fault plane) โดยเฉพาะเมื่อมีการเลื่อนตัวแบบเหลื่อมข้าง ทำให้เห็นการเลื่อนตัวของโบราณสถานต่างๆ ใช้เป็นหลักฐานของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวได้ เช่น แนวท่อน้ำ ถนน หรือแนวกำแพง เป็นต้น (รูป 1-2 และ 5-11) ซึ่งถ้าหลักฐานดังกล่าวมีการเลื่อนตัวชัดเจน นักแผ่นดินไหววิทยาหรือนักโบราณคดีก็สามารถวัดระยะการเลื่อนตัว และสามารถคำนวณอัตราการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นข้อมูลที่จำเป็นและมีประโยชน์อย่างมากใน การประเมินระดับภัยพิบัติแผ่นดินไหว (Meghraoui, 2003)

2) ระดับแรงสั่นสะเทือน

ผลกระทบจากแรงสั่นสะเทือน เช่น อาคารแตกหัก กำแพงเอียง การเคลื่อนหรือการบิดเบี้ยวไปจากเดิม หรือการล้มคว่ำของวัตถุ เช่น เสา อนุสาวรีย์ ป้ายหลุมศพ (รูป 3-4) ก็สามารถใช้เป็นหลักฐานตั้งต้นในการศึกษาด้านแผ่นดินไหวได้ แต่หลักฐานเหล่านี้ ไม่สามารถบอกแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวได้ (Nikonov, 1988) จะบอกได้แค่ว่าได้รับแรงสั่นสะเทือนเท่าใด

ตัวอย่างการแปลความด้านแรงสั่นสะเทือนจากซากโบราณสถาน เช่น จากรูป 3-4 หากมองเผินๆ ก็จะบอกว่าเสาต่างๆ นั้นล้มจากแรงสั่นสะเทือน แต่นักแผ่นดินไหววิทยาจับประเด็นได้เพิ่มเติมว่า เสานั้นล้มไปในทิศทางเดียวกัน

เพราะด้วยความเสาล้มไปในทางเดียวกัน นักแผ่นดินไหวจึงแปลว่าเสาน่าจะล้มเพราะแรงสั่นของ คลื่นเนื้อโลก (body wave) อย่างคลื่นปฐมภูมิและคลื่นทุติยภูมิ ทั้งนี้ก็เพราะคลื่นทั้งสองมีการเคลื่อนที่ของอนุภาคไปในทิศทางเดียว ต่างจากคลื่นพื้นผิวที่เมื่อวิ่งผ่านที่ใดๆ อนุภาคจะเคลื่อนที่แบบปั่นป่วน

และก็เพราะจากความที่เชื่อว่าเสาล้มเพราะคลื่นเนื้อโลก ซึ่งโดยธรรมชาติคลื่นเนื้อโลกจะมีขนาดหรือแอมพลิจูดต่ำกว่าคลื่นพื้นผิวอยู่มากโข นักแผ่นดินไหวจึงแปลความสรุปว่าเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ทำให้เสาล้มนั้น น่าจะมีขนาดใหญ่พอสมควร ใหญ่จนถึงขนาดว่าแค่คลื่นเนื้อโลกก็ยังสามารถทำให้เสาล้มได้ แล้วในวันนั้นคลื่นพื้นผิวจะรุนแรงขนาดไหน

3) ผลกระทบทางอ้อม

ผลกระทบทางอ้อม เช่น ถ้ามีการทรุดตัวของอาคาร หรือมีหลักฐานของทรายพุ ก็ช่วยยืนยันว่าเคยเกิดแผ่นดินไหวเมื่อใดในละแวกหรือแถบนั้น ตัวอย่างเช่นงานวิจัยของ Kázmér และคณะ (2011) ที่ศึกษาเจดีย์โบราณในจังหวัดเชียงใหม่และสุดท้ายก็แปลความออกมาในรูปแบบของภัยพิบัติแผ่นดินไหว

โดย Kázmér และคณะ (2011) ได้สังเกตเห็นว่าเจดีย์โบราณ ที่กระจายตัวตามที่ต่างๆ รอบเมืองเชียงใหม่ มีการเอียงเทจนผิดสังเกต ดังนั้นจึงได้มีการเก็บรายละเอียดตำแหน่งที่ตั้งและทิศทางการเอียงเทของเจดีย์เกือบทั้งหมดที่มีอยู่ ซึ่งจากการทำแผนที่และประมวลผล พบว่าในบรรดาเจดีย์ทั้งหมดที่เก็บข้อมูลมาได้นั้น มีทั้งที่เอียงและไม่เอียงปะปนกันไป

หลังจากได้มีการสืบสาวราวเรื่องกันต่อ พบว่าเจดีย์ที่เอียงส่วนใหญ่สร้างมาก่อนแผ่นดินไหวใหญ่ พ.ศ. 2088 ที่มีบันทึกทางประวัติศาสตร์ว่า แผ่นดินไหวครั้งนั้นรุนแรงมากจนทำให้เจดีย์หลวง เจดีย์คู่บ้านคู่เมืองเชียงใหม่ พังทลายลงมา ด้วยเหตุนี้ Kázmér และคณะ (2011) จึงเชื่อว่านอกจากแรงสั่นสะเทือนจะพังทลายเจดีย์หลวงแล้ว แผ่นดินไหวในปี พ.ศ. 2088 ยังส่งผลให้เจดีย์ส่วนใหญ่ในตัวเมืองเชียงใหม่นั้นเอียงไปจากเดิมซึ่งอาจจะเป็นผลมาจาก ทรายพุ (liquefraction) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากพฤติกรรมเฉพาะของชั้นทรายชุ่มน้ำ ที่เมื่อได้รับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว ทรายจะสามารถเคลื่อนตัว ทำให้พื้นที่เกิดอาการตะปุ่มตะป่ำ และทำให้สิ่งปลูกสร้างทรุดตัวได้

เพิ่มเติม : ทรายพุและโคลนภูเขาไฟ

นอกจากนี้ หลักฐานการย้ายถิ่นฐานหรือการซ่อมแซมโบราณสถาน ก็พอจะอนุมานได้ว่า เมืองน่าจะพบกับแผ่นดินไหว แต่ในทางวิชาการจะตอบได้ก็ต่อเมื่อรู้ว่าเคยเกิดแผ่นดินไหว แล้วใช้หลักฐานการย้ายถิ่นฐานเป็นเพียงข้อมูลเสริมเท่านั้น ไม่ใช้พบการย้ายหรือสร้างใหม่ แล้วกระโดดใส่เลยว่ามาจากแผ่นดินไหว เพราะหลักฐานค่อนข้างอ่อน (Galadini และคณะ, 2006)

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