ชื่อหนังสือ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ (Statistical Seismology) ผูเขียน รองศาสตราจารย ดร. สันติ ภัยหลบลี้ ISBN xxx-xxx-xxx-xxx-x พิมพครั้ง 1 เดือน ธันวาคม พ.ศ. 2560 จํานวน 110 เลม ราคา xxx บาท จําทําโดย รองศาสตราจารย ดร. สันติ ภัยหลบลี้ ภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย แขวงวังใหม เขตปทุมวัน กรุงเทพมหานคร 10330 โทร 02-218-5442 โทรสาร 02-218-5456 จัดจําหนายโดย ศูนยหนังสือแหงจุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย พิมพที่ โรงพิมพแหงจุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย พิมพเมื่อ เดือนธันวาคม พ.ศ. 2560 ภาพปก จิรวัฏ ดํารงกิจอภิชาต
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ ก คํานํา วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ (statistical seismology) เปนศาสตรการศึกษาพฤติกรรมการเกิด แผนดินไหวโดยใชฐานขอมูลแผนดินไหว (earthquake catalogue) ที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว เปนขอมูลหลักในการวิเคราะห โดยจากการประชุมเชิงปฏิบัติการระดับนานาชาติในหัวขอ “International Workshop on Statistical Seismology (Statsei)” ซึ่งจัดขึ้นเปนประจําจนกระทั่งการประชุมครั้งที่ 10 เมื่อวันที่ 20-24 เดือนกุมภาพันธ ค.ศ. 2017 ณ เมืองเวลลิงตัน ประเทศนิวซีแลนด ประกอบกับบทความวิจัยระดับนานาชาติ จํานวนมากที่ถูกเผยแพรสูสาธารณะอยางตอเนื่อง บงชี้วาการศึกษาวิจัยดานวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิตินั้นมี ประสิทธิภาพ และเปนที่ยอมรับอยางกวางขวางในแวดวงการศึกษาวิจัยดานวิทยาคลื่นไหวสะเทือนในปจจุบัน สืบเนื่องจากการการเคลื่อนที่และกระทบกระทั่งกันของ 1) แผนเปลือกโลกยูเรเซีย (Eurasian Plate) 2) แผนเปลือกโลกอินโด-ออสเตรเลีย (Indo-Australian Plate) และ 3) แผนเปลือกโลกทะเลฟลิปปนส(Philippine Sea Plate) ทําใหภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต (Southeast Asia) หรือ อาเซียน (ASEAN) มีแหลงกําเนิด แผนดินไหวสําคัญมากมายกระจายตัวอยูตามพื้นที่ตางๆ ทั้งเขตมุดตัวของเปลือกโลก (subduction zone) ที่วางตัว อยูตามขอบของแผนเปลือกโลกและรอยเลื่อน (fault) ที่กระจายตัวอยูภายในแผนเปลือกโลก ซึ่งจากฐานขอมูล แผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว บันทึกประวัติศาสตรรวมทั้งหลักฐานทางธรณีวิทยา บงชี้วา แหลงกําเนิดแผนดินไหวดังกลาวยังคงมีแผนดินไหวเกิดขึ้นอยางตอเนื่อง และมีโอกาสสงผลกระทบดานภัยพิบัติ แผนดินไหวรวมทั้งภัยพิบัติสึนามิตอประชาคมอาเซียนไดในอนาคต ดังนั้น ผูวิจัย (ผูเขียน) และคณะวิจัย จึงมีความสนใจและมุงมั่นที่จะศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวของ แหลงกําเนิดแผนดินไหวตางๆ ในภูมิภาคอาเซียน ดวยแนวคิดวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ และจากการศึกษาวิจัย อยางลึกซึ้งและตอเนื่อง ผูวิจัย (ผูเขียน) และคณะวิจัย สามารถประเมินพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวในรูปแบบของ ตารางสรุปผลการประเมินและแผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ 1) แผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถ เกิดขึ้นได (maximum magnitude) 2) คาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหว (return period) 3) โอกาสเกิดแผนดินไหว (probability of occurrence)4) พื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหวขนาดใหญในอนาคต(prospective earthquake source) และ 5) แรงสั่นสะเทือนแผนดินไหวและความรุนแรงแผนดินไหว (earthquake ground shaking and earthquake intensity) ที่มีโอกาสเกิดขึ้นไดในแตละพื้นที่ของแหลงกําเนิดแผนดินไหว และเพื่อที่จะสรุปภาพรวมสถานการณดานภัยพิบัติแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน ผูวิจัย (ผูเขียน) ได ประมวลผลการศึกษาวิจัยดังกลาวรวมกับงานวิจัยในอดีตจากตางประเทศ และนําเสนอผลการประมวลในรูปแบบของ หนังสือเลมนี้ โดยแบงยอยและจัดหมวดหมูองคความรูดานวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติที่สําคัญออกเปน 7 องค ความรู ไดแก
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ ข บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน (earthquake source in ASEAN) บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ (earthquake catalogue and completeness) บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว (earthquake activity) บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน (tectonic stress) บทที่ 5 การเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดแผนดินไหว (seismicity rate change) บทที่ 6 ระเบียบวิธีพื้นที่-เวลา-ความยาวรอยเลื่อน (region-time-length algorithm) บทที่ 7 การประเมินภัยพิบัติแผนดินไหว (seismic hazard analysis) ผูวิจัย (ผูเขียน) หวังเปนอยางยิ่งวาหนังสือเลมนี้ จะเปนแหลงความรูที่มีประโยชนตอประชาชนทั่วไปที่สนใจ สถานการณดานภัยพิบัติแผนดินไหว และเปนแนวทางสําหรับนักวิจัยที่ตองการศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว ดวยแนวคิดวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ รวมทั้งเปนขอมูลสนับสนุนสําคัญตอหนวยงานทั้งภาครัฐและภาคเอกชน ในการวางแผนปองกันภัยพิบัติแผนดินไหวและสึนามิที่อาจเกิดขึ้นในภูมิภาคอาเซียนในอนาคต ดวยความเคารพ รองศาสตราจารย ดร. สันติ ภัยหลบลี้ ผูวิจัย (ผูเขียน)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ ค กิตติกรรมประกาศ ตลอดชวงเวลาการศึกษาวิจัยดานวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ ผูวิจัย (ผูเขียน) และคณะวิจัย ไดรับโอกาส การศึกษาวิจัยจากหลายแหลงทุนสนับสนุนการวิจัย ไดแก 1) กองทุนรัชดาภิเษกสมโภช จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 2) กองทุนยุทธศาสตรการวิจัยเชิงลึก: คลัสเตอรวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและจัดการภัยพิบัติ จุฬาลงกรณ มหาวิทยาลัย 3) ศูนยอาเซียนศึกษา จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 4) ศูนยสงเสริมการวิจัยในภูมิภาคเอเชีย มูลนิธิเกาหลี เพื่อการศึกษาขั้นสูง ณ จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย และ 5) ทุนสงเสริมนักวิจัยรุนใหม สํานักงานกองทุนสนับสนุนการ วิจัย รวมทั้งแหลงทุนสนับสนุนการวิจัยอื่นๆ ทั้งภาครัฐและภาคเอกชน ผูวิจัย (ผูเขียน) ขอขอบคุณหนวยงาน 1) Publication Counseling Unit (PCU) คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย และ 2) หนวยงาน Office of Research Affairs (ORA) จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย โดยเฉพาะอยางยิ่ง Robert D.J. Butcher (Ph.D.) สําหรับคําแนะนําดานไวยากรณและทักษะการเขียนภาษาอังกฤษ ในขั้นตอนการเผยแพรผลการศึกษาวิจัยในรูปแบบของบทความวิจัยระดับนานาชาติ ผูวิจัย (ผูเขียน) ขอขอบคุณคณาจารย บุคลากรและนิสิตภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณ มหาวิทยาลัยทุกทาน โดยเฉพาะอยางยิ่ง ศาสตราจารย ดร. ปญญา จารุศิริ ที่ประสิทธิ์ประสาทวิชาความรูดานวิทยา คลื่นไหวสะเทือนใหลูกศิษยคนนี้เสมอมา และ ศาสตราจารย ดร. มนตรี ชูวงษ สําหรับคําแนะนําอันยอดเยี่ยมในการ ศึกษาวิจัยตามกระบวนการคิดทางวิทยาศาสตร ผูวิจัย (ผูเขียน) ขอขอบคุณครอบครัวเจริญศิริมณี นาประดิษฐ ภัยหลีกลี้ อินทมาตย แกววิเศษ เบญจมาศ ทาวเชียง วิรัชกุล เสมา สอนรัมย บุญใส อุนทะเล งอนกระโทก จงประโคน นรัฐกิจ วงษอามาตย พรรัมย และ ครอบครัวรอดไธสง ที่หลอหลอมลูกหลานใหเติบโตและงอกงามจวบจนปจจุบัน ขอบคุณเพื่อนสนิทมิตรสหายจากทุก วงจรชีวิตทั้งตลาดนิคม ราชวิทย บาน 4 (ไกแดง) โตะเมตตา ชุมชนใตแถบ ชมรมอนุรักษ ภาควิชาฟสิกสและภาควิชา ธรณีวิทยา ที่ชวยแตงเติมประสบการณชีวิตตลอดการเดินทาง ขอบคุณภรรยา นางธีรารัตน ภัยหลบลี้ (กิ๊บ) รวมทั้งลูก สาวทั้ง 2 คน ด.ญ. ภาวนา ภัยหลบลี้ (ใบบัว) และ ด.ญ. รัมภา ภัยหลบลี้ (ใบตอง) สําหรับกําลังใจในการทํางาน และ สุดทาย กราบขอบคุณอาแปะและแม ที่คอยประคองทุกยางกาว จนเอกมีวันนี้ ดวยความเคารพ รองศาสตราจารย ดร. สันติ ภัยหลบลี้ ผูวิจัย (ผูเขียน)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ ง สารบัญ คํานํา ก กิตติกรรมประกาศ ค สารบัญ ง บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในอาเซียน (Earthquake Source in ASEAN) 1 1. เขตมุดตัวของเปลือกโลก (Subduction Zone) 1 2. รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) 11 3. ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand) 15 4. ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand) 18 5. ภาคใตของประเทศไทย (Southern Thailand) 21 6. แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data) 24 บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ (Earthquake Catalogue and Completeness) 25 1. บันทึกแผนดินไหว (Earthquake Record) 25 2. การปรับเทียบมาตราขนาดแผนดินไหว (Magnitude Conversion) 31 3. การจัดกลุมแผนดินไหว (Earthquake Clustering) 34 4. แผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย (Man-made Earthquake) 38 5. การเปลี่ยนแปลงระบบตรวจวัด (Detection System Change) 44 6. แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data) 47 บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว (Earthquake Activity) 48 1. ความถี่-ขนาดแผนดินไหว (Frequency-Magnitude) 48 2. แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (Maximum Magnitude) 53 3. คาบอบุติซ้ําการเกิดแผนดินไหว (Return Period) 62 4. โอกาสเกิดแผนดินไหว (Probability of Occurrence) 69 5. แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data) 77
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ จ บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน (Tectonic Stress) 78 1. การเปลี่ยนแปลงคา b (Variation of b Value) 78 2. เกาะสุมาตรา-อันดามัน (Sumatra-Andaman Island) 84 3. แนวหมูเกาะประเทศอินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain) 89 4. หมูเกาะฟลิปปนส (Philippines Islands) 91 5. รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) 93 6. ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand) 95 7. ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand) 97 8. ประสิทธิภาพการตรวจวัด (Detection Capability) 99 9. แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data) 102 บทที่ 5 การเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดแผนดินไหว (Seismicity Rate Change) 103 1. การเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดแผนดินไหว (Seismicity Rate Change) 103 2. เกาะสุมาตรา-อันดามัน (Sumatra-Andaman Island) 110 3. แนวหมูเกาะประเทศอินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain) 117 4. รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) 123 5. ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand) 127 6. ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand) 132 7. แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data) 136 บทที่ 6 ระเบียบวิธีพื้นที่-เวลา-ความยาวรอยเลื่อน (Region–Time–Length Algorithm) 137 1. ระเบียบวิธีพื้นที่-เวลา-ความยาวรอยเลื่อน (RTL Algorithm) 137 2. เกาะสุมาตรา-อันดามัน (Sumatra-Andaman Island) 146 3. รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) 155 4. ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand) 161 5. ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand) 167 6. แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data) 174 บทที่ 7 การประเมินภัยพิบัติแผนดินไหว (Seismic Hazard Analysis) 175 1. วิธีกําหนดคา (Deterministic Method) 175 2. วิธีความนาจะเปน (Probabilistic Method) 180 3. ภัยพิบัติแผนดินไหวในประเทศไทย (Seismic Hazard in Thailand) 186 4. ภัยพิบัติแผนดินไหวในประเทศลาว (Seismic Hazard in Laos) 201
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ ฉ 5. ภัยพิบัติแผนดินไหวในประเทศพมา (Seismic Hazard in Myanmar) 210 6. แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data) 213 อางอิง 214 ประวัติผูเขียน 238
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 1 บทที่1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน Earthquake Source in ASEAN “ ผลจากการเคลื่อนที่และกระทบกระทั่งกันระหวางแผนเปลือกโลก 3 แผน คือ แผนยูเรเซียแผนอินโดออสเตรเลียและแผนทะเลฟลิปปนส ทําใหเกิดเขตมุดตัวของเปลือกโลก (subduction zone) และรอยเลื่อน (fault) ซึ่งเปนแหลงกําเนิดแผนดินไหวมากมาย กระจายตัวอยูในพื้นที่ตางๆของภูมิภาคอาเซียน ” ปจจุบัน หลักฐานทางวิทยาศาสตรบงชี้วา เปลือกโลก (crust) ซึ่งเปนชั้นของแข็งชั้นนอกสุดของโลก ไมไดเปนผืนแผนดินเดียวกันทั้งหมด แตแตกออกเปนแผน ยอยและลอยอยูบนชั้นเนื้อโลก (mantle) ที่มีสถานะเปน ของหนืด ซึ่งจากขอมูลการกระจายตัวของภูเขาไฟมีพลัง (active volcano) แผนดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในอดีต รวมทั้งขอมูลสนับสนุนทางธรณีวิทยาอื่นๆ นักธรณีวิทยา แบงขอบเขตและจําแนกแผนเปลือกโลกออกเปน 14 แผน (รูป 1.1) เชน แผนยูเรเชีย อเมริกาเหนือ อเมริกาใต อิน โด-ออสเตรเลีย อัฟริกา แปซิฟกและแผนทะเลฟลิปปนส เปนตน โดยแผนเปลือกโลกดังกลาวยังคงมีการเคลื่อนที่ อยูอยางตอเนื่อง เนื่องจากกลไกการไหลเวียนของหินหนืด ในชั้นเ นื้อ โ ลก เรี ย กว า ก ระแ สพาคว ามรอ น (convection current) และผลจากการเคลื่อนที่ดวย ทิศทางและความเร็วที่แตกตางกันของแผนเปลือกโลก ตางๆ (รูป 1.1) ทําใหบริเวณขอบของแผนเปลือกโลกมี กา รกระท บ กระทั่ ง กั น เ กิ ด กระบ ว นกา รแ ล ะ ลักษณะเฉพาะทางธรณีวิทยาที่แตกตางกันในแตละพื้นที่ ของโลก เชน ภูมิประเทศ ทรัพยากร และภัยพิบัติ เปนตน โดยจากแนวคิดทางธรณีแปรสัณฐาน (geotectonic) นัก ธรณีวิทยาจําแนกปฏิสัมพันธระหวางแผนเปลือกโลก ออกเปน 3 รูปแบบ คือ 1) การเคลื่อนที่ออกจากกัน (divergent movement) 2) การเคลื่อนที่เขาหากัน (convergent movement) 3) การเคลื่อนที่ผานกัน (transform movement) 1 เขตมุดตัวของเปลือกโลก (Subduction Zone)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 2 รูป 1.1.แผนที่โลกแสดงขอบเขตและการกระจายตัวของแผนเปลือกโลก ลูกศรแสดงทิศทางการเคลื่อนที่และความยาว ของลูกศรแสดงอัตราการเคลื่อนที่ของแผนเปลือกโลกตางๆ (หนวย เซนติเมตร/ป) ในทางวิทยาคลื่นไหวสะเทือน ปฏิสัมพันธ ระหวางแผนเปลือกโลกที่แตกตางกัน จะสงผลกระทบตอ พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว เชน การเคลื่อนที่ออกจาก กันของแผนเปลือกโลกจะมีอัตราการเกิดแผนดินไหวสูง แตสวนใหญเปนแผนดินไหวขนาดเล็ก ในขณะที่การ เคลื่อนที่ผานกันของแผนเปลือกโลกสามารถสราง แผนดินไหวระดับตื้นไดหลายขนาด สวนการเคลื่อนที่เขา หากันของแผนเปลือกโลกมักจะกอใหเกิดแผนดินไหว ขนาดใหญ โดยเฉพาะการชนและมุดกันของแผนเปลือก โลกจะทําใหเกิดสภาพแวดลอมการเกิดแผนดินไหวที่ สัม พันธ กับ กระบ วนการท าง ธ รณี แ ปรสั ณฐ า น (seismotectonic setting) 3 รูปแบบ คือ (รูป 1.2) 1) แผนดินไหวที่เกิดระหวางขอบการชนกัน ของแผนเปลือกโลก (interplate earthquake) (รูป 1.2) คือ แผนดินไหวระดับตื้น มีความลึกประมาณ 12- 33 กิโลเมตร ขึ้นอยูกับความหนาของแผนเปลือกโลก และมักจะเปนแผนดินไหวขนาดใหญ เนื่องจากเปนขอบ การชนกันของแผนเปลือกโลกโดยตรง เชน แผนดินไหว ขนาด 9.0 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 ตอนเหนือของเกาะสุมาตรา (Sumatra Island) ประเทศอินโดนีเซีย (Martin, 2005) รูป 1.2. แบบจําลองแสดงภาคตัดขวางบริเวณที่แผน เ ป ลื อ ก โ ล ก มี กา ร ชน แ ล ะ มุ ด กั น แ ส ด ง สภาพแวดลอมการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับ กระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน 1) เกิด ระหวางขอบการชนกันของแผนเปลือกโลก 2) เกิดภายในแผนเปลือกโลกและ 3) เกิดบริเวณ แผนที่มุดลงไปในชั้นเนื้อโลก (ภาพโดย: Chabangborn A.)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 3 2) แผนดินไหวที่เกิดภายในแผนเปลือกโลก (intraplate earthquake) คือ แผนดินไหวที่เกิดจาก การเลื่อนตัวของ รอยเลื่อน (fault) ภายในแผนเปลือก โลก (รูป 1.2) ซึ่งเกิดจากความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน จากการชนกันของแผนเปลือกโลกถายเทเขามาภายใน แผนเปลือกโลก โดยความลึกของแผนดินไหวขึ้นอยูกับ ความหนาของแผนเปลือกโลกเชนเดียวกับแผนดินไหวที่ เกิดระหวางขอบการชนกันของแผนเปลือกโลก และ สามารถเกิดแผนดินไหวขนาดใหญได เชน แผนดินไหว ขนาด 6.8 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 24 เดือนมีนาคม ค.ศ. 2011 เกิดจากรอยเลื่อนน้ํามา (Nam Ma Fault; Morley, 2007) บริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศ ไทย-พมา และแผนดินไหวขนาด 6.3 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 5 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2014 ในพื้นที่จังหวัดเชียงราย เกิดจากรอยเลื่อนพะเยา (Phayao Fault; Pailoplee และคณะ, 2009a) เปนตน 3) แผนดินไหวที่เกิดบริเวณแผนที่มุดลงไปใน ชั้นเนื้อโลก (intraslab earthquake) คือ แผนดินไหว ระดับลึก (34-700 กิโลเมตร) ที่เกิดในสวนของแผน เปลือกโลกที่มุดตัวลงไปในชั้นเนื้อโลก (รูป 1.2) ซึ่งมี กลไกการเกิดแผนดินไหวแตกตางจากทั้ง 2 รูปแบบ ดังที่ อธิบายในขางตน โดยเกิดจากกระแสพาความรอนดึง แผนเปลือกโลกสวนที่มุดลงไป (slab) ทําใหมุดลงไปมาก ขึ้น ในขณะที่สวนที่ชนกัน (interplate) ถูกยึดติดไว ทํา ใหสวนที่มุดลงไปดังกลาว ถูกแรงดึงใหยืดตัว เกิดการปริ แตกของแผนเปลือกโลกสวนที่มุดลงไปและเกิด แผนดินไหว ปจจุบัน จากการรวบรวมและประมวลผลขอมูล ดานธรณีวิทยา ธรณีแปรสัณฐานและวิทยาคลื่นไหว สะเทือนในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต (Southeast Asia) หรือ อาเซียน (ASEAN) พบวามีความสัมพันธกับ การเคลื่อนที่และกระทบกระทั่งกันระหวางแผนเปลือก โลก 3 แผน คือ แผนยูเรเซีย (Eurasian Plate) อินโดออสเตรเลีย (Indo-Australian Plate) และแผนทะเล ฟลิปปนส(Philippine Sea Plate) (รูป 1.1) ซึ่งผลจาก การชนและมุดกันระหวางแผนเปลือกโลกดังกลาวทําให เกิด เขตมุดตัวของเปลือกโลก(subduction zone) ที่ เปนแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญ 13 เขตมุดตัว (รูป 1.3) และจากฐานขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจาก เครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 1960-2015 (55 ป) ที่บันทึกโดยหนวยงาน International Seismological Centre (ISC) ประเทศสหรัฐอเมริกา บงชี้วาเคยเกิดแผนดินไหวจํานวนมากตามเขตมุดตัวของ เปลือกโลกดังกลาว (รูป 1.4) นอกจากนี้จากบันทึกของหนวยงาน National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ประเทศสหรัฐอเมริกา รายงานวาแผนดินไหวสวนใหญที่ เกิดขึ้นตามเขตมุดตัวของเปลือกโลกดังกลาวเปนสาเหตุที่ ทําใหเกิดสึนามิ (รูป 1.3; Charusiri และ Pailoplee, 2015a) เชน เหตุการณสึนามิเมื่อวันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 จากเหตุการณแผนดินไหวขนาด 9.0 แมกนิ จูด ทางตอนเหนือของเกาะสุมาตรา ซึ่งเปนสวนหนึ่งของ เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน (SumatraAndaman Subduction Zone) ทําใหชุมชนที่อาศัยอยู ตามแนวชายฝงโดยรอบมหาสมุทรอินเดียไดรับความ เสียหาย ซึ่งประเมินวามีผูเสียชีวิตและสูญหายจากภัย พิบัติสึนามิดังกลาวประมาณ 230,000-280,000 คน จาก 14 ประเทศ (สํานักขาว BBC, 2004) โดยประเทศที่ไดรับ ความเสียหายมากที่สุด คือ ประเทศอินโดนีเซียซึ่งอยูใกล จุดศูนยกลางแผนดินไหวมากที่สุด ประเทศศรีลังกา อินเดีย และประเทศไทย ตามลําดับ ถือวาเปนภัยพิบัติ ทางธรรมชาติที่รุนแรงที่สุดในประวัติศาสตรของมนุษย
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 4 หมายเหตุ: [1] เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน (Sumatra-Andaman Subduction Zone) 4,145 กิโลเมตร [2] รองลึกกนสมุทรซุนดา (Sunda Trench) 5,154 กิโลเมตร [3] รองลึกกนสมุทรลูซอนตะวันออก (East Luzon Trench) 379 กิโลเมตร [4] เขตมุดตัวของเปลือกโลกฮัลมาฮีรา (Halmahera Subduction Zone) 452 กิโลเมตร [5] รองลึกกนสมุทรมะนิลา (Manila Trench) 1,256 กิโลเมตร [6] รองลึกกนสมุทรมินาฮาสสา (Minahassa Trench) 1,372 กิโลเมตร [7] รองลึกกนสมุทรเนกรอส (Negros Trench) 446 กิโลเมตร [8] รองลึกกน สมุทรปาลาวัน (Palawan Trench) 1,141 กิโลเมตร [9] เขตมุดตัวของเปลือกโลกฟลิปปนส (Philippine Subduction Zone) 1,617 กิโลเมตร [10] รองลึกกนสมุทรริวกิว (Ryukyu Trench) 1,416 กิโลเมตร [11] เขตมุด ตัวของเปลือกโลกซันกิลดับเบิ้ล (Sangihe Double Subduction Zone) 620 กิโลเมตร [12] รองลึกกนสมุทรซูลูอาชิ เพลาโก (Sulu Archipelago Trench) 686 กิโลเมตร และ [13] รองลึกกนสมุทรซูลู (Sulu Trench) 527 กิโลเมตร รูป 1.3. แผนที่ภูมิภาคอาเซียนแสดงการวางตัวของเขตมุดตัวของเปลือกโลก (เสนสีเทา) ที่อาจเปนแหลงกําเนิด แผนดินไหวและสึนามิในอนาคต สามเหลี่ยมสีแดง คือ ภูเขาไฟมีพลัง วงกลมสีเขียว คือ เหตุการณ แผนดินไหวที่ทําใหเกิดสึนามิและ สามเหลี่ยมสีน้ําเงิน คือ พื้นที่ซึ่งเคยไดรับผลกระทบจากภัยพิบัติสึนามิ (Charusiri และ Pailoplee, 2015a)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 5 รูป 1.4. แผนที่ภูมิภาคอาเซียนแสดงการกระจายตัวของแผนดินไหว (จุดสีเทา) ที่เคยเกิดขึ้นในชวงป ค.ศ. 1960-2015 ตรวจวัดและบันทึกโดยหนวยงาน ISC (Charusiri และ Pailoplee, 2015a) เสนตรงสีดํา คือ แนวการ วิเคราะหการกระจายตัวของแผนดินไหวตามภาคตัดขวางดังแสดงในรูป 1.6 จากสภาพแวดลอมการเกิดแผนดินไหวที่ สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน พฤติกรรม การเกิดแผนดินไหวโดยรวม รวมทั้งรูปรางและการวางตัว ของเขตมุดตัวของเปลือกโลกในภูมิภาคอาเซียน ผูวิจัย (ผูเขียน) ไดจัดกลุมเขตมุดตัวของเปลือกโลกดังกลาว ออกเปน 3 กลุม (พื้นที่ศึกษาที่ 1-3 ในรูป 1.5) เพื่อ ความเหมาะสมในการศึกษาวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิง สถิติในภูมิภาคอาเซียนในรายละเอียด ไดแก 1) เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดา มัน (Sumatra-Andaman Subduction Zone) มี ความยาวประมาณ 4,145 กิโลเมตร วางตัวในแนวเหนือใตพาดผานทางตะวันตกของประเทศพมา หมูเกาะนิโค บาร (Nicobar Islands) ในทะเลอันดามัน (Andaman Sea) ตอเนื่องลงไปถึงตอนใตของเกาะสุมาตรา (พื้นที่ ศึกษาที่ 1 ในรูป 1.5) (Charusiri และ Pailoplee, 2005b)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 6 เพื่อที่จะประเมินรูปรางและการวางตัวของเขต มุดตัวของเปลือกโลก Charusiri และ Pailoplee (2015a) ไดสรางแบบจําลองการกระจายตัวของ แผนดินไหวในรูปแบบของภาคตัดขวาง โดยพิจารณา ตามแนวการวางตัว 6 แนว พาดผานเขตมุดตัวของ เปลือกโลกตางๆ ในภูมิภาคอาเซียน (รูป 1.4) ซึ่งผล การศึกษาเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน แสดงในภาคตัดขวางที่ 1-2 (รูป 1.6ก-ข) หมายเหตุ: [1] เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน [2] เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซีย [3] เขตมุดตัวของเปลือกโลกรอบหมูเกาะฟลิปปนส (Philippine Islands) [4] รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) ตอนกลางของประเทศพมา [5] กลุมรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมา [6] กลุมรอยเลื่อน บริเวณชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมา และ [7] กลุมรอยเลื่อนบริเวณภาคใตของประเทศไทย รูป 1.5. แผนที่ภูมิภาคอาเซียนแสดงกลุมของแหลงกําเนิดแผนดินไหวที่อาจสงผลกระทบดานภัยพิบัติแผนดินไหวและสึ นามิตอภูมิภาคอาเซียน
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 7 รูป 1.6. ภาคตัดขวางแสดงการกระจายตัวของแผนดินไหว (จุดสีเทา) ที่เกิดขึ้นตามเขตมุดตัวของเปลือกโลกตางๆ ใน ภูมิภาคอาเซียน (Charusiri และ Pailoplee, 2015a) แนวการวางตัวของภาคตัดขวางแสดงในรูป 1.4 ภาคตัดขวางที่ 1 ตัดขวางเขตมุดตัวของเปลือก โลกสุมาตรา-อันดามัน บริเวณหมูเกาะนิโคบาร (รูป 1.4) แสดงลักษณะการมุดตัวของเปลือกโลกไปทางตะวันออก โดยเริ่มมุดตัวในชวงกิโลเมตรที่ 300 ของภาคตัดขวาง ทํามุมการมุดตัวประมาณ 45o และมุดลงไปถึงความลึก 180 กิโลเมตร ใตพื้นโลกบริเวณกิโลเมตรที่ 500 (รูป 1.6 ก) สวนบริเวณกิโลเมตรที่ 600 พบแผนดินไหวเกิดขึ้นที่ ความลึก < 40 กิโลเมตร วิเคราะหวาอาจเปน แผนดินไหวที่เกิดจากรอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault; Dain และคณะ, 1984) ซึ่งตอเนื่องมาจากประเทศพมา ลงสูทะเลอันดามัน ภาคตัดขวางที่ 2 ตัดขวางเขตมุดตัวของเปลือก โลกสุมาตรา-อันดามัน บริเวณตอนเหนือของเกาะสุ มา ต รา ( รู ป 1.4) โ ด ย แ ส ด ง การมุ ด ตั ว ไป ท า ง ตะวันออกเฉียงเหนือ ในชวงกิโลเมตรที่ 450 ของ ภาคตัดขวาง และมุดลงไปถึงความลึก 250 กิโลเมตร ใต พื้นโลก (รูป 1.6ข) โดยทํามุมการมุดตัวประมาณ 30o ซึ่ง มีความชันของการมุดตัวต่ํากวาเขตมุดตัวของเปลือกโลก ในพื้นที่ขางเคียง (รูป 1.6) ลักษณะทางธรณีแปรสัณฐานของเขตมุดตัวของ เปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน เกิดจากแผนเปลือกโลกอิน โด-ออสเตรเลียเคลื่อนที่ดวยความเร็วประมาณ 5.5-7.0 เซนติเมตร/ป (Charusiri และ Pailoplee, 2005b) เขา ชนแผนเปลือกโลกยูเรเซียในทิศทางตะวันออกเฉียงเหนือ (รูป 1.1) ทําใหเกิดแผนดินไหวขนาดใหญจํานวนมากใน ชวงเวลา 35 ป ที่ผานมา (ค.ศ. 1980-2015) เชน แผนดินไหวขนาด 9.0 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 26 เดือน ธันวาคม ค.ศ. 2004 รวมทั้งแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 แมก นิจูด จํานวน 9 เหตุการณ (Sukrungsri และ Pailoplee, 2015; 2017a)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 8 นอกจากนี้จากการสํารวจและศึกษาหลักฐาน ทางธรณีวิทยาแผนดินไหว บงชี้วาเขตมุดตัวของเปลือก โลกสุมาตรา-อันดามันเปนแหลงกําเนิดแผนดินไหวที่เปน ภัยพิบัติ เชน หลักฐานการตกทับถมของตะกอนทรายที่ ถูกพัดพามากับสึนามิในอดีต บริเวณเกาะพระทอง (Phra Thong Island) นอกชายฝงทะเลอันดามันของประเทศ ไทย (รูป 1.7ก; Tuttle และคณะ, 2007; Jankaew และ คณะ, 2007; 2008) และชายฝงทางตะวันตกของเกาะสุ มาตรา (Monecke และคณะ, 2008) ซึ่งบงชี้วานอกจาก เหตุการณแผนดินไหวและสึนามิที่เกิดขึ้นครั้งลาสุดในป ค.ศ. 2004 เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน เคยเกิดแผนดินไหวขนาดใหญและทําใหเกิดสึนามิ 3 เหตุการณ ในชวงเวลา 380±50 ป 990±130 ป 1,410±190 ป และ 2,100±260 ป ที่ผานมา (Prendergast และคณะ, 2012) รูป 1.7. หลักฐานทางธรณีวิทยารูปแบบตางๆ ซึ่งบงชี้การเกิดแผนดินไหวขนาดใหญในอดีตจากเขตมุดตัวของเปลือก โลกสุมาตรา-อันดามัน (ก) ชั้นตะกอนทรายสึนามิ บริเวณเกาะพระทอง นอกชายฝงทะเลอันดามันของ ประเทศไทย (Jankaew และคณะ, 2008) (ข) ตะพักทะเล และ (ค) เวาทะเล (Wang และคณะ, 2013) บริเวณชายฝงทางตะวันตกของประเทศพมาและ (ง) ปะการังโขดหัวตาย บริเวณชายฝงทางตะวันตกของ เกาะสุมาตรา (Natawidjaja และคณะ, 2006)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 9 Aung และคณะ (2008) และ Wang และคณะ (2013) สํารวจและศึกษาตะพักทะเล (marine terrace) และเวาทะเล (sea notch) บริเวณชายฝงทางตะวันตก ของประเทศพมา (รูป 1.7ข-ค) ซึ่งสัมพันธกับการยกตัว หรือทรุดตัวของแผนดินเนื่องจากแผนดินไหวขนาดใหญ บริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน (ดู รายละเอียดใน สันติ ภัยหลบลี้, 2555a; สันติ ภัยหลบลี้ และคณะ, 2557) ผลการศึกษาบงชี้วาพื้นที่ดังกลาวเคย เกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 8.0 แมกนิจูด หลายครั้ง เชน เหตุการณแผนดินไหวในชวงเวลา 1,395-740 ป กอน คริสตกาล แผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 805-1220 ค.ศ. 1585-1810 และ ค.ศ. 1762 ตามลําดับ (Aung และคณะ , 2008; Wang และคณะ, 2013) Zachariase และคณะ (1999) และ Natawidjaja และคณะ (2006) ศึกษาการเปลี่ยนแปลง พฤติกรรมการเจริญเติบโตของปะการังโขดหัวตาย (microatoll) ที่สัมพันธกับการยกตัวหรือทรุดตัวของ แผนดินเนื่องจากแผนดินไหวขนาดใหญ (ดูรายละเอียดใน สันติ ภัยหลบลี้, 2555a; สันติ ภัยหลบลี้ และคณะ, 2557) ผลการศึกษาสรุปวาเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุ มาตรา-อันดามัน โดยเฉพาะบริเวณนอกชายฝงทาง ตะวันตกของเกาะสุมาตรา เคยเกิดแผนดินไหวขนาด 8.8-9.2 แมกนิจูด ในป ค.ศ. 1833 และ ค.ศ. 1797 (รูป 1.7ง) จากตําแหนงทางภูมิศาสตรของเขตมุดตัวของ เปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน บงชี้วาหากเกิดแผนดินไหว ขนาดใหญและมีการเลื่อนตัวในแนวดิ่งของแผนเปลือก โลกใตทะเล อาจเกิดสึนามิและสงผลกระทบตอประเทศ ตางๆ ในภูมิภาคอาเซียน เชน ประเทศไทย พมาและ ประเทศอินโดนีเซีย รวมทั้งประเทศตางๆ โดยรอบ มหาสมุทรอินเดีย ดังนั้นเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุ มาตรา-อันดามันจึงเปนแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญใน ภูมิภาคอาเซียน 2) เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะ อินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain) (พื้นที่ศึกษา ที่ 2 ในรูป 1.5) วางตัวในแนวตะวันตก-ตะวันออกขนาน ไปกับแนวหมูเกาะอินโดนีเซีย เกิดจากการชนกันในแนว เหนือ-ใตของแผนเปลือกโลกอินโด-ออสเตรเลียและแผน เปลือกโลกยูเรเซีย (Krabbenhoeft และคณะ, 2010) ทําใหแนวหมูเกาะอินโดนีเซียยังคงมีภูเขาไฟมีพลังและ กิจกรรมแผนดินไหวและสึนามิเกิดขึ้นตลอดแนวอยาง ตอเนื่องในปจจุบัน (รูป 1.3-1.4) ในสวนของรูปรางและการวางตัวของเขตมุดตัว ของเปลือกโลก รูป 1.6ค-ง แสดงภาคตัดขวางทาง ตะวันออกและตะวันตกของเขตมุดตัวของเปลือกโลกตาม แนวหมูเกาะอินโดนีเซีย เชน ภาคตัดขวางที่ 3 ตัดขวาง เขตมุดตัวของเปลือกโลกทางตอนใตของเกาะสุมาตรา แสดงลักษณะการมุดตัวไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ ทํา มุมการมุดตัวประมาณ 30o (รูป 1.6ค) สวนภาคตัดขวาง ที่ 4 ตัดขวางทางตะวันออกของเขตมุดตัวของเปลือกโลก แสดงลักษณะการมุดตัวไปทางตะวันตกอยางชัดเจน โดย ทํามุมการมุดตัวประมาณ 45o และมุดลงไปถึงความลึก 300 กิโลเมตร ใตพื้นโลก (รูป 1.6ง) ในทางวิทยาคลื่นไหวสะเทือน เขตมุดตัวของ เปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซียมีพฤติกรรมการ เกิดแผนดินไหวโดยรวมต่ํากวาเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุ มาตรา-อันดามัน ซึ่งจากสถิติการเกิดแผนดินไหวในพื้นที่ ดังกลาว บงชี้วาไมเคยเกิดแผนดินไหวขนาด > 8.6 แมก นิ จู ด นั บ ตั้ ง แ ต ป ค .ศ . 1950 ( Newcomb แ ล ะ McCann, 1987) อยางไรก็ตาม Ammon และคณะ (2006) ศึกษาและสรุปวาแผนดินไหวสวนใหญที่เกิดจาก เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซีย มักจะกอใหเกิดสึนามิ โดยหนวยงาน NOAA รายงานวา
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 10 ในชวงป ค.ศ. 1629-2010 (380 ป) มีแผนดินไหวขนาด ใหญ > 150 เหตุการณ ที่ทําใหเกิดสึนามิ สรางความ เสียหายตอประเทศอินโดนีเซีย (รูป 1.3) 3) เขตมุดตัวของเปลือกโลกรอบหมูเกาะ ฟลิปปนส (Philippine Islands) (พื้นที่ศึกษาที่ 3 ใน รูป 1.5) สืบเนื่องจากการชนและมุดตัวของแผนเปลือก โลกยูเรเซียและแผนทะเลฟลิปปนส ทําใหหมูเกาะ ฟลิปปนสและพื้นที่ขางเคียงมีความซับซอนในทางธรณี แปรสัณฐาน โดยจากการสํารวจและประมวลผลขอมูล ระบบกําหนดตําแหนงบนพื้นโลก หรือ จีพีเอส (Global Positioning System, GPS) พบวาแผนเปลือกโลก ดังกลาวมีอัตราเลื่อนตัวของรอยเลื่อน (slip rate) ประมาณ 5-40 มิลลิเมตร/ป (Galgana และคณะ, 2007) โดยทางตอนเหนือของหมูเกาะฟลิปปนส แผนยูเร เชียชนและมุดลงไปทางตะวันออก ใตแผนทะเล ฟลิปปนสดวยมุมการมุดตัวสูงชัน ในขณะที่ทางตอนใต แผนทะเลฟลิปปนสมุดตัวไปทางตะวันตกใตแผนยูเรซีย ดวยมุมการมุดตัวต่ํา รูป 1.6จ แสดงภาคตัดขวางที่ 5 ซึ่งตัดขวางเขต มุดตัวของเปลือกโลก 3 เขตมุดตัว เรียงลําดับจากซายไป ขวา (ดูรูป 1.4 ประกอบ) ไดแก 1) รองลึกกนสมุทรมินา ฮาสสา 2) เขตมุดตัวของเปลือกโลกซันกิลดับเบิ้ลและ 3) เขตมุดตัวของเปลือกโลกฮัลมาฮีรา ตามลําดับ ซึ่งการ กระจายตัวของแผนดินไหวตามภาคตัดขวางดังกลาว (รูป 1.6จ) บงชี้วามีการมุดตัวของเปลือกโลกซอนทับกัน โดย Charusiri และ Pailoplee (2015a) วิเคราะหวารองลึก กนสมุทรมินาฮาสสาแสดงทิศทางการมุดตัวไปทาง ตะวันออกเฉียงใต ทํามุมการมุดตัวประมาณ 30o และมุด ลงไปถึงความลึก 300 กิโลเมตร ใตพื้นโลก ในขณะที่เขต มุดตัวของเปลือกโลกฮัลมาฮีราแสดงทิศทางการมุดตัวไป ทางตะวันตกเฉียงเหนือ โดยเริ่มมุดตัวในชวงกิโลเมตรที่ 300 ของภาคตัดขวาง ทํามุมประมาณ 45o และมุดลงไป ถึงความลึก 600 กิโลเมตร ใตพื้นโลก (รูป 1.6จ) แต เนื่องจากบริเวณกิโลเมตรที่ 600 ไมพบแนวการมุดตัว ของเปลือกโลกอยางชัดเจน จึงวิเคราะหวาเขตมุดตัวของ เปลือกโลกฮัลมาฮีรา ไมแสดงแนวการมุดตัวในปจจุบัน ถึงแมวาจะสามารถตรวจพบรองลึกกนสมุทรไดจากการ แปลความหมายภาพถายดาวเทียม ภาคตัดขวางที่ 6 (รูป 1.6ฉ) ตัดขวางทางตอน เหนือของเขตมุดตัวของเปลือกโลกฟลิปปนส ซึ่งจากการ กระจายตัวของแผนดินไหวพบวาเขตมุดตัวของเปลือก โลกดังกลาวมีการมุดตัวไปทางตะวันตก แตเนื่องจาก ขอมูลแผนดินไหวที่มีจํานวนมากกระจายตัวอยูอยาง หนาแนน ทําใหไมสามารถวิเคราะหมุมการมุดตัวและ ประเมินความหนาของแผนเปลือกโลกในชวงกิโลเมตรที่ 150-400 ของภาคตัดขวางไดอยางแมนยํา อยางไรก็ตาม หากพิจารณาหางออกไปจากเขตมุดตัวของเปลือกโลก พบวาแผนดินไหวสวนใหญเกิดที่ความลึก ≤ 40 กิโลเมตร Charusiri และ Pailoplee (2015a) จึง ประเมินในเบื้องตนวาแผนเปลือกโลกในพื้นที่ดังกลาวมี ความหนาประมาณ 40 กิโลเมตร ในทางวิทยาคลื่นไหวสะเทือน ผลจากการชน กันของแผนเปลือกโลกในบริเวณหมูเกาะฟลิปปนส ทําให เกิดลักษณะทางธรณีแปรสัณฐานที่สัมพันธกับการเกิด แผนดินไหว 2 รูปแบบ คือ 1) เขตมุดตัวของเปลือกโลก และ 2) รอยเลื่อนภายในแผนเปลือกโลก โดยกลุมรอย เลื่อนสวนใหญวางตัวอยูตามหมูเกาะฟลิปปนส ในขณะที่ บริเวณนอกชายฝงโดยรอบหมูเกาะฟลิปปนสจะพบเขต มุดตัวของเปลือกโลก 11 เขตมุดตัว (หมายเลข 3-13 ใน รูป 1.3) ซึ่งจากฐานขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจาก เครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหวในชวงเวลา 55 ป(ค.ศ. 1960-2015) บงชี้วาเคยเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 แมกนิจูด95 เหตุการณ และหนวยงาน NOAA รายงาน
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 11 วาในชวงปค.ศ. 1509-2016 หมูเกาะฟลิปปนสเคยไดรับ ผลกระทบจากภัยพิบัติสึนามิ280 พื้นที่ (รูป 1.3) นอกจากนี้ Ha และคณะ (2009) และ Ruangrassamee และ Saelem (2009) ประเมิน สถานการณที่รุนแรงที่สุดของการเกิดสึนามิในทะเลจีนใต (South China Sea) รวมทั้งอาวไทย (Gulf of Thailand) โดยตั้งสมมุติฐานวาหากแผนดินไหวขนาด 8.0-9.0 แมกนิจูด บริเวณรองลึกกนสมุทรมะนิลา (หมายเลข 3 ในรูป 1.3) จะสงผลกระทบดานภัยพิบัติสึ นามิรุนแรงที่สุดตอประเทศฟลิปปนส เวียดนามและ ชายฝงทางตอนใตของประเทศจีน สวนในกรณีของอาว ไทย สึนามิใชเวลาในการเดินทางจากรองลึกกนสมุทร มะนิลาถึงแนวชายฝงทางภาคใตของประเทศไทยและ กรุงเทพมหานครประมาณ 13 และ 19 ชั่วโมง หลังจาก เกิดแผนดินไหวและมีความสูงของคลื่นสูงที่สุดประมาณ 65 เซนติเมตร บริเวณชายฝงของจังหวัดนราธิวาส (Ruangrassamee และ Saelem, 2009) ดังนั้น แหลงกําเนิดแผนดินไหวในแถบหมูเกาะฟลิปปนสจึงมี โอกาสสงผลกระทบดานภัยพิบัติแผนดินไหวและสึนามิ ตอภูมิภาคอาเซียน รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) (พื้นที่ศึกษา ที่ 4 ในรูป 1.5) เปนรอยเลื่อนมีพลัง (active fault) ที่ สําคัญที่สุดในภูมิภาคอาเซียน (Dain และคณะ, 1984; Charusiri และคณะ, 2007) ซึ่งจากการแปลความหมาย ภาพถายดาวเทียม (สันติ ภัยหลบลี้ และ สัณฑวัฒน สุข รังสี, 2557) พบวารอยเลื่อนสะกายมีความยาวประมาณ 1,200 กิโลเมตร วางตัวในแนวเหนือ-ใต ทางตอนกลาง ของประเทศพมา พาดผานเมืองมิตจีนา (Myitkyina) มัณฑะเลย (Mandalay) ตองยี (Tounggyi) เนยปดอว (Naypyidaw) พะโค (Bago) ยางกุง (Yangon) และตอ ยาวลงไปในทะเลอันดามัน (รูป 1.8) จากผลการศึกษาทางธรณีแปรสัณฐาน Curray (2005) สรุปวารอยเลื่อนสะกายเปนขอบหรือรอยตอ ระหวางแผนเปลือกโลกยอยในอดีต 2 แผน คือ แผนซุน ดา (Sunda Plate) และแผนพมา (Burma Plate) ซึ่ง ปจจุบันเปนสวนหนึ่งของแผนเปลือกโลกยูเรเซีย อยางไร ก็ตามผลจากการเคลื่อนที่ในปจจุบันของแผนเปลือกโลก อินโด-ออสเตรเลียเขาชนและมุดตัวลงไปใตแผนเปลือก โลกยูเรเซียในทิศทางตะวันออกเฉียงเหนือ ทําใหรอย เลื่อนสะกายมีการเลื่อนตัวอยางตอเนื่อง ซึ่งจากการ กําหนดอายุตัวอยางหินแปรที่เกิดจากการชนกันของแผน ซุนดาและแผนพมาในบริเวณเมืองโมกก (Mogok) Searle และคณะ (2007) สรุปวารอยเลื่อนสะกายเริ่มมี การเลื่อนตัวเมื่อประมาณ 16-22 ลานป ที่ผานมา นอกจากนี้ผลการวิเคราะหขอมูลจีพีเอส ที่ติดตั้งกระจาย ตัวอยูในประเทศพมา นักธรณีวิทยาพบวาปจจุบันแผน เปลือกโลกอินโด-ออสเตรเลียเคลื่อนที่เขาชนแผนเปลือก โลกยูเรเซียดวยความเร็วประมาณ 3.5 เซนติเมตร/ป (Nielsen และคณะ, 2004) และมีการถายเทความเคน ทางธรณีแปรสัณฐาน (tectonic stress) มาถึงรอยเลื่อน สะกาย ทําใหปจจุบันรอยเลื่อนสะกายมีอัตราเลื่อนตัว ของรอยเลื่อนประมาณ 1.8 เซนติเมตร/ป (Socquet และคณะ, 2006) 2 รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 12 รูป 1.8. (ก) แผนที่ประเทศพมาแสดงการวางตัวของรอยเลื่อนสะกาย (เสนสีดํา) ฐานขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัดได จากเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว (วงกลมสีเทา) และเหตุการณแผนดินไหวสําคัญ (ดาวสีขาว) (ข-ค) ภาพถายดาวเทียมแสดงภูมิประเทศแนวเขาสันตรงตามแนวรอยเลื่อนสะกายทางตอนเหนือของเมือง มัณฑะเลยและตอนใตของเมืองเนยปดอว ตามลําดับ (สันติ ภัยหลบลี้ และ สัณฑวัฒน สุขรังสี, 2557) ฐานขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจาก เครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหวบงชี้วาในชวงป ค.ศ. 1964-2002 (38 ป) เคยเกิดแผนดินไหวจากรอยเลื่อนสะ กายประมาณ 276 เหตุการณ โดยมีขนาดแผนดินไหวอยู ในชวง 2.9-7.3 แมกนิจูด นอกจากนี้งานวิจัยในอดีต (Milne, 1911; Chhibber, 1934; Thawbita, 1976; Htwe, 2006; Swe, 2006; Kundu และ Gahalaut, 2012) รายงานวาในชวงป ค.ศ. 1429-1991 (562 ป) เกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 แมกนิจูด จากรอยเลื่อน สะกายอยางนอย 20 เหตุการณ โดยแผนดินไหวขนาด ใหญที่สุด คือ เหตุการณแผนดินไหวขนาด 8.0 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 23 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1912 มีจุดศูนยกลาง แผนดินไหวที่เมืองมัณฑะเลย ทางตอนเหนือของรอย เลื่อนสะกาย (Brown, 1914)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 13 Wang และคณะ (2011) ขุดรองสํารวจ ธรณีวิทยาแผนดินไหวบริเวณรอยเลื่อนสะกายและพบ หลักฐานการเลื่อนตัวของตะกอนที่สัมพันธกับการเกิด แผนดินไหวขนาดใหญ 2 เหตุการณซึ่งผลการกําหนด อายุอินทรียวัตถุที่สัมพันธกับการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน ดวยวิธีคารบอน-14 บงชี้วาเหตุการณแรกอาจเกิดในชวง ป ค.ศ. 987-1157 สวนเหตุการณตอมา คือ แผนดินไหว ขนาด 7.3 แมกนิจูด ในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1930 ทาง ตอนใตของรอยเลื่อนสะกาย (Chhibber, 1934) ในสวนของภัยพิบัติแผนดินไหวที่รอยเลื่อนสะ กายสงผลกระทบตอพื้นที่ตางๆ พบวารอยเลื่อนสะกาย เคยสรางความเสียหายตอพื้นที่โดยรอบในระดับรุนแรง เชน ในกรณีของเจดียชเวมอดอร (Shwemawdaw Pagoda) หรือพระธาตุมุเตา เมืองพะโค เคยไดรับความ เสียหายจากแผนดินไหวขนาดใหญจากรอยเลื่อนสะกา ยอยางนอย 4 เหตุการณโดยแผนดินไหวเมื่อวันที่ 5 เดือนกรกฎาคม ค.ศ. 1930 ทําใหปลียอดของเจดียชเวม อดอรหักพังลง (รูป 1.9ก) หรือเจดียมินกุน (Mingun Pagoda) ในเมืองมัณฑะเลย ซึ่งเปนเจดียที่สรางดวยอิฐที่ ใหญและสูงที่สุดในภูมิภาคอาเซียน เคยไดรับความ เสียหายหนักจากแผนดินไหวที่เมืองพะโค ในป ค.ศ. 1917 (รูป 1.9ข) รูป 1.9. ตัวอยางเจดียในประเทศพมา ที่เคยไดรับความเสียหายจากแผนดินไหวที่เกิดจากรอยเลื่อนสะกาย (ก) เจดีย ชเวมอดอรหรือพระธาตุมุเตา (ภาพโดย: Gilliland C.) (ข) เจดียมินกุน (ภาพโดย: Eichmann G.) นอกจากนี้ Pailoplee (2012) ไดรวบรวมและ ประมวลผลแผนที่ความไหวสะเทือนเทา (isoseismal map) จากงานวิจัยในอดีต ซึ่งแสดงระดับความรุนแรง แผนดินไหว (earthquake intensity; ตาราง 1.1) เนื่องจากรอยเลื่อนสะกาย (รูป 1.10) บงชี้วารอยเลื่อน สะกายสามารถสงผลกระทบดานภัยพิบัติกับพื้นที่สวน ใหญของประเทศพมารวมทั้งภาคเหนือ ตะวันตกและ ภาคกลางของประเทศไทย เชน แผนดินไหวขนาด 8.0 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 23 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1912 มีจุด ศูนยกลางแผนดินไหวที่เมืองมัณฑะเลย (Brown, 1914) ทําใหพื้นที่ตางๆ รอบจุดศูนยกลางแผนดินไหวไดรับ ความรุนแรงแผนดินไหวสูงที่สุดถึงระดับ IX ตามมาตรา เมอรคัลลีแปลง (Modified Mercalli Intensity, MMI) และสงผลกระทบถึงกรุงเทพมหานครในระดับ V (รูป 1.10ก และตาราง 1.1)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 14 ตาราง 1.1. ระดับความรุนแรงแผนดินไหวตามมาตราเมอรคัลลีแปลง (สันติ ภัยหลบลี้, 2555a) ระดับ ความรุนแรงแผนดินไหว (earthquake intensity) I คนไมรูสึก ตรวจวัดไดดวยเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหวเทานั้น II รูสึกบางคนที่อยูในพื้นที่สงบ โดยเฉพาะในอาคารสูง III คนอยูบนอาคารสูงรูสึกชัดเจน เหมือนรถบรรทุกวิ่งผาน IV คนสวนใหญรูสึกได ถวยชามเคลื่อน หนาตางประตูสั่น ผนังมีเสียงลั่น รถยนตที่จอดอยูสั่นไหวชัดเจน V เกือบทุกคนรูสึก ถวยชามตกแตก ของในบานแกวง หนาตางพัง ของที่ตั้งไมมั่นคงลม นาฬิกาลูกตุมหยุดเดิน VI รูสึกทุกคน บางคนตกใจวิ่งออกจากบาน ของหนักในบานบางชิ้นเคลื่อนไหว ปูนฉาบผนังรวงหลนเล็กนอย VII ทุกคนตกใจ สิ่งกอสรางเริ่มเสียหาย อาคารปกติเสียหายปานกลาง อาคารมาตรฐานต่ําเสียหายมาก VIII สิ่งกอสรางที่ออกแบบดีเปนพิเศษเสียหายเล็กนอย อาคารที่ออกแบบดีเสียหายคอนขางมาก IX สิ่งกอสรางที่ออกแบบดีเปนพิเศษเสียหายมาก ตัวอาคารเคลื่อนออกจากฐานรากเดิม X อาคารไมที่สรางอยางดีเสียหาย โครงสรางอาคารพังทลาย แผนดินถลมหลายพื้นที่ เกิดทรายพุ XI สิ่งกอสรางสวนใหญพัง สะพาน รางรถไฟบิดเบี้ยวมาก XII เสียหายทั้งหมด วัตถุกระเด็นกระดอน มองเห็นเปนคลื่นบนแผนดิน (ก) แผนดินไหวขนาด 8.0 แมกนิจูด เมืองมัณฑะเลย วันที่ 23 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1912 (Brown, 1914) (ข) แผนดินไหวขนาด 7.3 แมกนิจูด เมืองพะโค วันที่ 3 ธันวาคม ค.ศ. 1930 (Brown และ Leicester, 1933) รูป 1.10. แผนที่ความไหวสะเทือนเทาในประเทศพมาและพื้นที่ขางเคียงแสดงการกระจายตัวของระดับความรุนแรง แผนดินไหวตามมาตราเมอรคัลลีแปลง จากแผนดินไหวที่เกิดจากรอยเลื่อนสะกาย (Pailoplee, 2012) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 15 หรือในกรณีของแผนดินไหวขนาด 7.3 แมกนิ จูด เมื่อวันที่ 3 เดือนธันวาคม ค.ศ. 1930 มีจุดศูนยกลาง แผนดินไหวที่เมืองพะโค (Brown และ Leicester, 1933) ทําใหประเทศพมาไดรับความรุนแรงแผนดินไหว ระดับ IX ในขณะที่ประเทศไทยไดรับความรุนแรง แผนดินไหวระดับ VI และระดับ III ในภาคเหนือและภาค กลางของประเทศไทย ตามลําดับ (รูป 1.10ข และตาราง 1.1) ดังนั้นรอยเลื่อนสะกายจึงเปนแหลงกําเนิด แผนดินไหวสําคัญที่อาจสงผลกระทบโดยตรงตอประเทศ พมารวมทั้งประเทศไทย นอกจากรอยเลื่อนสะกาย ความเคนทางธรณี แปรสัณฐานที่เกิดจากการชนกันของแผนเปลือกโลกอิน โด-ออสเตรเลียและแผนยูเรเซีย ยังถายเทเขามาภายใน แผนเปลือกโลกยูเรเซีย บริเวณภาคเหนือของประเทศ ไทย ทางตะวันออกของประเทศพมารวมทั้งตอนเหนือ ของประเทศลาว (รูป 1.11; Charusiri และคณะ, 2007) ทําใหเ กิดรอย เลื่ อนจํ านวนม ากวา งตัว ในแนว ตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใตและแนวตะวันตก เฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต ซึ่งรอยเลื่อนสวนใหญมี การเลื่อนตัวตามแนวราบ (strike-slip movement) และมีบางรอยเลื่อนที่เลื่อนตัวแบบปกติ (normal movement) เชน รอยเลื่อนแมจัน (Mae Chan Fault; Fenton และคณะ, 2003) ในจังหวัดเชียงราย รอยเลื่อน ปว (Pua Fault; Fenton และคณะ, 2003) ในจังหวัด นาน รอยเลื่อนลําปาง-เถิน (Lampang-Thoen Fault; ปญญา จารุศิริ และคณะ, 2547; Pailoplee และคณะ, 2009b) ในจังหวัดลําปาง และรอยเลื่อนแมทา (Mae Tha Fault; Rhodes และคณะ, 2004) ในจังหวัด เชียงใหม เปนตน (รูป 1.11) จากสถิติการเกิดแผนดินไหวในอดีตพบวาพื้นที่ ดังกลาวเคยเกิดแผนดินไหวในระดับที่สรางภัยพิบัติหลาย ครั้ง (รูป 1.11) เชน แผนดินไหวขนาด 6.5 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 13 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1935 ทางตอนเหนือ ของเมืองหลวงพระบาง (Luang Phabang) ประเทศลาว แผนดินไหวขนาด 7.2 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 11 เดือน กรกฎาคม ค.ศ. 1995 ทางตะวันออกของประเทศพมา แผนดินไหวขนาด 6.3 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 16 เดือน พฤษภาคม ค.ศ. 2007 บริเวณรอยเลื่อนน้ํามา ชายแดน ประเทศพมา-ลาว โดยเฉพาะเหตุการณแผนดินไหวขนาด 6.8 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 24 เดือนมีนาคม ค.ศ. 2011 บริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-พมา สราง ความเสียหายอยางมากตอบานเรือนในประเทศพมาและ ประเทศไทย > 100 หลังคาเรือน (Wang และคณะ, 2014) และแผนดินไหวขนาด 6.3 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 5 เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2014 ที่สงผลกระทบบริเวณกวาง ตอภาคเหนือของประเทศไทยและทางตะวันออกของ ประเทศพมา (Soralump และคณะ, 2014) หากพิจารณาบันทึกประวัติศาสตรซึ่งกรม ทรัพยากรธรณี (2548) ไดรวบรวมและประมวลผล บันทึกเหตุการณแผนดินไหวจากจดหมายเหตุและ พงศาวดาร พบวาแผนดินไหวสวนใหญเกิดขึ้นใน ภาคเหนือของประเทศไทย เชน บันทึกเหตุการณ แผนดินไหวขนาดใหญในป ค.ศ. 1545 ซึ่งรายงานวาเปน สาเหตุทําใหเจดียหลวง จังหวัดเชียงใหมพังทลาย (รูป 3 ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 16 1.12) รวมทั้งเจดียสวนใหญในจังหวัดเชียงใหมเกิดการ ทรุดเอียง (Kazmer และคณะ, 2011) หรือในกรณีของ “พงศาวดารเมืองเงินยางเชียงแสน” ประชุมพงศาวดาร 2512 หนา 44-48 ที่กลาวถึงแผนดินไหวที่ประเมินวา เกิดขึ้นในบริเวณเวียงหนองหลม โยนกนคร (จังหวัด เชียงราย) ดังนี้ แรม 7 ค่ํา เดือนหา จ.ศ. 376 ปเถาะ โยนกนคร ...สุริยอาทิตยก็ตกไปแลว ก็ไดยินเสียงเหมือน ดั่งแผนดินดังสนั่นหวั่นไหวประดุจดังวาเวียงโยนกนคร หลวงที่นี้ จักเกลื่อนจักพังไปนั้นแล แลวก็หายไปครั้งหนึ่ง ครั้งถึงมัชฌิมยามก็ซ้ําดังมาเปนคํารบสองแลวก็หายนั้น แล ถึงปจฉิมยามก็ซ้ําดังมาเปนคํารบสาม หนที่สามนี้ดัง ยิ่งกวาทุกครั้งคราวที่ไดยินมาแลว กาลนั้นเวียงโยนกนคร หลวงที่นั้นก็ยุบจมลงเกิดเปนหนองอันใหญ ยามนั้นคน ทั้งหลายอันมีในเวียงนั้น มีพระมหากษัตริยเปนประธานก็ วินาสฉิบหาย ตกไปในน้ําที่นั้นสิ้น ยังเหลืออยูแตเรือน ยามแมหมายเฒา หลังเดียวนั้นแล... รูป 1.11. แผนที่ชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมาแสดงการกระจายตัวของกลุมรอยเลื่อน (เสนสีดํา; Pailoplee และคณะ, 2009a) วงกลมสีเทา คือ ขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัด แผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 1984-2010 ดาวสีขาว คือ เหตุการณแผนดินไหวสําคัญที่เคยสรางภัยพิบัติใน พื้นที่ สี่เหลี่ยมสีดํา คือ เขื่อนขนาดใหญตามแมน้ําโขง (สี่เหลี่ยมสีดํา) (Pailoplee และคณะ, 2013a)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 17 รูป 1.12. (ก) เจดียหลวง จังหวัดเชียงใหม ซึ่งสวนยอดไดรับความเสียหายจากเหตุการณแผนดินไหวในป ค.ศ. 1545 (ภาพโดย: Damm H.) (ข) ภาพวาดเจดียหลวงเดิมซึ่มีความสูง 80 เมตร สวนบนของเสนทึบสีดํา คือ สวนที่ พังทลายหลังจากเหตุการณแผนดินไหวดังกลาว (Kazmer และคณะ, 2011) นอกจากนี้ Pailoplee และคณะ (2004a) และ Pailoplee และคณะ (2009b) สํารวจธรณีวิทยา แผนดินไหวบริเวณรอยเลื่อนยอยตนงุนและรอยเลื่อน ยอยบานมายซึ่งเปนสวนหนึ่งของรอยเลื่อนลําปาง-เถิน ในจังหวัดลําปาง โดยขั้นตอนการศึกษาประกอบดวย 1) การแปลความหมายภาพถายดาวเทียม 2) การขุดรอง สํารวจธรณีวิทยาแผนดินไหวและแปลความหมายทาง ตะกอนวิทยาและ 3) การกําหนดอายุวัสดุที่สัมพันธกับ การเลื่อนตัวของรอยเลื่อนดวยวิธีการทางวิทยาศาสตร อยางไรก็ตามในทางปฏิบัติของการสํารวจ ธรณีวิทยาแผนดินไหว สวนใหญมักไมพบตัวอยาง อินทรียวัตถุที่เหมาะสมในการกําหนดอายุดวยวิธี คารบอน-14 ดังนั้นในการกําหนดอายุวัสดุที่สัมพันธกับ การเลื่อนตัวของรอยเลื่อน นักธรณีวิทยาแผนดินไหวจึง มักจะใชการกําหนดอายุดวยวิธีเรืองแสงความรอน (Thermoluminescence, TL dating; Pailoplee และ คณะ, 2010a) หรือวิธีกระตุนดวยแสดง (Optically Stimulated Luminescence, OSL dating; Pailoplee และคณะ, 2011) ซึ่งทั้ง 2 วิธีดังกลาวมี ประสิทธิภาพสูงในการกําหนดอายุวัสดุที่มีแรควอตซเปน องคประกอบ เชน การกําหนดอายุการสะสมตัวของเนิน ทรายลมหอบ (sand dune) ในทางธรณีวิทยา บริเวณ อําเภอปะทิว จังหวัดชุมพร (Prachantasen และคณะ, 2008; Pailoplee และคณะ, 2011) การกําหนดอายุอิฐ
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 18 จากแหลงโบราณคดีบานทุงตึก อําเภอตะกั่วปา จังหวัด พังงา (Pailoplee และคณะ, 2010a; Pailoplee และ คณะ, 2016) หรือการกําหนดอายุการตกกระทบพื้นโลก ของอุกาบาตจากตัวอยางอุลกมณี (tektite) อําเภอ บุณฑริก จังหวัดอุบลราชธานี (Punpate และคณะ, 2005) โดยในการกําหนดอายุวัสดุที่สัมพันธกับการ เลื่อนตัวของรอยเลื่อน Pailoplee และคณะ (2004b) Pailoplee และคณะ (2005) และ Pailoplee และคณะ (2009b) ไดกําหนดอายุการสะสมตัวของตะกอนเชิงเขา (colluvium) ที่สัมพันธกับการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน ยอยตนงุนและรอยเลื่อนยอยบานมายดวยวิธีเรืองแสง ความรอน ซึ่งผลการกําหนดอายุบงชี้วารอยเลื่อนยอย ตนงุนเคยเกิดแผนดินไหวขนาดใหญ 2 เหตุการณ เมื่อ ประมาณ 1,800 ป และ 3,500 ป ที่ผานมา และมีอัตรา เลื่อนตัวของรอยเลื่อนประมาณ 0.18 มิลลิเมตร/ป (Pailoplee และคณะ, 2005) สวนรอยเลื่อนยอยบาน มายเคยเกิดแผนดินไหว 1 เหตุการณ เมื่อประมาณ 3,800 ป ดวยอัตราเลื่อนตัวของรอยเลื่อน 0.06 มิลลิเมตร/ป (Pailoplee และคณะ, 2004b; 2009b) จากขอมูลแผนดินไหวทั้งที่ตรวจวัดไดจาก เครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว บันทึกประวัติศาสตร รวมทั้งหลักฐานทางธรณีวิทยา บงชี้วารอยเลื่อนใน บริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมา จึง เปนแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญที่มีโอกาสสรางภัย พิบัติแผนดินไหวตอชายแดนภาคเหนือของประเทศไทยลาว-พมา ดวยลักษณะภูมิประเทศที่เปนเทือกเขาสูงสลับ แองที่วางตัวในแนวตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียง ใตเปนสวนใหญ ทําใหบริเวณชายแดนภาคตะวันตกของ ประเทศไทย-พมา จึงมีการสรางเขื่อนขนาดใหญจํานวน มากในพื้นที่ดังกลาว (รูป 1.13ก; Charusiri และคณะ, 2007) เชน โครงการกอสรางเขื่อนฮัทจีในประเทศพมา (Pailoplee, 2009) เขื่อนภูมิพลในจังหวัดตาก เขื่อนศรี นครินทรและเขื่อนวชิราลงกรณในจังหวัดกาญจนบุรี เขื่อนทาทุงนาในจังหวัดเพชรบุรี และเขื่อนกระเสียวใน จังหวัดสุพรรณบุรี เปนตน นอกจากนี้เพื่อรองรับ ประชาคมเศรษฐกิจอาเซียน (ASEAN Economics Community, AEC) ประเทศพมาจึงมีโครงการกอสราง ทาเรือน้ําลึกบริเวณชายฝงทะเลอันดามันของเมืองทวาย (Dawei) ทางตอนใตของประเทศพมา (หมายเลข 9 ใน รูป 1.13ก) อยางไรก็ตามจากการแปลความหมายภาพถาย ดาวเทียมรวมทั้งการสํารวจธรณีวิทยาแผนดินไหวบงชี้วา มีรอยเลื่อนมีพลังกระจายตัวอยูในพื้นที่ดังกลาว (รูป 1.13ก) เชน รอยเลื่อนพานหลวง (Pan Luang Fault; Nutalaya และคณะ, 1985) รอยเลื่อนผาปูน (Pa Pun Fault; Nutalaya และคณะ, 1985) ในประเทศพมา รอยเลื่อนแมฮองสอน-ตาก (Mae Hong Sorn-Tak Fault; ปญญา จารุศิริ และคณะ, 2547; Wiwegwin และคณะ, 2012a; 2014) รอยเลื่อนเมย-ตองยี (MoeiTounggyi Fault; Pailoplee และคณะ, 2009a) รอย เลื่อนศรีสวัสดิ์ (Sri Sawath Fault; Songmuang และ 4 ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Westhern Thailand)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 19 คณะ, 2007; Wiwegwin และคณะ, 2012b) และรอย เลื่อนเจดียสามองค (Three Pagoda Fault; Fenton และคณะ, 2003) ในประเทศไทย เปนตน โดยในแตละ รอยเลื่อนประกอบดวยรอยเลื่อนยอยหลายแนวที่วางตัว ตอเนื่องกันอยางเปนระบบ (รูป 1.13ก) ซึ่งมีความยาว รอยเลื่อนประมาณ 30-115 กิโลเมตร (Pailoplee และ คณะ, 2009a) หมายเหตุ: [1] โครงการกอสรางเขื่อนฮัทจี [2] เขื่อนภูมิพล [3] เขื่อนทับเสลา [4] เขื่อนวชิราลงกรณ [5] เขื่อนกระ เสียว [6] เขื่อนศรีนครินทร [7] เขื่อนทาทุงนา [8] เขื่อนแมกลอง และ [9] โครงการกอสรางทาเรือน้ําลึก รูป 1.13. แผนที่ชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมาแสดง (ก) กลุมรอยเลื่อนตามแนวราบ (strike-slip fault) ซึ่งนําเสนอโดย Nutalaya และคณะ (1985) และ Pailoplee และคณะ (2009a) สี่เหลี่ยมสีดํา คือ เขื่อนและโครงการกอสรางทาเรือน้ําลึก (ข) แผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว ในชวงป ค.ศ. 1983-2009 (วงกลมสีน้ําเงิน) ดาวสีแดง คือ เหตุการณแผนดินไหวสําคัญที่เคยสรางภัยพิบัติ ในพื้นที่ (Pailoplee, 2014a)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 20 จากการศึกษาดานธรณีวิทยาแผนดินไหว Rhodes และคณะ (2004) พบวารอยเลื่อนดังกลาวมี การเลื่อนตัวตามแนวราบเปนสวนใหญ และมีการเลื่อน ตัวแบบปกติในบางรอยเลื่อน นอกจากนี้จากการแปล ความหมายภาพถายดาวเทียมในรายละเอียด ปญญา จารุศิริ และคณะ (2554) สรุปวากลุมรอยเลื่อนดังกลาว โดยเฉพาะรอยเลื่อนศรีสวัสดิ์และรอยเลื่อนเจดียสามองค (รูป 1.14) แตกแขนงออกมาจากรอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของประเทศพมา เชนเดียวกับแหลงกําเนิดแผนดินไหวอื่นๆ ดังที่ อธิบายในขางตน พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวในพื้นที่ ดังกลาวประเมินไดจากทั้งฐานขอมูลแผนดินไหวที่ ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว บันทึก ประวัติศาสตรรวมทั้งหลักฐานทางธรณีวิทยา เชน เมื่อ วันที่ 17 เดือนกุมภาพันธ ค.ศ. 1975 เกิดแผนดินไหว ขนาด 5.9 แมกนิจูด (Prachaub, 1990) จากรอยเลื่อน เมย-ตองยี บริเวณใกลเขื่อนภูมิพล (รูป 1.13ข) ทําให จังหวัดตากไดรับความรุนแรงแผนดินไหวระดับ VI (รูป 1.14ก และตาราง 1.1) และแรงสั่นสะเทือนแผนดินไหว ยังแผกระจายไปทั่วภาคเหนือและภาคกลางของประเทศ ไทยรวมทั้งกรุงเทพมหานคร ซึ่งไดรับความรุนแรง แผนดินไหวระดับ V (ก) แผนดินไหวขนาด 5.9 แมกนิจูด จังหวัดกาญจนบุรี วันที่ 17 เดือนกุมภาพันธ ค.ศ. 1975 (Prachaub, 1990) (ข) แผนดินไหวขนาด 5.0 แมกนิจูด อาวไทย วันที่ 8 เดือนตุลาคม ค.ศ. 2006 (Thipyopass, 2010) รูป 1. 14. แผนที่ความไหวสะเทือนเทาในประเทศไทยแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของความรุนแรงแผนดินไหวตาม มาตราเมอรคัลลีแปลง จากเหตุการณแผนดินไหวสําคัญที่เคยเกิดขึ้นในอดีต (ก) แผนดินไหวขนาด 5.9 แมกนิจูด จังหวัดกาญจนบุรี และ (ข) แผนดินไหวขนาด 5.0 แมกนิจูด อาวไทย (Pailoplee, 2012) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 21 และเมื่อวันที่ 22 เดือนเมษายน ค.ศ. 1983 เกิดแผนดินไหวขนาด 5.6 แมกนิจูด (Prachaub, 1990) บริเวณใกลเขื่อนศรีนครินทร (รูป 1.13ข) ซึ่งเกิดจากรอย เลื่อนศรีสวัสดิ์ โดยเหตุการณแผนดินไหวดังกลาวสราง ความรุนแรงแผนดินไหวระดับ IV-VI แผกระจายไปทั่ว ภาคตะวันตกและภาคกลางของประเทศไทย (รูป 1.14ข และตาราง 1.1) นอกจากนี้จากรูป 1.13ข บงชี้วาในป ค.ศ. 1983 เกิดแผนดินไหวขนาด 2.0-5.2 แมกนิจูด ประมาณ 120 เหตุการณ ทางตอนเหนือของเขื่อนศรีนครินทรและ เขื่อนวชิราลงกรณ จังหวัดกาญจนบุรี ซึ่งจากการ เปรียบเทียบกลุมแผนดินไหวดังกลาวกับพฤติกรรมการ เกิดแผนดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในอดีตในบริเวณเขื่อนขนาด ใหญตางๆ ทั่วโลก Baoqi และ Renfa (1990) สรุปใน เบื้องตนวากลุมแผนดินไหวที่เกิดในบริเวณเขื่อนศรี นครินทรและเขื่อนวชิราลงกรณเกิดจากการกักเก็บน้ําใน เขื่อนศรีนครินทรและเขื่อนวชิราลงกรณมากเกินไป น้ําหนักของมวลน้ําจึงเหนี่ยวนําใหเกิดแผนดินไหว ดังกลาว (reservoir-induced earthquake, RIE) ดังนั้น กลุมรอยเลื่อนในบริเวณชายแดนภาคตะวันตกของ ประเทศไทย-พมาจึงเปนแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญที่ อาจสงผลกระทบดานภัยพิบัติแผนดินไหวตอทั้งประเทศ ไทยและประเทศพมา โดยเฉพาะเขื่อนขนาดใหญและ ทาเรือน้ําลึกที่ตั้งอยูในพื้นที่ดังกลาว ในกรณีภาคใตของประเทศไทย งานวิจัยในอดีต (กรมชลประทาน, 2548; กรมทรัพยากรธรณี, 2550) นําเสนอรอยเลื่อนมีพลัง 2 รอยเลื่อน ไดแก 1) รอยเลื่อน ระนอง (Ranong Fault; Wong และคณะ, 2005) และ 2) รอยเลื่อนคลองมะรุย (Klong Marui Fault; Wong และคณะ, 2005; Chansawad และคณะ, 2008) (รูป 1 . 15) โ ด ย รอ ย เ ลื่ อ น ดั ง กล า ว ว า ง ตั ว ใ น แ น ว ตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต(กรมทรัพยากร ธรณี, 2550; Charusiri และคณะ, 2007) พาดผานหลาย จังหวัดในภาคใตของประเทศไทย เชน จังหวัด ประจวบคีรีขันธ ชุมพร ระนอง และจังหวัดพังงา เปนตน และจากหลักฐานทางธรณีวิทยาและธรณีแปรสัณฐาน Tapponnier และคณะ (1986) สรุปวารอยเลื่อน ดังกลาวมีการเลื่อนตัวตามแนวราบเปนสวนใหญ ฐานขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจาก เครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหวรายงานวาในชวป ค.ศ. 1985-2015 รอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุยมี อัตราการเกิดแผนดินไหวต่ําและแผนดินไหวที่เกิดขึ้น สวนใหญมีขนาด 1.0-4.0 แมกนิจูด (Pailoplee, 2014b) มีเพียงเหตุการณแผนดินไหวที่เกิดในอาวไทย นอกชายฝงจังหวัดประจวบคีรีขันธ เมื่อวันที่ 8 เดือน ตุลาคม ค.ศ. 2006 ที่มีขนาด 5.0 แมกนิจูด (Thipyopass, 2010; Thipyopass และคณะ, 2012) ซึ่งถือวาเปนแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดของรอยเลื่อน ระนองที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว โดยผลกระทบจากเหตุการณแผนดินไหวดังกลาวทําให พื้นที่ภาคใตของประเทศไทย โดยเฉพาะจังหวัด ประจวบคีรีขันธและจังหวัดชุมพรไดรับความรุนแรง แผนดินไหวระดับ II-IV (1.14ข และตาราง 1.1) 5 ภาคใตของประเทศไทย (Southern Thailand)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 22 รูป 1.15. แผนที่ภาคใตของประเทศไทยแสดงการวางตัวของรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุย (เสนสีเทา) วงกลมสีเทา คือ จุดศูนยกลางแผนดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในอดีตที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัด แผนดินไหว สี่เหลี่ยมสีดํา คือ ตําแหนงรองสํารวจธรณีวิทยาแผนดินไหวตามแนวรอยเลื่อนยอยตางๆ (สันติ ภัยหลบลี้, 2555b) นอกจากนี้จากการรวบรวมและประมวลผล งานวิจัยในอดีต สันติ ภัยหลบลี้(2555b) อธิบายวามีการ ขุดรองสํารวจธรณีวิทยาแผนดินไหวตามแนวรอยเลื่อน ระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุย 22 พื้นที่ (รูป 1.15) จากหลายโครงการวิจัย เชน งานศึกษาแกไขและพัฒนา สิ่งแวดลอมโครงการทาแซะ จังหวัดชุมพร (กรม ชลประทาน, 2548) การศึกษาคาบอุบัติซ้ําของรอยเลื่อน ระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุย (กรมทรัพยากรธรณี,
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน 23 2550) โครงการอางเก็บน้ําคลองถ้ํา อําเภอเมือง จังหวัด พังงา (กรมชลประทาน, 2551) และโครงการศึกษา ธรณีวิทยารอยเลื่อนมีพลัง เขื่อนคลองลํารูใหญ จังหวัด พังงา (กรมชลประทาน, 2552) เปนตน นอกจากนี้จากการรวบรวมและประมวลผล งานวิจัยในอดีตดังกลาว สันติ ภัยหลบลี้(2555b) ไดสรุป ประวัติหรือชวงเวลาการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนระนอง และรอยเลื่อนคลองมะรุยดังแสดงในรูป 1.16 และ เปรียบเทียบกับคําจํากัดความของรอยเลื่อนมีพลังที่ กําหนดชวงเวลาการเลื่อนตัวครั้งลาสุดของรอยเลื่อนที่ แตกตางกัน เชน Boschi และคณะ (1996) คณะกรรมการควบคุมนิวเคลียรของสหรัฐ (U.S. Nuclear Regulatory Commission หรือ US.NRC, 1997) ทบวงการพลังงานปรมาณูระหวางประเทศ (International Atomic Energy Agency หรือ IAEA, 2010) คณะกรรมการความปลอดภัยทางนิวเคลียร ประเทศญี่ปุน (Nuclear Safety Commission of Japan หรือ NSC, 2010) และ Lee และคณะ (2006) โดย สันติ ภัยหลบลี้ (2555b) สรุปวารอยเลื่อนยอยตางๆ ตลอดแนวรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุยเปน รอยเลื่อนมีพลัง และหากพิจารณารูป 1.16 พบวารอย เลื่อนคลองมะรุยมีกิจกรรมแผนดินไหวสูงกวารอยเลื่อน ระนอง และผลการกําหนดอายุตะกอนที่สัมพันธกับการ เลื่อนตัวของรอยเลื่อนบงชี้วารอยเลื่อนคลองมะรุยเกิด แผนดินไหวขนาดใหญครั้งลาสุดในชวงเวลา < 10,000 ป ที่ผานมา ในขณะที่รอยเลื่อนระนองเคยเกิดแผนดินไหว ขนาดใหญครั้งลาสุดเมื่อประมาณ 10,000 ป โดยมักจะ เกิดเฉพาะตอนบนและตอนลางของรอยเลื่อน สวน ตอนกลางมีประวัติการเลื่อนตัวกระจายตัวอยูในชวงเวลา 20,000-150,000 ป ที่ผานมา (รูป 1.16) รูป 1.16. แผนที่ภาคใตของประเทศไทยและกราฟแสดงการเปรียบเทียบชวงเวลาการเลื่อนตัวในอดีตของรอยเลื่อน ระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุยซึ่งประมวลผลจากการสํารวจธรณีวิทยาแผนดินไหว สี่เหลี่ยมสีดํา คือ ตําแหนงรองสํารวจธรณีวิทยาแผนดินไหวตามแนวรอยเลื่อนยอยตางๆ (สันติ ภัยหลบลี้, 2555b)
บทที่ 1 แหลงกําเนิดแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 24 [1] สันติ ภัยหลบลี้2555a. Soft Quake: งานเขียนดานธรณีวิทยาที่แอบนินทา “แผนดินไหว” แบบเบาๆ. โรงพิมพ แหงจุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย, กรุงเทพมหานคร: 206 หนา. [2] สันติ ภัยหลบลี้2555b. กลุมรอยเลื่อนระนอง-คลองมะรุย เปนหรือตาย? จากนิยาม “รอยเลื่อนมีพลัง”. Civil Engineering Magazine, มกราคม-มีนาคม 2555: 33-41. [3] สันติ ภัยหลบลี้และ สัณฑวัฒน สุขรังษี 2557. รอยเลื่อนสะกาย: พฤติกรรมและภัยพิบัติตอประเทศไทย. วารสาร อุตุนิยมวิทยา, 13(3): 1-9. [4] Charusiri, P. and Pailoplee, S. 2015a. Investigations of Tsunamogenic Sources in Mainland Southeast Asia: Implication from Seismicity. Unisearch Journal, 2(1): 9-12. [5] Jankaew, K., Atwater, B.F., Sawai, Y., Choowong, M., Charoentitirat, T., Martin, M.E. and Prendergast, A. 2008. Medieval Forewarning of the 2004 Indian Ocean Tsunami in Thailand. Nature, 455: 1228-1231. [6] Pailoplee, S. 2012. Relationship between Modified Mercalli Intensity and Peak Ground Acceleration in Myanmar. Natural Science, 4: 624-630. [7] Pailoplee, S. and Choowong, M. 2013. Probabilities of Earthquake Occurrences in Mainland Southeast Asia. Arabian Journal of Geosciences, 6(12): 4993-5006. 6 แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 25 บทที่2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ Earthquake Catalogue and Completeness “ ฐานขอมูลแผนดินไหว (earthquake catalogue) คือ ขอมูลแสดงรายละเอียดการเกิดแผนดินไหวในแตละ เหตุการณที่เรียบงายที่สุด แตมีประสิทธิภาพอยางมากตอการศึกษาวิจัยพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว อยางไรก็ ตาม ความถูกตองแมนยําของการศึกษาวิจัยดังกลาว ขึ้นอยูกับความสมบูรณของฐานขอมูลแผนดินไหวที่สื่อถึง พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานอยางแทจริง ” ในการศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว ขอมูลที่จําเปนสําหรับการศึกษา คือ บันทึกแผนดินไหว (earthquake record) ที่เคยเกิดขึ้นในอดีต ซึ่งจําแนก ตามชวงเวลาและความแมนยําของการบันทึกขอมูลได 3 ประเภท (สันติ ภัยหลบลี้, 2555a) คือ 1) บันทึกทาง ธรณีวิทยา (geological record) หรือขอมูลธรณีวิทยา แผนดินไหว 2) บันทึกประวัติศาสตร (historical record) และ 3) บันทึกจากเครื่องมือตรวจวัด แผนดินไหว (instrumental record) (รูป 2.1) โดย บันทึกในแตละประเภทจะมีขอดีและขอจํากัดแตกตาง กัน เชน ในกรณีของบันทึกประวัติศาสตรและขอมูล ธรณีวิทยาแผนดินไหวเปนการบันทึกเหตุการณ แผนดินไหวที่ยอนกลับไปไดไกลถึง 800-100,000 ป (รูป 2.1) การศึกษาบันทึกประวัติศาสตรหรือขอมูลธรณีวิทยา แผนดินไหวจึงชวยให นักแผนดินไหว (seismologist) เขาใจพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่มีคาบ อุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวที่ยาวนาน แตขอจํากัดของ บันทึกดังกลาว คือ บันทึกสวนใหญเปนแบบการบรรยาย หรือพรรณาเทาที่ผูตรวจวัดรับรูได (ดูรายละเอียดในบทที่ 1) จึงตองอาศัยการตีความจากวิจารณญาณของนัก แผนดินไหวที่มีประสบการณสูง เพื่อวิเคราะหจุด ศูนยกลางแผนดินไหว เวลาเกิดรวมทั้งขนาดแผนดินไหว ทําใหผลการศึกษาที่ไดจากบันทึกดังกลาวมีขอจํากัดดาน ความแมนยําและความนาเชื่อถือ 1 บันทึกแผนดินไหว (Earthquake Record)
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 26 รูป 2.1. กราฟแสดงการเปรียบเทียบชวงเวลาการบันทึกเหตุการณแผนดินไหวรูปแบบตางๆ (สันติ ภัยหลบลี้, 2555a) อยางไรก็ตามในป ค.ศ. 1935 ชาลส ฟรานซิส ริกเตอร (Richter C.F.) นักแผนดินไหวชาวอเมริกัน ได ประดิษฐเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหวและนําเสนอ มาตราริกเตอร (Richter Scale) เพื่อใชระบุขนาด แผนดินไหว หลังจากนั้นจึงมีการตรวจวัดและบันทึก ขอมูลตางๆ เกี่ยวกับแผนดินไหวในเชิงตัวเลข โดย บันทึกทั้งจุดศูนยกลางแผนดินไหว (ลองจิจูด ละติจูด และความลึก) เวลาเกิด (ป เดือน วัน ชั่วโมงและนาที) และขนาดแผนดินไหว (ตาราง 2.1) ถึงแมวาบันทึกจ ากเครื่องมือตรวจ วัด แผนดินไหวจะมีชวงเวลาการบันทึกสั้นกวาบันทึก ประวัติศาสตรและขอมูลธรณีวิทยาแผนดินไหว (รูป 2.1) แตจากความตอเนื่องและความแมนยําในการ ตรวจวัดแผนดินไหว ทําใหบันทึกดังกลาวมีความ นาเชื่อถือสูง ซึ่งผลจากการตรวจวัดและบันทึกขอมูล แผนดินไหวอยางตอเนื่องนับตั้งแตอดีตถึงปจจุบัน ทําให เกิดชุดขอมูลแผนดินไหว เรียกวา ฐานขอมูล แผนดินไหว (earthquake catalogue) (ตาราง 2.1) ตาราง 2.1. ตัวอยางฐานขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว จุดศูนยกลางแผนดินไหว เวลาเกิดแผนดินไหว ขนาดแผนดินไหว ลองจิจูด ละติจูด ความลึก ป เดือน วัน ชั่วโมง นาที Mw mb Ms 93.73 03.28 18 2005 07 27 14 05 4.6 5.0 - 92.60 09.18 41 2004 12 30 06 38 4.7 4.9 - 94.08 08.00 12 2005 01 30 03 44 4.7 5.0 - 96.05 19.61 16 2005 02 08 07 20 4.7 5.2 - 94.37 04.97 33 2005 02 19 23 45 4.7 4.9 - 94.12 02.62 12 2005 02 25 20 40 4.7 5.1 4.3 91.31 09.05 29 2005 03 07 21 32 4.7 4.9 4.5 94.54 05.09 36 2005 03 31 14 27 4.7 5.0 4.2
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 27 สืบเนื่องจากบันทึกจากเครื่องมือตรวจวัด แผนดินไหวมีความตอเนื่องและความแมนยําในการ ตรวจวัดแผนดินไหว ดังที่อธิบายในขางตน ฐานขอมูล แผนดินไหวจึงมีบทบาทสําคัญและจําเปนตอการศึกษา วิทยาคลื่นไหวสะเทือนในปจจุบัน (Wiemer, 2001) ซึ่ง จากการสืบคนฐานขอมูลแผนดินไหวพบวาในปจจุบันมี การตรวจวัดและบันทึกเหตุการณแผนดินไหวที่เกิดขึ้นทั่ว โลกอยางตอเนื่อง โดยหนวยงานดานแผนดินไหวตางๆ ไดแก (รูป 2.2) 1) ฐ า น ข อ มู ล แ ผ น ดิ น ไ ห ว National Earthquake Information (NEIC) (รูป 2.2ก) จัดตั้ง ขึ้นในป ค.ศ. 1940 โดยอยูในความดูแลของกรม ทรัพยากรธรณี ประเทศสหรัฐอเมริกา (U.S. Geological Survey, USGS) ซึ่งเปนเครือขายตรวจวัดแผนดินไหว แบบอัตโนมัติและรายงานแผนดินไหวที่เกิดขึ้นทั่วโลก อยางรวดเร็วหลังจากเกิดแผนดินไหว (Sipkin และคณะ, 2000) ถึงแมวาจะมีความคลาดเคลื่อนของขอมูล บางสวน จากกระบวนการประมวลผลแบบอัตโนมัติ แต ฐานขอมูลแผนดินไหวจากหนวยงาน NEIC ถือวาเปน ฐานขอมูลที่มีความทันสมัย (รูป 2.3ก) 2) ฐานขอมูลแผนดินไหว International Seismological Centre (ISC) (รูป 2.2ข) เปน ฐานขอมูลแผนดินไหวที่อยูในความดูแลของหนวยงาน USGS เชนเดียวกับฐานขอมูลแผนดินไหวจากหนวยงาน NEIC แตมีหนาที่จัดทําฐานขอมูลแผนดินไหวใหมที่มี ความแมนยํามากขึ้น โดยนําขอมูลแผนดินไหวจาก หนวยงาน NEIC มาวิเคราะหซ้ําอีกครั้ง รวมทั้งวิเคราะห ขอมูลแผนดินไหวในเชิงลึกอื่นๆ เพิ่มเติม ซึ่งตองใชเวลา ในการวิเคราะห ดังนั้นฐานขอมูลแผนดินไหวจาก หนวยงาน ISC จึงรายงานขอมูลแผนดินไหวชากวา หนวยงาน NEIC (รูป 2.3ข) แตฐานขอมูลแผนดินไหว จากหนวยงาน ISC จะมีความถูกตองแมนยํามากขึ้น (ก) NEIC: www.earthquake.usgs.gov (ข) ISC: http://www.isc.ac.uk (ค) GCMT: www.globalcmt.org (ง) TMD: www.seismology.tmd.go.th รูป 2.2. เว็บไซตฐานขอมูลแผนดินไหวที่อยูในความดูแลของหนวยงานดานแผนดินไหวตางๆ
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 28 (ก) ฐานขอมูลแผนดินไหว NEIC (ข) ฐานขอมูลแผนดินไหว ISC (ค) ฐานขอมูลแผนดินไหว GCMT (ง) ฐานขอมูลแผนดินไหว TMD (จ) ฐานขอมูลแผนดินไหวรวม ฐานขอมูลแผนดินไหว NEIC = 11,193 เหตุการณ ฐานขอมูลแผนดินไหว ISC = 49,148 เหตุการณ ฐานขอมูลแผนดินไหว GCMT = 1,215 เหตุการณ ฐานขอมูลแผนดินไหว TMD = 14,286 เหตุการณ ฐานขอมูลแผนดินไหวรวม = 75,842 เหตุการณ รูป 2.3. กราฟแสดงความสัมพันธระหวางเวลาเกิดและขนาดแผนดินไหว วิเคราะหจากขอมูลแผนดินไหวในภูมิภาค อาเซียนแผนดินใหญ (Mainland Southeast Asia) ซึ่งตรวจวัดและบันทึกโดยหนวยงานดานแผนดินไหว ตางๆ (Pailoplee, 2009) 3) ฐานขอมูลแผนดินไหว Global CMT Catalogue (GCMT) (รูป 2.2ค) เปนฐานขอมูลที่เลือก วิเคราะหและบันทึกเฉพาะเหตุการณแผนดินไหวขนาด ≥ 5.0 แมกนิจูด ที่เกิดขึ้นนับตั้งแตป ค.ศ. 1976 (รูป 2.3ค; Ekstrom และคณะ, 2005) โดยในแตละเหตุการณ แผนดินไหว หนวยงาน GCMT จะรายงานขนาด แ ผ นดิ นไห วจ า กทุ ก ม า ต ร า ข น า ด แ ผ นดิ นไห ว (magnitude scale) รวมทั้งรายงานผลการวิเคราะห กลไกการเกิดแผนดินไหว (focal mechanism) แต เนื่องจากเปนฐานขอมูลแผนดินไหวที่มีรายละเอียดสูง
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 29 ดังนั้นในแตละเหตุการณแผนดินไหวจึงใชเวลาในการ วิเคราะหผลยาวนานกวาฐานขอมูลแผนดินไหวอื่นๆ (รูป 2.3ค) 4 ) ฐ า น ข อ มู ล แ ผ น ดิ น ไ ห ว Thai Meteorological Department (TMD) (รูป 2.2ง) เปนฐานขอมูลแผนดินไหวที่อยูในความดูแลของสํานัก เฝาระวังแผนดินไหว กรมอุตุนิยมวิทยา ประเทศไทย มี หนาที่ตรวจวัดและบันทึกเหตุการณแผนดินไหวที่เกิดใน ประเทศไทยและพื้นที่ขางเคียงนับตั้งแต ป ค.ศ. 1963 (รูป 2.3ง) ซึ่งเนื่องจากหนวยงาน TMD มีเครือขาย ตรวจวัดแผนดินไหวที่กระจายตัวอยูอยางหนาแนน โดยเฉพาะในพื้นที่ประเทศไทย ฐานขอมูลแผนดินไหว จากหนวยงาน TMD จึงมีขอดี คือ สามารถตรวจวัดและ บันทึกขอมูลแผนดินไหวขนาดเล็กที่เกิดขึ้นในประเทศ ไทยหรือพื้นที่ขางเคียงอยางมีประสิทธิภาพสูงกวา ฐานขอมูลแผนดินไหวอื่นๆ (รูป 2.3ง) นอกจากนี้หากพิจารณาการกระจายตัวของ เหตุการณแผนดินไหวที่ตรวจวัดและบันทึกโดยหนวยงาน TMD (รูป 2.4) บงชี้ว าในกรณีของ ประเทศไท ย โดยเฉพาะพื้นที่ภาคเหนือ หนวยงาน TMD สามารถ ตรวจวัดและบันทึกเหตุการณแผนดินไหวไดมากกวา หนวยงาน NEIC ISC และหนวยงาน GCMT ซึ่งหาก พิจารณาขอมูลแผนดินไหวในพื้นที่ดังกลาว Pailoplee (2014c) พบวาแผนดินไหวสวนใหญเปนแผนดินไหว ขนาดเล็กถึงปานกลาง ซึ่งเครือขายตรวจวัดแผนดินไหว จากหนวยงาน NEIC ISC และหนวยงาน GCMT ไม สามารถตรวจวัดไดอยางมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงสรุปวา เครือขายตรวจวัดแผนดินไหวของหนวยงาน TMD มี ประสิทธิภาพสูงในการตรวจวัดและบันทึกขอมูล แผนดินไหวที่เกิดในประเทศไทยและพื้นที่ขางเคียง โดยเฉพาะแผนดินไหวขนาดเล็กถึงปานกลางซึ่งมี ความสําคัญตอการศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว นอกจากการนําขอมูลแผนดินไหวที่ตรวจวัด ไดมาใชประโยชนในการศึกษากระจ ายตัวของ แผนดินไหวเพื่อประเมินรูปรางและการวางตัวของ แหลงกําเนิดแผนดินไหวในเบื้องตน นักแผนดินไหวใน ปจจุบันยังพยายามนําขอมูลแผนดินไหวดังกลาวมา วิเคราะหในทางสถิติ เพื่อศึกษาพฤติกรรมและ ลักษณะเฉพาะของการเกิดแผนดินไหวในหลายรูปแบบ ไดแก 1) แผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได (maximum magnitude) 2) คาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหว (return period) 3) โอกาสเกิดแผนดินไหว (probability of occurrence) และ 4) พื้นที่เสี่ยงตอ การเกิดแผนดินไหวขนาดใหญในอนาคต (prospective earthquake source) เปนตน อยางไรก็ตามหากพิจารณาในเชิงคุณภาพ งานวิจัยในอดีตบงชี้วาฐานขอมูลแผนดินไหวทั่วโลก สวน ใหญไมสื่อถึงพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับ กระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานอยางแทจริง เนื่องจาก หลายสาเหตุ เชน Kagan และ Knopoff (1980) อธิบาย วาการรายงานมาตราขนาดแผนดินไหวที่แตกตางกันทํา ใหการนําฐานขอมูลแผนดินไหวมาใชวิเคราะหในทาง สถิติมีความคลาดเคลื่อน นอกจากนี้ Gardner และ Knopoff (1974) อธิบายวาการศึกษาพฤติกรรมการเกิด แผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปร สัณฐาน โดยใชขอมูลแผนดินไหวนํา (foreshock) และ แผนดินไหวตาม (aftershock) รวมกับขอมูลแผนดินไหว หลัก (mainshock) ในการวิเคราะห ทําใหผลการศึกษา แสดงพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูงกวาความเปนจริง เนื่องจากแผนดินไหวหลักเปนแผนดินไหวที่เกิดจากการ คลายความเคนทางธรณีแปรสัณฐานโดยตรง ในขณะที่ แผนดินไหวนําและแผนดินไหวตามเกิดจากกลไกการ เลื่อนตัวของรอยเลื่อนที่ทําใหเกิดแผนดินไหวหลักในแต ละเหตุการณ
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 30 รูป 2.4. แผนที่ภูมิภาคอาเซียนแผนดินใหญแสดงการกระจายตัวของเหตุการณแผนดินไหวในอดีต ที่ตรวจวัดและ บันทึกโดยหนวยงานดานแผนดินไหวตางๆ (Pailoplee, 2014c) สามเหลี่ยมสีดํา คือ เครือขายตรวจวัด แผนดินไหวของหนวยงาน TMD
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 31 นอกจากนี้ Habermann (1987) ยังตรวจพบ การเปลี่ยนแปลงอยางเปนระบบของฐานขอมูล แผนดินไหวที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเครือขายตรวจวัด แผนดินไหว เชน การปดปรับปรุงหรือการติดตั้งเครือขาย ตรวจวัดแผนดินไหวในบางชวงเวลา ซึ่ง Habermann (1987) พบวาการเปลี่ยนแปลงดังกลาวเกิดขึ้นกับทุก ฐานขอมูลแผนดินไหวทั่วโลก โดยเฉพาะฐานขอมูล แผนดินไหวในชวงเริ่มตนติดตั้งเครือขายตรวจวัด แผนดินไหว ซึ่งการเปลี่ยนแปลงดังกลาว ทําใหฐานขอมูล แผนดินไหวไมสื่อถึงพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่ สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานอยางแทจริง ดังนั้นการนําขอมูลแผนดินไหวมาใชในการวิเคราะหดาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ จึงจําเปนตองปรับปรุง ฐา นข อ มู ล แ ผ นดิ นไหว ให มี ค วา ม ส ม บู รณ ต า ม กระบวนการทางสถิติ 4 ขั้นตอน ดังนี้ (Caceres และ Kulhanek, 2000) 1) การปรับเทียบมาตราขนาด แผนดินไหว (magnitude conversion) 2) การจัดกลุม แผนดินไหว (earthquake clustering) 3) การกําจัด แผนดินไหวที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย (elimination of man-made earthquake) และ 4) การกําจัดการ เปลี่ยนแปลงระบบตรวจวัดแผนดินไหว (elimination of detection-system change) สืบเนื่องจากฐานขอมูลแผนดินไหวตางๆ มีขอดี และขอจํากัดแตกตางกัน ดังที่อธิบายในขางตน ดังนั้น เพื่อใหไดฐานขอมูลแผนดินไหวที่มีความสมบูรณที่สุด ทั้ง ในเชิงปริมาณและคุณภาพ กอนการปรับปรุงฐานขอมูล แผนดินไหว นักแผนดินไหวบางกลุมวิจัยจึงพยายามสราง ฐานขอมูลแผนดินไหวใหม โดยรวมขอมูลแผนดินไหวใน พื้นที่ศึกษาทั้งหมดที่มีการบันทึกไวในฐานขอมูล แผนดินไหวตางๆ และหากมีการรายงานบางเหตุการณ แผนดินไหวซ้ําซอนกัน (identical earthquake) ให คัดเลือกขอมูลแผนดินไหวที่นาเชื่อถือที่สุดเปนตัวแทน ของแผนดินไหวในแตละเหตุการณ (Suckale และ Grünthal, 2009) ซึ่งฐานขอมูลแผนดินไหวที่สรางขึ้น ใหมจะมีชวงเวลาการตรวจวัดยาวนานขึ้น การกระจาย ตัวของขนาดแผนดินไหวที่ตรวจวัดไดกวางมากขึ้นและ ครอบคลุมพื้นที่ศึกษามากขึ้น (รูป 2.3จ และรูป 2.4) และจากการศึกษาฐานขอมูลแผนดินไหวของ เครือขายตรวจวัดแผนดินไหวตางๆ นักแผนดินไหวพบวา มีการรายงานขนาดแผนดินไหวในแตละเหตุการณดวย มาตราขนาดแผนดินไหวที่แตกตางกัน ขึ้นอยูกับความ เหมาะสมและขอจํากัดของการตรวจวัด เชน การ ตรวจวัดและบันทึกขอมูลแผนดินไหวระดับโลก (global scale) หรือระดับภูมิภาค (regional scale) คลื่นไหว สะเทือน (seismic wave) ที่ตรวจวัดไดมักจะแสดงคลื่น เนื้อโลก (body wave) ไมชัดเจน ขนาดแผนดินไหวสวน ใหญจึงประเมินจากคลื่นพื้นผิว (surface wave) และ รายงานขนาดแผนดินไหวดวยมาตราขนาดแผนดินไหว จากคลื่นพื้นผิว (surface wave magnitude, Ms ) ในขณะที่การตรวจวัดแผนดินไหวระดับทองถิ่น (local scale) เชน แผนดินไหวจากการระเบิดเพื่อทําเหมืองแร หรือแผนดินไหวที่เกิดจากการกักเก็บน้ําในเขื่อน (ดู รายละเอียดในบทที่ 1) มักจะประเมินและรายงาน มาตราขนาดแผนดินไหวทองถิ่น (local magnitude, ML ) สวนแผนดินไหวที่เกิดในระดับลึกซึ่งคลื่นไหว สะเทือนเดินทางอยูในเนื้อโลกเปนสวนใหญ แผนดินไหว 2 ปรับเทียบมาตราขนาดแผนดินไหว (Magnitude Conversion)
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 32 ที่ตรวจวัดไดจึงรายงานมาตราขนาดแผนดินไหวจากคลื่น เนื้อโลก (body-wave magnitude, mb) เปนหลัก หรือ หากมีขอมูลการตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนเพียงพอตอ การวิเคราะหพื้นที่และปริมาณการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน จากแผนดินไหวในแตละเหตุการณ Hank และ Kanamori (1979) นําเสนอวาควรประเมินขนาด แผนดินไหวตามมาตราขนาดแผนดินไหวโมเมนต (moment magnitude, Mw) ซึ่งจากขอจํากัดและความ แตกตางของวิธีการประเมินขนาดแผนดินไหว การ ประเมินขนาดแผนดินไหวจากมาตราขนาดแผนดินไหวที่ แตกตางกันจึงอาจไดผลการประเมินแตกตางกัน ถึงแมวา จะประเมินจากแผนดินไหวเหตุการณเดียวกัน นอกจากนี้จากการศึกษาของ Kagan และ Knopoff (1980) พบวาในการประเมินขนาดแผนดินไหว ขนาดใหญซึ่งมีแอมพลิจูดของคลื่นไหวสะเทือนสูงเกิน ขีดจํากัดที่กําหนดไวของเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว โดยเฉพาะคลื่นพื้นผิว ซึ่งมีแอมพลิจูดสูงกวาคลื่นเนื้อโลก (รูป 2.5) มักจะประเมินและรายงานขนาดแผนดินไหวต่ํา กวาความเปนจริง เรียกวา การอิ่มตัวของขนาด แ ผ น ดิ น ไ ห ว ( earthquake-magnitude saturation) ซึ่งในแตละมาตราขนาดแผนดินไหวจะมี ระดับการอิ่มตัวที่แตกตางกัน เชน มาตรา Ms เริ่มอิ่มตัว ที่ขนาดแผนดินไหวประมาณ 7.0-8.0 แมกนิจูด ในขณะ ที่ mb เริ่มอิ่มตัวเมื่อแผนดินไหวมีขนาดประมาณ 6.5 แมกนิจูดเปนตนไป (Kagan และ Knopoff, 1980) ดังนั้นในการศึกษาวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิง สถิติ จึงจําเปนตองปรับเทียบขนาดแผนดินไหวใหมี มาตราขนาดแผนดินไหวเดียวกัน โดยคัดเลือกขอมูล แผนดินไหวในพื้นที่ศึกษาที่มีการรายงานขนาด แผนดินไหวในแตละเหตุการณ > 1 มาตรา (ตาราง 2.1) และสรางกราฟแสดงความสัมพันธระหวางมาตราขนาด แผนดินไหวตางๆ ดังแสดงในรูป 2.6 รูป 2.5. ตัวอยางคลื่นไหวสะเทือนที่เกินขอบเขตการ ตรวจวัดของเครื่องมือตรวจวัดแผนดินไหว (Kagan และ Knopoff, 1980) หลังจากนั้นจึงปรับเทียบขนาดแผนดินไหวที่ แตกตางกันในแตละเหตุการณใหเปนมาตราขนาด แผนดินไหวเดียวกันตามกราฟแสดงความสัมพันธ ดังกลาว โดยในสวนของการเลือกใชมาตราขนาด แผนดินไหว งานวิจัยในอดีตนําเสนอหลักการในการ เลือกใช 2 หลักการ คือ 1) ปรับเทียบมาตราอื่นๆ เปน มาตราที่มีการรายงานมากที่สุดในฐานขอมูลแผนดินไหว เดิม เนื่องจากตองการเปลี่ยนแปลงหรือรบกวน ฐานขอมูลแผนดินไหวเดิมใหนอยที่สุด หรือ 2) ปรับเทียบมาตราอื่นๆ ใหเปนมาตรา Mw ซึ่งในทาง ทฤษฏีและที่มาของการประเมิน Mw เปนมาตราการ ประเมินขนาดแผนดินไหวเพียงมาตราเดียวซึ่งประเมิน จากพื้นที่ปริแตกและปริมาณการเลื่อนตัวของรอยเลื่อน ซึ่งสื่อถึงความเคนทางธรณีแปรสัณฐานที่รอยเลื่อน ปลดปลอยออกมาอยางแทจริง (Hank และ Kanamori, 1979) โดยหลังจากการปรับเทียบมาตราขนาด แผนดินไหว ฐานขอมูลแผนดินไหวดังกลาวจะรายงาน ขนาดแผนดินไหวจากมาตราขนาดแผนดินไหวเดียวกัน
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 33 (ก) ความสัมพันธระหวาง Mw-mb (ข) ความสัมพันธระหวาง Mw-Ms (ค) ความสัมพันธระหวาง mb-ML (ง) ความสัมพันธระหวาง Ms -ML รูป 2.6. กราฟแสดงความสัมพันธระหวางมาตราขนาดแผนดินไหวตางๆ ในภูมิภาคอาเซียนแผนดินใหญ วิเคราะหจาก ฐานขอมูลแผนดินไหวที่บันทึกโดยหนวยงาน TMD (Pailoplee, 2014c)
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 34 จากการศึกษาฐานขอมูลแผนดินไหวระดับโลก (Aki, 1956) และระดับทองถิ่น (Knopoff, 1964) พบวาฐานขอมูลแผนดินไหวดังกลาวประกอบดวยกลุม แผนดินไหว (earthquake cluster) ของ 1) แผนดินไหวนํา 2) แผนดินไหวหลักและ 3) แผนดินไหว ตาม (รูป 2.7) โดยแผนดินไหวหลักเกิดจากความเคน ทางธรณีแปรสัณฐานโดยตรง ในขณะที่แผนดินไหวนํา เกิดจากการเตรียมตัวกอนเกิดแผนดินไหวหลัก สวน แผนดินไหวตามเกิดจากความเคนที่ถายเทมาจากการ เลื่อนตัวของพื้นที่หรือรอยเลื่อนเมื่อเกิดแผนดินไหวหลัก ในแตละเหตุการณ ดังนั้นกอนนําฐานขอมูลแผนดินไหว มาประเมินพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับ กระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน จึงจําเปนตองจัดกลุม แผนดินไหว และกําจัดขอมูลแผนดินไหวนําและ แผนดินไหวตามออกจากฐานขอมูลแผนดินไหว เพื่อให เปนฐานขอมูลแผนดินไหวหลักที่สื่อถึงพฤติกรรมการ เกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปร สัณฐานอยางแทจริง ในทางธรณีแปรสัณฐาน แผนดินไหวหลัก ขนาดเล็กเกิดจากการเลื่อนตัวเล็กนอยของรอยเลื่อน ความเคนทางธรณีแปรสัณฐานที่เกิดจากการเลื่อนตัว ของรอยเลื่อนดังกลาวจึงถายเทไปในพื้นที่จํากัดและใช เวลาสั้นเพื่อคลายความเคนในรูปแบบของแผนดินไหว ตาม สวนในกรณีของแผนดินไหวหลักขนาดใหญ รอย เลื่อนเลื่อนตัวมาก ความเคนที่เกิดจากการเลื่อนตัวแผ ขยายครอบคลุมพื้นที่กวางและใชเวลายาวนานในการ คลายความเคนทั้งหมด เชน ในกรณีของแผนดินไหว หลักขนาด 9.0 Mw ทางตอนเหนือของเกาะสุมาตรา เมื่อวันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 เกิดแผนดินไหว ตามยาวนาน 13 สัปดาหหลังจากเกิดแผนดินไหวหลัก ครอบคลุมพื้นที่จากนอกชายฝงทางตะวันตกของเกาะสุ มาตราไปถึงหมูเกาะนิโคบาร (รูป 2.8) รูป 2.7. กราฟแสดงลําดับการเกิดแผนดินไหวของกลุมแผนดินไหวที่เกิดขึ้นในชวงวันที่ 9-23 เดือนมีนาคม ค.ศ. 2011 บริเวณนอกชายฝงเมืองโทโฮกุ ประเทศญี่ปุน โดยแผนดินไหวหลักมีขนาด 8.9 Mw (www.colorado.edu) 3 การจัดกลุมแผนดินไหว (Earthquake Clustering)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 35 รูป 2.8. แผนที่ทะเลอันดามันและพื้นที่ขางเคียงแสดงจุด ศูนยกลางแผนดินไหวขนาด 9.0 Mw เมื่อวันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 และการกระจาย ตัวของแผนดินไหวตาม (Lay และคณะ, 2005) สืบเนื่องจากกระบวนการเกิดกลุมแผนดินไหว ดังที่อธิบายในขางตน นักแผนดินไหวจึงสามารถจัดกลุม แผนดินไหวในทางสถิติไดโดยพิจารณาจาก 3 เงื่อนไข คือ 1) ขนาดแผนดินไหว 2) ระยะทางระหวางจุด ศูนยกลางแผนดินไหว และ 3) ความแตกตางของเวลา เกิดแผนดินไหว โดยปจจุบันแบบจําลองการจัดกลุม แผนดินไหวดวยเงื่อนไขขนาด ระยะทางและชวงเวลา มี การนําเสนอ 3 แบบจําลอง คือ 1) Gardner และ Knopoff (1974) 2) Gruenthal (ติดตอสวนตัว) และ 3) Uhrhammer (1986) (รูป 2.9ก) โดยเสนสีตางๆ คือ กรอบระยะทาง (หนวย กิโลเมตร) และกรอบเวลา (หนวย วัน) ของแตละแบบจําลอง ซึ่งหากแผนดินไหว 2 เหตุการณ ที่พิจารณามีความแตกตางของระยะทางใกล กวาหรือต่ํากวาเสนสีที่กําหนดของกราฟแสดงระยะทาง และมีความแตกตางของชวงเวลาเกิดแผนดินไหวสั้น หรือต่ํากวาเสนสีที่กําหนดของกราฟแสดงเวลา นัก แผนดินไหวประเมินวาเปนแผนดินไหวกลุมเดียวกัน และแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดในแตละกลุมจะถูก คัดเลือกเปนแผนดินไหวหลัก ซึ่งจากการศึกษางานวิจัย ในอดีตเกี่ยวกับการจัดกลุมแผนดินไหวในภูมิภาค อาเซียน พบวาแบบจําลองที่นาเชื่อถือที่สุด คือ Gardner และ Knopoff (1974) รูป 2.9ข แสดงผลการจัดกลุมแผนดินไหวใน ภูมิ ภ า ค อ า เ ซี ย นแ ผนดิ นใหญ (Pailoplee แ ล ะ Choowong, 2014) ตามแบบจําลองของ Gardner และ Knopoff (1974) ซึ่งผลการวิเคราะหขอมูลแผนดินไหว ทั้งหมด 29,990 เหตุการณ สามารถจัดกลุมแผนดินไหว ได 1,578 กลุมแผนดินไหว และคัดกรองแผนดินไหวนํา หรือแผนดินไหวตามได 26,264 เหตุการณ (87.6%) ของแผนดินไหวทั้งหมดที่พิจารณา และประเมินวามี เหตุการณแผนดินไหวหลัก 3,726 เหตุการณ (12.4%) นอกจากนี้รูป 2.10 แสดงการกระจายตัวของ ขอมูลแผนดินไหวกอนและหลังการจัดกลุมแผนดินไหว และคัดเลือกแผนดินไหวหลัก พบวาแผนดินไหวที่เกิดใน พื้นที่ชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมา สวน ใหญเปนแผนดินไหวหลัก ในขณะที่บริเวณเขตมุดตัวของ เปลือกโลกสุมาตรา-อันดามันสวนใหญเปนแผนดินไหว นําหรือแผนดินไหวตามซึ่ง Pailoplee และ Choowong (2014) สรุปวาแผนดินไหวหลักที่เกิดในพื้นที่ชายแดน ภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมา สวนใหญเปน แผนดินไหวขนาดเล็กจึงไมพบแผนดินไหวนําหรือ แผนดินไหวตามอยางชัดเจน ในขณะที่เขตมุดตัวของ เปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน มักจะเกิดแผนดินไหว ขนาดใหญ ทําใหเกิดแผนดินไหวนําหรือตามเปนจํานวน มาก (รูป 2.8 และ 2.10)
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 36 รูป 2.9. กราฟแสดง (ก) แบบจําลองการจัดกลุมแผนดินไหวจากกลุมวิจัยตางๆ (Wiemer, 2001) (ข) ผลการจัดกลุม แผนดินไหว ตามแบบจําลองของ Gardner และ Knopoff (1974) จากขอมูลแผนดินไหวที่เคยเกิดขึ้นใน ภูมิภาคอาเซียนแผนดินใหญ (Pailoplee และ Choowong, 2014) สืบเนื่องจากการเคลื่อนที่ของแผนเปลือกโลกใน ในปจจุบันมีพฤติกรรมที่คงที่ทั้งทิศทางและอัตราการ เคลื่อนที่ (รูป 1.1) นักแผนดินไหวจึงตั้งสมมุติฐานวา อัตราการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทาง ธรณีแปรสัณฐานในชวงเวลา 50-60 ป ของฐานขอมูล แผนดินไหวที่ตรวจวัดไดจากเครื่องมือตรวจวัด แผนดินไหวจึงควรคงที่เชนกัน ดังนั้นหากพิจารณาอัตรา การเกิดแผนดินไหวในรูปแบบของจํานวนแผนดินไหวที่ สะสม (cumulative number of earthquake) เพิ่มขึ้น ในแตละป กราฟแสดงจํานวนแผนดินไหวสะสมจึงควร เปนเสนตรงเฉียงขึ้น (รูป 2.11) จากรูป 2.11 แสดงตัวอยางการเปรียบเทียบ จํานวนแผนดินไหวสะสมของฐานขอมูลแผนดินไหวใน ภูมิภาคอาเซียนแผนดินใหญที่ผานกระบวนการปรับปรุง ฐานขอมูลแผนดินไหวตามขั้นตอนตางๆ (Pailoplee, 2014c) ดังที่อธิบายในขางตน โดยในกรณีของขอมูล แผนดินไหวหลังจากผานขั้นตอนการปรับเทียบมาตรา ขนาดแผนดินไหว แตประกอบดวยขอมูลแผนดินไหวนํา และแผนดินไหวตามรวมกับขอมูลแผนดินไหวหลัก จึงทํา ใหกราฟจํานวนแผนดินไหวสะสมไมเปนเสนตรง (รูป 2.11ก) ในขณะที่กราฟจํานวนแผนดินไหวสะสมจาก ฐานขอมูลแผนดินไหวหลักที่ผานการกําจัดแผนดินไหว นําและแผนดินไหวตาม เขาใกลความเปนเสนตรงมากขึ้น แตยังไมเปนเสนตรงอยางแทจริง (รูป 2.11ข) นัก แผนดินไหวจึงตั้งสมมุติฐานวาฐานขอมูลแผนดินไหวหลัก ดังกลาวยังไมสื่อถึงพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่ สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานอยางแทจริง ซึ่งในเวลาตอมา นักแผนดินไหวพบวาความไมสมบูรณ ของฐานขอมูลแผนดินไหวดังกลาวมีสาเหตุจาก 1) การ ปนเปอนของขอมูลแผนดินไหวที่เกิดจากกิจกรรมมนุษย และ 2) การเปลี่ยนแปลงระบบตรวจวัดแผนดินไหว
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 37 รูป 2.10. แผนที่ภูมิภาคอาเซียนแผนดินใหญแสดงการกระจายตัวของขอมูลแผนดินไหวในกรณีของกอน (วงกลมสีน้ํา เงิน) และหลัง (วงกลมสีแดง) การจัดกลุมแผนดินไหวและคัดเลือกแผนดินไหวหลัก (Pailoplee และ Choowong, 2014)
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 38 รูป 2.11. กราฟแสดงจํานวนแผนดินไหวสะสมในแตละขั้นตอนการปรับปรุงฐานขอมูลแผนดินไหว (ก-ข) ขอมูล แผนดินไหวกอนและหลังการจัดกลุมแผนดินไหวและคัดเลือกแผนดินไหวหลัก (ค) ขอมูลแผนดินไหว หลังจากกําจัดการปนเปอนของขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษยและการเปลี่ยนแปลงระบบตรวจวัด แผนดินไหว (Pailoplee, 2014c) นักแผนดินไหวพบวานอกจากกระบวนการทาง ธรณีแปรสัณฐาน กิจกรรมบางอยางของมนุษยยัง สามารถเหนี่ยวนําใหเกิดแผนดินไหวได เชน การทดสอบ ระเบิดนิวเคลียรหรือการระเบิดเพื่อทําเหมืองแร (รูป 2.12) ซึ่งหากมีขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย ดังกลาวปนเปอนอยูในฐานขอมูลแผนดินไหว มักจะทํา ใหการวิเคราะหพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธ กับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานมีความคลาดเคลื่อน เชน การประเมินพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหวขนาด ใหญในอนาคตจากการวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงอัตรา การเกิดแผนดินไหว ซึ่งนักแผนดินไหวหลายกลุม (Zuniga และ Wyss, 1995; Toda และคณะ, 1998; Zuniga และ Wiemer, 1999) รายงานการปนเปอนของ ขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษยในบางชวงเวลาและ บางพื้นที่ศึกษา ทําใหการวิเคราะหการเปลี่ยนแปลง อัตราการเกิดแผนดินไหวทั้งในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ไม สัมพันธกับพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่ เกิดขึ้นในเวลาตอมา และไมสามารถใชหลักการ เปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดแผนดินไหว (ดูรายละเอียดใน บทที่ 5) เพื่อประเมินพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหว ขนาดใหญในอนาคตได 4 แผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย (Man-made Earthquake)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 39 รูป 2.12. (ก) ภาพถายดาวเทียมแสดงเนินดินที่เกิดจากการทดสอบระเบิดนิวเคลียรในประเทศสหรัฐอเมริกา (ข) การ ระเบิดเพื่อทําเหมืองแรในประเทศสวีเดน นอกจากนี้Wiemer และ Wyss (1997) และ Wiemer และ Katsumata (1999) ใชขอมูลแผนดินไหว วิเคราะหคา b ซึ่งเปนคาคงที่จากสมการความสัมพันธ ระหวางความถี่ของการเกิดแผนดินไหวและขนาด แผนดินไหว (ดูรายละเอียดในบทที่ 3) เพื่อประเมินความ เคนทางธรณีแปรสัณฐานในพื้นที่ศึกษา ผลการศึกษาบงชี้ วาคา b สวนใหญมีคา > 1.5 ซึ่งถือวาสูงกวาความเปน จริง เนื่องจากในทางทฤษฏี คา b สวนใหญของขอมูล แผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปร สัณฐานมีคา ≤ 1.0 ซึ่งทั้ง Wiemer และ Wyss (1997) และ Wiemer และ Katsumata (1999) พบวา ฐานขอมูลแผนดินไหวที่นํามาใชในการวิเคราะหคา b ปนเปอนดวยแผนดินไหวขนาดเล็กที่เกิดจากการระเบิด เพื่อทําเหมืองแรในพื้นที่ศึกษา ดังนั้น นักแผนดินไหวจึงพยายามคิดคนและ นําเสนอแนวคิดในการคัดกรองและกําจัดขอมูล แผนดินไหวจ ากกิจกรรมมนุษยออกจากขอมูล แผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปร สัณฐาน เชน Musil และ Plesinger (1996) เปนกลุม วิจัยแรกที่นําเสนอแนวคิดการคัดกรองขอมูลแผนดินไหว จากกิจกรรมมนุษยออกจากขอมูลแผนดินไหวที่สัมพันธ กับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน โดยเลือกใชความ แตกตางของรูปแบบคลื่นไหวสะเทือนเปนหลัก อยางไรก็ ตาม ในทางปฏิบัติมีการตรวจวัดและบันทึกขอมูล แผนดินไหวจํานวนมากอยางตอเนื่อง นักแผนดินไหวจึง ไมสามารถจําแนกรูปแบบคลื่นไหวสะเทือนไดครบทุก เหตุการณ นอกจากนี้นักแผนดินไหวในทวีปยุโรปได นําเสนอวาควรใชความลึกของแผนดินไหวเปนเกณฑใน การจําแนก เนื่องจากประเมินวาแผนดินไหวที่สัมพันธกับ กระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานสามารถเกิดขึ้นไดหลาย ความลึก ในขณะที่แผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษยมักจะ เกิดที่ระดับตื้นมาก แตในทางปฏิบัติของการวิเคราะห ความลึกแผนดินไหวก็มีความคลาดเคลื่อนในการ วิเคราะหเชนกัน โดยเฉพาะแผนดินไหวขนาดเล็กที่เกิด จากการระเบิดซึ่งมีคลื่นไมชัดเจน ซึ่งดวยขอจํากัดในทาง ปฏิบัติดังกลาว นักแผนดินไหวจึงพยายามคิดคนและ นําเสนอแนวคิดทางสถิติเพื่อจําแนกขอมูลแผนดินไหว จากกิจกรรมมนุษยออกจากขอมูลแผนดินไหวจาก กระบวนการทางธรรมชาติอื่นๆ Rydelek และ Sacks (1992) นําเสนอวา แผนดินไหวจากการระเบิดเพื่อทําเหมืองแรซึ่งเปน กิจกรรมมนุษยมักจะเกิดในชวงเวลากลางวัน ดังนั้นหาก
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 40 พิจารณาจํานวนแผนดินไหวในแตละชวงเวลา (ชั่วโมง ของวัน) จะพบวาในบริเวณที่มีกิจกรรมการระเบิดเพื่อทํา เหมืองแร อัตราการเกิดแผนดินไหวในเวลากลางวันจะสูง กวาในเวลากลางคืน (รูป 2.13ก) รูป 2.13. กราฟแสดงจํานวนแผนดินไหวที่เกิดในแตละชั่วโมงของวัน (0 หมายถึง เที่ยงคืน) จากฐานขอมูล แผนดินไหวประเทศสวิตเซอรแลนดในชวงป ค.ศ. 1980-1998 (ก) ขอมูลแผนดินไหวแสดงอัตราการเกิด แผนดินไหวสูงในชวงเวลากลางวัน (เวลา 9:00 น.-17: 00 น.) (ข) ขอมูลแผนดินไหวแสดงอัตราการเกิด แผนดินไหวต่ําในชวงเวลากลางวันหลังจากกําจัดขอมูลแผนดินไหวที่ประเมินวาเกิดจากการระเบิดเพื่อทํา เหมืองแร (Wiemer และ Baer, 2000) ในเวลาตอมา Wyss และ Wiemer (1997) จึง นําเสนอวิธีคัดกรองและกําจัดขอมูลแผนดินไหวจาก กิจกรรมมนุษยจากการวิเคราะหอัตราสวนของอัตราการ เกิดแผนดินไหวในชวงเวลากลางวัน-กลางคืน (Rq) ตาม แนวคิดของ Rydelek และ Sacks (1992) ดังแสดงใน สมการ (2.1) n d d n q N L N L R . . สมการ (2.1) กําหนดใหNd และ Nn คือ จํานวนแผนดินไหว ที่เกิดในชวงเวลากลางวันและกลางคืน ตามลําดับ และ Ld และ Ln คือ จํานวนชั่วโมงในแตละชวงเวลากลางวัน และกลางคืน โดย Ld + Ln = 24 ชั่วโมง ขั้นตอนที่ 1 จากฐานขอมูลแผนดินไหวที่ใชใน การวิเคราะห คัดเลือกขอมูลแผนดินไหวที่ใกลเคียงพื้นที่ ศึกษา มากที่สุดจํานวน N เหตุการณ (N = Nd + Nn) และวิเคราะหคา Rq ตามสมการ (2.1) หลังจากนั้น ปรับเปลี่ยนคา N ในชวงตางๆ ที่พิจารณาและวิเคราะห คา Rq ซึ่งจากการศึกษาของ Baer และคณะ (1997) กําหนดใหคา N อยูในชวง 50-400 เหตุการณ และ เพิ่มขึ้นครั้งละ 50 เหตุการณจึงวิเคราะหคา Rq ได 8 คาที่สัมพันธกับคา N ที่แตกตางกัน