วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 41 ขั้นตอนที่ 2 วิเคราะหคา Rq จากฐานขอมูล แผนดินไหวที่สังเคราะหขึ้นดวยวิธีการสุม (stochastic) จํานวน 1,000,000 ฐานขอมูล (Baer และคณะ, 1997) โดยปรับเปลี่ยนคา N ในชวงตางๆ ที่พิจารณา หลังจาก นั้นประเมินโอกาสเกิดคา Rq ในแตละคา N ที่ปรับ เปลี่ยนไป (หนวย %) ซึ่งผลการวิเคราะหแสดงอยูใน รูปแบบของกราฟแสดงความสัมพันธระหวางคา Rq และ คา N ดังแสดงในรูป 2.14 รูป 2.14. กราฟแสดงความสัมพันธระหวางคา Rq และ คา N วิเคราะหที่โอกาส (หนวย %) ของคา Rq ที่แตกตางกัน (Baer และคณะ, 1997) ขั้นตอนที่ 3 เปรียบเทียบคา Rq ที่วิเคราะหได จากฐานขอมูลแผนดินไหวในขั้นตอนที่ 1 และคา Rq ที่ วิเคราะหไดจากฐานขอมูลแผนดินไหวที่เกิดจากการสุม (รูป 2.14) เชน หากคา Rq จริงมีโอกาส 99% หมายถึง มีโอกาส 99% ที่ขอมูลแผนดินไหวดังกลาวอาจถูก ปนเปอนดวยขอมูลแผนดินไหวที่เกิดจากการสุมหรือ กิจกรรมมนุษย ซึ่งในการกําจัดขอมูลแผนดินไหวจาก กิจกรรมมนุษยดังกลาว Baer และคณะ (1997) นําเสนอ ใหกําจัดขอมูลแผนดินไหวที่เกิดในชวงเวลากลางวันของ พื้นที่ศึกษาทั้งหมด (รูป 2.13ข) ซึ่งอาจมีแผนดินไหวจาก ธรรมชาติบางเหตุการณที่เกิดในเวลากลางวันถูกกําจัด เชนกัน แตถือวาเปนสวนนอยเมื่อเปรียบเทียบกับ ผลกระทบที่อาจสงผลกระทบตอการวิเคราะหดานวิทยา คลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ ในสวนของการวิเคราะหการกระจายตัวเชิง พื้นที่ของคา Rq นักแผนดินไหวแบงพื้นที่ศึกษาออกเปน พื้นที่ยอย (gridding) และในแตละพื้นที่ยอยวิเคราะหคา Rq ตามขั้นตอนที่ 1-3 ดังที่อธิบายในขางตน และสราง แผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา Rq จากคา N ใดๆ ซึ่งมีประโยชนตอการระบุตําแหนงเหมืองแรที่มีการ ระเบิดเพื่อทําเหมืองแรหรือพื้นที่ทดสอบระเบิดนิวเคลียร โดยไมตองจําแนกรูปแบบคลื่นไหวสะเทือนในทุก เหตุการณแผนดินไหวตามที่ Musil และ Plesinger (1996) นําเสนอไว และเพื่อที่จะประเมินความนาเชื่อถือ ของวิธีคัดกรองและกําจัดขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรม มนุษยBaer และคณะ (1997) ไดวิเคราะหฐานขอมูล แผนดินไหวจาก 2 พื้นที่ศึกษา คือ 1) ฐ า น ข อ มู ล แ ผ น ดิ น ไ ห ว ป ร ะ เ ท ศ สวิตเซอรแลนด ประกอบดวยขอมูลแผนดินไหว ประมาณ 5,500 เหตุการณ บันทึกในชวงป ค.ศ. 1980- 1998 โดย Baer และคณะ (1997) วิเคราะหการ กระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา Rq ในทุกพื้นที่ยอยขนาด 1 0x10 ต า ร า ง กิ โ ล เ ม ต ร ค ร อ บ ค ลุ ม ป ระ เ ท ศ สวิตเซอรแลนดจากคา N = 100 เหตุการณ จากรูป 2.15ก สีดําแสดงคา Rq ≥ 1.5 สอดคลองกับตําแหนง ของเหมืองแร และจากการศึกษาในรายละเอียดบงชี้วาที่ ตําแหนงเหมืองแรมีชุดขอมูลแผนดินไหวที่เกิดจากการ ระเบิดเพื่อทําเหมืองแรอยูในชวงเวลา 8:00 น.-17:59 น. (รูป 2.15ข) สวนพื้นที่ขางเคียง ไมพบความแตกตาง ระหวางอัตราการเกิดแผนดินไหวในชวงเวลากลางวันกลางคืน (รูป 2.15ค)
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 42 รูป 2.15. (ก) แผนที่สวิตเซอรแลนดแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา Rq วิเคราะหจากการใชคา N = 100 เหตุการณ ที่อยูใกลกับพื้นที่ยอยมากที่สุด (ข-ค) กราฟแสดงจํานวนแผนดินไหวที่เกิดในแตละชั่วโมงของวัน วิเคราะหจาก 2 พื้นที่ดังแสดงในรูป ก (ง) แผนที่สวิตเซอรแลนดแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา Rq หลังจากกําจัดขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย (Baer และคณะ, 1997) ผลจากการคัดกรองและกําจัดขอมูลแผนดินไหว จากกิจกรรมมนุษยทําใหแผนดินไหวจํานวน 2,090 เหตุการณ ถูกกําจัดออกจากฐานขอมูลแผนดินไหวและ หลังจากการนําขอมูลแผนดินไหวที่ผานกระบวนการ กําจัดขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย มาวิเคราะห คา Rq อีกครั้ง ไมพบความแตกตางระหวางอัตราการเกิด แผนดินไหวในชวงเวลากลางวัน-กลางคืน (รูป 2.15ง) 2) ฐานขอมูลแผนดินไหวรัฐอลาสกา ประเทศ สหรัฐอเมริกา ประกอบดวยขอมูลแผนดินไหวจํานวน 25,000 เหตุการณ บันทึกในชวงป ค.ศ. 1990-1998 โดย Baer และคณะ (1997) วิเคราะหคา Rq จากคา N = 200 เหตุการณ พบคา Rq > 1.4 และ Rq > 2.5 แสดง การปนเปอนของขอมูลแผนดินไหวที่เกิดจากการระเบิด เพื่อทําเหมืองแรถานหินอูสิเบลลิ (Usibelli Coal Mine) และรอยเลื่อนดีนาลี (Denali Fault; Burkett และคณะ, 2016) ตามลําดับ (รูป 2.16) และจากการประเมินโอกาส หรือความเปนไปได พบวาพื้นที่ดังกลาวมีโอกาส 90% ที่ ขอมูลแผนดินไหวดังกลาวอาจ ถูกปนเปอนดวย แผนดินไหว 1,570 เหตุการณ ที่เกิดจากการสุมหรือ กิจกรรมมนุษย
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 43 รูป 2.16. (ก) แผนที่รัฐอลาสกาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา Rq วิเคราะหจากการใชคา N = 200 เหตุการณ ที่อยูใกลกับพื้นที่ยอยมากที่สุด (ข-ค) กราฟแสดงจํานวนแผนดินไหวที่เกิดในแตละชั่วโมงของวันซึ่งวิเคราะห จากขอมูลแผนดินไหวที่เกิดขึ้นในบริเวณรอยเลื่อนดีนาลีและเหมืองแรถานหินอูสิเบลลิ ตามลําดับ(Baer และคณะ, 1997) นอกจากนี้ Baer และคณะ (1997) วิเคราะหคา b จากสมการความสัมพันธระหวางความถี่ของการเกิด แผนดินไหวและขนาดแผนดินไหว โดยใชฐานขอมูล แผนดินไหวกอนและหลังการคัดกรองและกําจัดขอมูล แผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย พบวาฐานขอมูล แผนดินไหวกอนการคัดกรองมีคา b > 1.0 โดยเฉพาะ พื้นที่ใกลเหมืองแรถานหินอูสิเบลลิ ในขณะที่ฐานขอมูล แผนดินไหวหลังการคัดกรองมีคา b ≤ 1.0 สอดคลองกับ ทฤษฏีคา b ของแผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการ ทางธรณีแปรสัณฐาน (ดูรายละเอียดในบทที่ 3) อยางไรก็ตามถึงแมวาการวิเคราะหคา Rq จะมี ประสิทธิภาพสูงและใชเวลาสั้นในการคัดกรองและกําจัด ขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย แตนักแผนดินไหว หลายกลุมประเมินวาวิธีการดังกลาวไมสามารถคัดกรอง และกําจัดขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษยได 100% ซึ่งหากตองการศึกษาในรายละเอียดควรคัดเลือกขอมูล แผนดินไหวบางเหตุการณมาวิเคราะหรูปแบบคลื่นไหว สะเทือน (Musil และ Plesinger, 1996) เพื่อยืนยัน ความถูกตองแมนยําของการวิเคราะหคา Rq
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 44 นอกจากการปนเปอนของขอมูลแผนดินไหว จากกิจกรรมมนุษยนักแผนดินไหว (Reasenberg และ Simpson, 1992; Dieterich และ Okubo, 1996; Wyss และ Martyrosian, 1998) พบวาฐานขอมูล แผนดินไหวยังไดรับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลง ระบบตรวจวัดแผนดินไหวในหลายสาเหตุ ไดแก 1) การเปลี่ยนแปลงเครือขายตรวจวัด แผนดินไหว (detection change) การเพิ่มจํานวน เครือขายตรวจวัดแผนดินไหวทําใหสามารถตรวจวัด แผนดินไหวขนาดเล็กไดมากขึ้น เชน ป ค.ศ. 1964 มีการ ติดตั้งเครือขายตรวจวัดแผนดินไหว World-Wide Standardized Seismographic Network (WWSSN) ทําใหฐานขอมูลแผนดินไหวจากหนวยงาน NEIC มีอัตรา การตรวจวัดแผนดินไหวเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะแผนดินไหว ขนาดเล็ก นอกจากนี้บางพื้นที่ยังพบวามีอัตราการ ตรวจวัดแผนดินไหวลดลงซึ่งสัมพันธกับการปดการใช งานบางเครือขายตรวจวัดแผนดินไหว 2) การเปลี่ยนแปลงการรายงานขอมูล แผนดินไหว (report change) ตรวจพบและนําเสนอ โดย Habermann และ Wyss (1984) จากการศึกษา พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวในรัฐแคลิฟอรเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยเกิดจากขอมูลแผนดินไหวบาง เหตุการณที่ไมมีรายงานขนาดแผนดินไหว ซึ่งมักจะพบ ในชวงเริ่มตนของฐานขอมูลแผนดินไหวและฐานขอมูล แผนดินไหวระยะไกล เชน การเพิ่มเครือขายตรวจวัด แผนดินไหวของประเทศชิลีในชวงป ค.ศ. 1976-1977 ทําใหเครือขายตรวจวัดแผนดินไหวหนาแนนขึ้น ตรวจวัด แผนดินไหวไดมากขึ้น แตเนื่องจากแผนดินไหวสวนใหญ เกิดใกลกับเครือขายตรวจวัดแผนดินไหว (เนื่องจาก เครือขายตรวจวัดแผนดินไหวหนาแนนขึ้น ดังที่อธิบายใน ขางตน) ทําใหหลังจากนั้น เครือขายตรวจวัดแผนดินไหว ของประเทศชิลีไมรายงานขนาดแผนดินไหวดวยมาตรา ขนาดแผนดินไหว mb ซึ่งเปนมาตราที่เหมาะสมกับการ รายงานแผนดินไหวระยะไกล ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของ เครือขายตรวจวัดแผนดินไหวจึงทําใหมีการรายงาน แผนดินไหวเพิ่มขึ้นแตรายงานขนาดแผนดินไหวดวย มาตรา mb นอยลง (รูป 2.17) รูป 2.17. กราฟแสดงจํานวนแผนดินไหวสะสมจาก ฐานขอมูลแผนดินไหวประเทศชิลี ซึ่งไดรับ ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงการรายงาน มาตราขนาดแผนดินไหว (Habermann, 1987) 5 การเปลี่ยนแปลงระบบตรวจวัด (Detection-system Change)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 45 รูป 2.17 แสดงจํานวนแผนดินไหวสะสมที่ เพิ่มขึ้นตามเวลาจากฐานขอมูลแผนดินไหวประเทศชิลี กราฟบน คือ ขอมูลแผนดินไหวขนาด ≤ 4.6 mb จํานวน 911 เหตุการณ กราฟกลาง คือ ขอมูลแผนดินไหวขนาด ≥ 4.7 mb จํานวน 665 เหตุการณ และกราฟลาง คือ ขอมูลแผนดินไหวที่ไมรายงานขนาดแผนดินไหวดวย มาตรา mb จํานวน 3,162 เหตุการณ บงชี้วาในชวงป ค.ศ. 1970-1980 หลังจากมีการติดตั้งเครือขายตรวจวัด แผนดินไหวเพิ่มขึ้น พบการเพิ่มขึ้นของขอมูลแผนดินไหว ที่ไมรายงานขนาดแผนดินไหวดวยมาตรา mb (กราฟ ลาง) และมีการลดลงของขอมูลแผนดินไหวขนาดเล็ก (กราฟบน) และมีเพียงขอมูลแผนดินไหวขนาด ≥ 4.7 mb (กราฟกลาง) ที่รายงานดวยอัตราคงที่อยางตอเนื่อง (รูป 2.17) 3) การเปลี่ยนแปลงวิธีการประเมินขนาด แผนดินไหว (magnitude change) ตรวจพบจาก การศึกษาฐานขอมูลแผนดินไหวบริเวณตอนกลางของรัฐ แคลิฟอรเนีย (Habermannและ Wyss, 1984) โดยเกิด จากการปรับเปลี่ยนรูปแบบหรือซอฟแวรในการประเมิน ขนาดแผนดินไหว ทําใหขนาดแผนดินไหวที่ประเมินได เปลี่ยนแปลงไปอยางเปนระบบ (รายงานขนาด แผนดินไหวใหญขึ้นหรือเล็กลงประมาณ 0.1-0.5 Mw) ทําใหมีการเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดแผนดินไหว แตไม มีนัยสําคัญทางธรณีแปรสัณฐาน เชนเดียวกับปญหาการ ปนเปอนของขอมูลแผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษย (Zuniga และ Wiemer, 1999) สืบเนื่องจาก Habermann (1983; 1987) ได นําเสนอหลักการวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิด แผนดินไหว (ดูรายละเอียดในบทที่ 5) และเพื่อที่จะ วิเคราะหและกําจัดปญหาทั้งการปนเปอนของขอมูล แผนดินไหวจากกิจกรรมมนุษยและการเปลี่ยนแปลง ระบบตรวจวัดแผนดินไหวดังกลาว Wiemer (2001) ได นําเสนอวิธี Genetic Network Analysis System (GENAS) ซึ่งพัฒนาจากหลักการของ Habermann (1983; 1987) เพื่อวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงอัตราการ เกิดแผนดินไหวในแตละชวงขนาดแผนดินไหวและ ชวงเวลาการบันทึกขอมูลแผนดินไหว รูป 2.18 แสดงตัวอยางผลการวิเคราะห GENAS ของขอมูลแผนดินไหวในภูมิภาคอาเซียน แผนดินไหวใหญของหนวยงาน TMD (Pailoplee, 2014c) โดยแสดงในรูปแบบของความสัมพันธระหวาง ชวงเวลาการบันทึกขอมูลแผนดินไหว (แกน Y) และ ขนาดแผนดินไหว (แกน X) จากรูป 2.18 บงชี้วาฐานขอมูลแผนดินไหวของ หนวยงาน TMD มีการเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิด แผนดินไหว (หรืออัตราการตรวจวัดแผนดินไหว) หลาย ชวงเวลา เชน ป ค.ศ. 1998.31 และ ค.ศ. 2009.01 มี การเปลี่ยนแปลงอัตราการตรวจวัดแผนดินไหวที่มีขนาด ≤ 4.0 Mw นอกจากนี้ในชวงป ค.ศ. 1998.50 ค.ศ. 1999.21 ค.ศ. 1999.95 ค.ศ. 2005.82 และป ค.ศ. 2007.80 พบการเปลี่ยนแปลงอัตราการตรวจวัด แผนดินไหวที่มีขนาด ≤ 3.0 Mw (รูป 2.18) บงชี้วามีการ เปลี่ยนแปลงระบบตรวจวัดแผนดินไหวบางอยางที่สงผล กระทบตออัตราการตรวจวัดแผนดินไหว ซึ่งการ เปลี่ยนแปลงดังกลาวอาจสงผลกระทบตอการวิเคราะห ดานวิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติได อยางไรก็ตามจากรูป 2.18 พบวาในชวงป ค.ศ. 1998.31–2009.01 ไมมีการเปลี่ยนแปลงอัตราการ ตรวจวัดแผนดินไหวขนาด > 3.0 Mw ดังนั้น Pailoplee (2014c) จึงคัดเลือกชวงขอมูลแผนดินไหวขนาดดังกลาว เปนฐานขอมูลแผนดินไหวที่ไมไดรับผลกระทบจากการ เปลี่ยนแปลงระบบตรวจวัดแผนดินไหว และเมื่อนํา ฐานขอมูลแผนดินไหวดังกลาวมาสรางกราฟจํานวน แผนดินไหวสะสม พบวามีความเปนเสนตรงสูง (รูป 2.11
บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 46 ค) จึงอนุมานวาฐานขอมูลแผนดินไหวของหนวยงาน TMD ขนาด > 3.0 Mw ที่บันทึกในชวงป ค.ศ. 1998.31– 2009.01 มีความสมบูรณในทางสถิติและสื่อถึงพฤติกรรม การเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทางธรณี แปรสัณฐานอยางแทจริง รูป 2.18. กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงอัตราการตรวจวัดและบันทึกขอมูลแผนดินไหวในแตละชวงเวลาและขนาด แผนดินไหว ตามแนวคิดของ Habermann (1983; 1987) วิเคราะหจากขอมูลแผนดินไหวในภูมิภาค อาเซียนแผนดินไหวใหญของหนวยงาน TMD (Pailoplee, 2014c) วงกลม คือ อัตราการเกิดแผนดินไหว เพิ่มขึ้น กากบาท คือ อัตราการเกิดแผนดินไหวลดลง ขนาดของวงกลมและกาบาทแสดงปริมาณการ เปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดแผนดินไหว
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 2 ฐานขอมูลแผนดินไหวและความสมบูรณ 47 [1] Pailoplee, S. 2014c. Earthquake Catalogue of the Thailand Meteorological Department-A Commentary. Journal of Earthquake and Tsunami, 8(5): 1471001-1-14. [2] Gardner, J.K. and Knopoff, L. 1974. Is the Sequence of Earthquakes in Southern California, with Aftershocks Removed, Poissonian? Bulletin of the Seismological Society of America, 64(1): 363-367. [3] Wyss, M. and Wiemer, S. 1997. Two Current Seismic Quiescences within 40 km of Tokyo. Geophysical Journal International, 128: 459-473. [4] Wiemer, S. and Baer, M., 2000. Mapping and Removing Quarry Blast Events from Seismicity Catalogs. Bulletin of the Seismological Society of America, 90(2): 525-530. [5] Habermann, R.E. 1987. Man-made Changes of Seismicity Rates. Bulletin of the Seismological Society of America, 77: 141-159. [6] Zuniga, F.R. and Wiemer, S. 1999. Seismicity Patterns: Are They Always Related to Natural Causes? Pure and applied geophysics, 155: 713-726. 6 แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 48 บทที่3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว Earthquake Activity “ ในแตละพื้นที่ยอยของแหลงกําเนิดแผนดินไหวมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวเฉพาะตัว ซึ่งสามารถประเมินได จากฐานขอมูลแผนดินไหวที่มีความสมบูรณและสื่อถึงพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับกระบวนการทาง ธรณีแปรสัณฐานอยางแทจริง โดยผลการประเมินแสดงอยูในรูปแบบของ 1) แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 2) คาบอบุติซ้ําการเกิดแผนดินไหว และ 3) โอกาสเกิดแผนดินไหว ” หลังจากมีการตรวจวัดแผนดินไหวดวย เครื่องมือตรวจวัดและบันทึกขอมูลแผนดินไหวใน รายละเอียดเชิงตัวเลข นักแผนดินไหวพบวาจํานวนหรือ อัตราการเกิดแผนดินไหวโดยรวมในแตละชวงเวลาและ พื้นที่ใดๆ แผนดินไหวขนาดเล็กจะมีอัตราการเกิดสูงกวา แผนดินไหวขนาดใหญ เชน แผนดินไหวขนาด 2.0 แมกนิ จูด เกิดขึ้นทั่วโลกประมาณ 1,000,000 เหตุกาณ/ป ในขณะที่แผนดินไหวขนาด 5.0 แมกนิจูด เกิดขึ้นโดย เฉลี่ย 2,000 เหตุการณ/ป (รูป 3.1ก) ซึ่งตอมา Ishimoto และ Iida (1939) และ Gutenberg และ Richter (1944) ไดนําเสนอสมการความสัมพันธการ กระจายตัวความถี่-ขนาดแผนดินไหว (FrequencyMagnitude Distribution, FMD) หรือที่นัก แผนดินไหวบางกลุมวิจัย เรียกวา สมการกูเต็นเบิรก-ริก เตอร (Gutenberg-Richter Relationship) ดังแสดง ในสมการ (3.1) (ดูรูป 3.1ข ประกอบ) log(N M ) a bM สมการ (3.1) กําหนดให NM คือ จํานวนหรืออัตราการเกิด แผนดินไหวสะสมของแผนดินไหวขนาด ≥ M สวนคา a และคา b คือ คาคงที่มีคาบวก ซึ่งแตกตางกันในแตละ ชวงเวลาและพื้นที่ใดๆ และเปนตัวแปรสําคัญที่สื่อถึง พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 1 ความถี่-ขนาดแผนดินไหว (Frequency-Magnitude)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 49 รูป 3.1. กราฟแสดง (ก) อัตราการเกิดแผนดินไหวทั่วโลกจําแนกตามขนาดแผนดินไหว (www.geothai.net) (ข) กราฟแสดงความสัมพันธระหวางขนาดแผนดินไหว (M) และจํานวนแผนดินไหวสะสมที่มีขนาด ≥ M (NM) ในกรณีของภูมิภาคอาเซียน Pailoplee และ Choowong (2013) สรางกราฟแสดงความสัมพันธ FMD และวิเคราะหคา a และคา b ของแหลงกําเนิด แผนดินไหวสําคัญในภูมิภาคอาเซียน โดยใชขอมูล แผนดินไหวที่ผานกระบวนการปรับปรุงฐานขอมูล แผนดินไหวใหสื่อถึงพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่ สัมพันธกับกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานอยางแทจริง (ดูรายละเอียดในบทที่ 2) หลังจากนั้นจําแนกขอมูล แผนดินไหวดังกลาวตามแหลงกําเนิดแผนดินไหวตางๆ และสรางกราฟแสดงความสัมพันธ FMD ดังแสดง ตัวอยางบางแหลงกําเนิดแผนดินไหวในรูป 3.2 ซึ่งจากรูป 3.2 บงชี้วาขอมูลแผนดินไหวจากแหลงกําเนิด แผนดินไหวตางๆ สอดคลองกับสมการความสัมพันธ FMD และสามารถวิเคราะหคา a และคา b จากสวนที่ เปนเสนตรงของสมการความสัมพันธ FMD (รูป 3.2) ในทางวิทยาคลื่นไหวสะเทือน คา a (จุดตัดแกน Y ของสมการความสัมพันธ FMD) คือ จํานวนหรืออัตรา การเกิดแผนดินไหวโดยรวมจากทุกขนาดแผนดินไหว (log ของจํานวนแผนดินไหวสะสมที่มีขนาด ≥ 0 แมกนิ จูด) โดยคา a สูง/ต่ํา หมายถึง จํานวนหรืออัตราการเกิด แผนดินไหวโดยรวมสูง/ต่ํา ดังนั้นจากรูป 3.2 บงชี้วา แหลงกําเนิดแผนดินไหวในพื้นที่ชายแดนภาคเหนือของ ประเทศไทย-ลาว-พมา (a = 4.3) มีอัตราการเกิด แผนดินไหวโดยรวมสูงกวาเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุ มาตรา-อันดามันและรอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของ ประเทศพมา (a = 4.1) สวนในกรณีของคา b (ความชันของสมการ ความสัมพันธ FMD) หมายถึง สัดสวนของแผนดินไหว ขนาดใหญกวาตอแผนดินไหวขนาดเล็กกวา (รูป 3.1ข) ดังนั้นในพื้นที่ใดๆ ที่มีคา b ต่ํา บงชี้ในเบื้องตนวามี โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญสูงกวาบริเวณที่มีคา b สูง ดังนั้นจากรูป 3.2 บงชี้วาเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุ มาตรา-อันดามัน (b = 0.63) และรอยเลื่อนสะกายมี โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญสูงกวารอยเลื่อนสะกาย (b = 0.72) และพื้นที่ชายแดนภาคเหนือของประเทศ ไทย-ลาว-พมา (b = 0.80)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 50 (ก) เขตมุดตัวของเปลือกโลก สุมาตรา-อันดามัน (ข) รอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของประเทศพมา (ค) ชายแดนภาคเหนือของประเทศ ไทย-ลาว-พมา Log(NM) = 4.10-0.63M Log(NM) = 4.10-0.72M Log(NM) = 4.30-0.80M รูป 3.2. กราฟแสดงความสัมพันธ FMD วิเคราะหจากขอมูลแผนดินไหวในแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญในภูมิภาค อาเซียน (Pailoplee และ Choowong, 2013) สามเหลี่ยม คือ จํานวนแผนดินไหวในแตละขนาด M สี่เหลี่ยม คือ จํานวนแผนดินไหวสะสมของแผนดินไหวขนาด ≥ M เสนตรง คือ ความสัมพันธทาง คณิตศาสตร ประเมินจากจํานวนแผนดินไหวสะสม อยางไรก็ตามถึงแมวาแหลงกําเนิดแผนดินไหว ใดๆ จะมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวคลายกัน (Pailoplee และ Choowong, 2013) แตเนื่องจาก แหลงกําเนิดแผนดินไหวมีพื้นที่กวางและอาจไดรับความ เคนทางธรณีแปรสัณฐานที่แตกตางกันในแตละพื้นที่ยอย ภายในแหลงกําเนิดแผนดินไหว ทําใหในแตละ แหลงกําเนิดแผนดินไหวอาจมีพฤติกรรมการเกิด แผนดินไหวที่แตกตางกันในรายละเอียด เชน ตอนเหนือ ตอนกลางหรือตอนใตของเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุ มาตรา-อันดามัน อาจมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว โดยรวมคลายกัน แตแตกตางกันในรายละเอียด ดังนั้นนอกจากการประเมินพฤติกรรมการเกิด แผนดินไหวโดยรวมจากสมการความสัมพันธ FMD (รูป 3.2) นักแผนดินไหวยังสามารถประเมินการกระจายตัว เชิงพื้นที่ของพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวได จากการ แบงแหลงกําเนิดแผนดินไหวใดๆ ออกเปนพื้นที่ยอย ขนาดเทากัน และนําขอมูลแผนดินไหวที่เคยเกิดขึ้นในแต ละพื้นที่ยอยมาสรางกราฟแสดงความสัมพันธ FMD และ วิเคราะหคา a และคา b ตามลําดับ หลังจากนั้นสราง แผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของตัวแปรดังกลาว เชน แผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา a และ คา b (รูป 3.3ก-ข) รวมทั้งคาสถิติอื่นๆ ที่แสดงถึงความ แมนยําของการวิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD เชน สวนเบี่ยงเบนมาตรฐานของคา b (standard deviation, SD) และเปอรเซนตความสอดคลองระหวางขอมูล แผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะหและความสัมพันธทาง คณิตศาสตรของสมการความสัมพันธ FMD (% of goodness fit of FMD) (รูป 3.3ค-ง) (Pailoplee และ Boonchaluay, 2016)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 51 รูป 3.3. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลก (เสนทึบสีเทา) และรอยเลื่อน (เสนสีดํา) รอบหมูเกาะฟลิปปนสแสดงการ กระจายตัวเชิงพื้นที่ของ (ก) คา a (ข) คา b (ค) สวนเบี่ยงเบนมาตรฐานของคา b และ (ง) เปอรเซนตความ สอดคลองระหวางขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะหและความสัมพันธทางคณิตศาสตรของสมการ ความสัมพันธ FMD (Pailoplee และ Boonchaluay, 2016)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 52 สําหรับการวิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD ในบริเวณหมูเกาะฟลิปปนสและพื้นที่ขางเคียง Pailoplee และ Boonchaluay (2016) แบงพื้นที่ศึกษา ออกเปนพื้นที่ยอยขนาด 110x110 ตารางกิโลเมตร (ประมาณ 1 o x1o ) และใชขอมูลแผนดินไหวที่เกิดขึ้นใน แตละพื้นที่ยอยมาสรางกราฟแสดงความสัมพันธ FMD และวิเคราะหคา a และคา b รวมทั้งคาสถิติอื่นๆ (รูป 3.3) แตเนื่องจากบางพื้นที่ เชน พื้นที่โดยรอบรองลึกกน สมุทรปาลาวัน รองลึกกนสมุทรซูลูอาชิเพลาโกและตอน ใตของรองลึกกนสมุทรซูลู มีขอมูลแผนดินไหวไมเพียงพอ ตอการวิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD อยางมี นัยสําคัญ Pailoplee และ Boonchaluay (2016) จึงไม นําเสนอผลการวิเคราะหคา a และคา b รวมทั้งคาสถิติ อื่นๆ ในพื้นที่ดังกลาว จากรูป 3.3ก แสดงพื้นที่แสดงคา a สูงกวา พื้นที่ขางเคียงอยางชัดเจน (a = 4.0-5.0) จํานวน 3 พื้นที่ ไดแก 1) ทางตะวันออกของเมืองมะนิลา (Manila) 2) ตอนเหนือของเมืองดาเวา (Davao) ซึ่งมีรอยเลื่อน กระจายตัวอยูอยางหนาแนน และ 3) พื้นที่โดยรอบเมือง มานาโด (Manado) ซึ่งอยูใกลกับรองลึกกนสมุทรมินา ฮาสสาและเขตมุดตัวของเปลือกโลกซันกิลดับเบิ้ล ในขณะที่ทางตอนเหนือของ รองลึกกนสมุทรซูลูอาชิ เพลาโกแสดงคา a ต่ํา ในชวง 1.0-2.0 (รูป 3.3ก) และ หากพิจารณาคา b (รูป 3.3ข) พบวาการกระจายตัวเชิง พื้นที่ของคา b สวนใหญสอดคลองกับการกระจายตัวเชิง พื้นที่ของคา a โดยพื้นที่ซึ่งมีคา a สูง/ต่ํา จะมีคา b สูง/ ต่ํา อยางสัมพันธกัน ในสวนของความแมนยําของการวิเคราะห สมการความสัมพันธ FMD ในพื้นที่ศึกษา พบวาสวน เบี่ยงเบนมาตรฐานของคา b มีคา < 0.2 (รูป 3.3ค) บงชี้ วาทั้งคา a และคา b ที่วิเคราะหไดมีความแปรผันต่ํา นอกจากนี้เปอรเซนตความสอดคลองระหวางขอมูล แผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะหและความสัมพันธทาง คณิตศาสตรของสมการความสัมพันธ FMD (รูป 3.3ง) พบวาพื้นที่สวนใหญมีคา > 80% บงชี้วาผลการวิเคราะห ที่ไดมีความนาเชื่อเถือในทางสถิติ ในกรณีของการวิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD ของกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบที่วางตัวอยูบริเวณ ชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมา Pailoplee (2014a) ตรวจพบคา a สูงกวาพื้นที่ขางเคียง (a = 3.2- 4.1) ทางตอนเหนือของกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบ ดังกลาว ซึ่งอยูใกลกับรอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของ ประเทศพมา (รูป 3.4ก) ในขณะที่กลุมรอยเลื่อนตาม แนวราบทางตอนใต ในพื้นที่ภาคตะวันตกของประเทศ ไทยสวนใหญมีคา a ต่ํา เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ ขางเคียง (a = 1.4-2.6) ดังที่อธิบายในขางตน คา a สูง/ ต่ํา หมายถึง จํานวนหรืออัตราการเกิดแผนดินไหว โดยรวมสูง/ต่ํา ดังนั้นจากรูป 3.4ก บงชี้ในเบื้องตนวา พื้นที่ทางตอนเหนือมีอัตราการเกิดแผนดินไหวโดยรวมสูง กวาพื้นที่ทางตอนใตของกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบที่ วางตัวอยูบริเวณชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทยพมา ดังกลาว หากพิจารณาคา b (รูป 3.4ข) พบวาการ กระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b สวนใหญสอดคลองกับการ กระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา a เชนเดียวกับการวิเคราะห สมการความสัมพันธ FMD ในพื้นที่หมูเกาะฟลิปปนส (Pailoplee และ Boonchaluay, 2016) โดยพื้นที่ซึ่งมี คา a สูง/ต่ํา จะมีคา b สูง/ต่ํา อยางสัมพันธกัน นอกจากนี้จากรูป 3.4ค บงชี้วาเปอรเซนตความ สอดคลองระหวางขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะห และความสัมพันธทางคณิตศาสตรของสมการ ความสัมพันธ FMD มีคาอยูในชวง 80-100% บงชี้วาผล การวิเคราะหคา a และคา b ที่ไดมีความแมนยําและมี นัยสําคัญในทางสถิติ(Pailoplee, 2014a)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 53 รูป 3.4. แผนที่กลุมรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ (ก) คา a (ข) คา b และ (ค) เปอรเซนตความสอดคลองระหวางขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะหและ ความสัมพันธทางคณิตศาสตรของสมการความสัมพันธ FMD (Pailoplee, 2014a) จากสมการความสัมพันธ FMD ซึ่งนําเสนอโดย Ishimoto และ Iida (1939) และ Gutenberg และ Richter (1944) (สมการ (3.1)) ในเวลาตอมา Yadav และคณะ (2011) ไดประยุกตใชสมการความสัมพันธ FMD ดังกลาวเพื่อประเมินพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว ในรูปแบบตางๆ โดยปรับเทียบสมการความสัมพันธ FMD ใหอยูในรูปแบบของสมการ (3.2) ln(N m ) ln m สมการ (3.2) กําหนดให และ คือ คาคงที่ซึ่งสัมพันธ กับคา a และคา b ในรูปแบบของ (aln(10)) e และ b ln(10) โดยจากตัวแปรดังกลาว Yadav และ คณะ (2011) นําเสนอการประเมินแผนดินไหวขนาดใหญ ที่สุด ut (หนวย แมกนิจูด) ที่สามารถเกิดขึ้นไดใน ชวงเวลา t (หนวย ป) ที่พิจารณา นับตั้งแตเวลาลาสุด ของฐานขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะห ดังแสดง ในสมการ (3.3) ln( ) t t u สมการ (3.3) 0.45 0.52 0.59 0.66 0.73 0.8 0.87 0.94 1.01 1.08 1.15 กรุงเทพฯ เย ทวาย เชียงใหม เมืองปน เนยปดอว ตาก 98oE 100oE 13oN 16oN 19oN 22oN 1 2 3 4 5 6 7 9 8 2 แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (Maximum Magnitude)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 54 จากสมการ (3.3) และผลการวิเคราะหสมการ ความสัมพันธ FMD ในเชิงพื้นที่ นักแผนดินไหวหลาย กลุมนําเสนอแผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ แผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นไดใน ชวงเวลาตางๆ ที่พิจารณา ของแหลงกําเนิดแผนดินไหว สําคัญในภูมิภาคอาเซียน ไดแก 1) เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดา มัน (Sumatra-Andaman Subduction Zone) Pailoplee (2017a) วิเคราะหการกระจายตัวเชิงพื้นที่ ของคา a และคา b จากสมการความสัมพันธ FMD และ ประเมินแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได ในอีก 10 ป 30 ป และ 50 ป ตามลําดับ (รูป 3.5) โดย ผลการประเมินบงชี้วาในอีก 10 ป (รูป 3.5ก) พื้นที่สวน ใหญของเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน มี โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดประมาณ 4.6-5.2 Mw ในขณะที่บริเวณนอกชายฝงทางตะวันตกเฉียงเหนือ และนอกชายฝงทางตะวันตกของเกาะสุมาตรา ซึ่งเปนจุด ศูนยกลางแผนดินไหวขนาด 9.0 Mw เมื่อวันที่ 26 เดือน ธันวาคม ค.ศ. 2004 มีโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาด 5.8- 6.7 Mw ในอีก 10 ป (Pailoplee, 2017a) นอกจากนี้หากพิจารณาแผนดินไหวขนาดใหญ ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นไดในอีก 30 ป และ 50 ป (รูป 3.5 ข-ค) ผลการประเมินบงชี้วาบริเวณชายฝงทางตะวันตก ของประเทศพมาและตอนใตของหมูเกาะนิโคบาร มี โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาด 6.1-6.4 Mw และ 6.4-6.7 Mw ในอีก 30 ป และ 50 ป ตามลําดับ (Pailoplee, 2017a) ในขณะที่พื้นที่โดยรอบเกาะสุมาตราสามารถเกิด แผนดินไหวขนาด 7.0 Mw (รูป 3.5ค) หรือสามารถเกิด แผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw ไดเชนกัน แตเนื่องจาก ขอจํากัดทางทฤษฏีของการประยุกตใชสมการ ความสัมพันธ FMD เพื่อประเมินพฤติกรรมการเกิด แผนดินไหวขนาดใหญ ซึ่งจากการประมวลผลงานวิจัยใน อดีต Youngs และ Coppersmith (1985) สรุปวา แผนดินไหวที่มีขนาด ≥ 7.0 Mw โดยประมาณ มักจะมี พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวเฉพาะตัว ซึ่งแตกตางจาก สมการความสัมพันธ FMD เรียกวา แผนดินไหว ลักษณะเฉพาะ (characteristic earthquake) ดังนั้น Pailoplee (2017a) จึ ง ไม นํ า เ ส นอ กา รป ระเ มิ น พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw (รูป 3.5) 2) เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะ อินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain) เพื่อที่จะ ประเมินพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่อาจสงผล กระทบดานภัยพิบัติสึนามิตอแนวหมูเกาะอินโดนีเซีย Pailoplee (2017b) ประเมินแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด ที่สามารถเกิดขึ้นไดในอีก 5-50 ป จากขอมูลแผนดินไหว ที่เกิดระหวางขอบการชนกันของแผนเปลือกโลก (interplate earthquake) (รูป 3.6) ผลการประเมิน บงชี้วาพื้นที่สวนใหญตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซียมี พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวใกลเคียงกัน โดยมีโอกาส เกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดประมาณ 5.0-5.9 Mw 5.3-6.5 Mw 5.6-7.0 Mw และ 6.2-7.0 Mw หาก พิจารณาชวงเวลาเกิดแผนดินไหวในอีก 5 ป 10 ป 30 ป และ 50 ป ตามลําดับ (รูป 3.6) โดยพื้นที่ซึ่งมีพฤติกรรม การเกิดแผนดินไหวสูงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ ขางเคียง ประเมินวาอยูทางตอนใตของเมืองปาเล็มบัง (Palembang) และทางตะวันออกของเมืองปาลู (Palu) ซึ่งมีโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 5.9-7.0 Mw ในอีก 5-50 ป ในขณะที่บริเวณโดยรอบนอกชายฝงแนว หมูเกาะอินโดนีเซียมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวต่ํา ที่สุด ซึ่งสามารถเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดได ประมาณ 5.3-5.9 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.6ค) (Pailoplee, 2017b)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 55 รูป 3.5. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามันแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (หนวย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลา (ก) 10 ป (ข) 30 ป และ (ค) 50 ป (Pailoplee, 2017a) [รูป 3.6] 4 4.3 4.6 4.9 5.2 5.5 5.8 6.1 6.4 6.7 7 4 4.3 4.6 4.9 5.2 5.5 5.8 6.1 6.4 6.7 7 4 4.3 4.6 4.9 5.2 5.5 5.8 6.1 6.4 6.7 7 500 กิโลเมตร เกาะบอรเนียว หมูเกาะสุลาเวสี มหาสมุทรอินเดีย มหาสมุทรอินเดีย Mw ก
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 56 รูป 3.6. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซียแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของแผนดินไหว ขนาดใหญที่สุด (หนวย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลา (ก) 5 ป (ข) 10 ป (ค) 30 ป และ (ง) 50 ป (Pailoplee, 2017b) 500 กิโลเมตร เกาะบอรเนียว หมูเกาะสุลาเวสี มหาสมุทรอินเดีย มหาสมุทรอินเดีย Mw ข
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 57 3) เขตมุดตัวของเปลือกโลกรอบแนวหมูเกาะ ฟลิปปนส (Philippine Islands) Pailoplee และ Boonchaluay (2016) ประเมินแผนดินไหวขนาดใหญ ที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นไดในอีก 5-50 ป บริเวณเขตมุดตัว ของเปลือกโลกและรอยเลื่อนรอบหมูเกาะฟลิปปนส (รูป 3.7) พบวาพื้นที่โดยรอบเมืองดาเวาและมานาโด ซึ่งมีเขต มุดตัวของเปลือกโลกกระจายตัวอยูอยางหนาแนน เชน เขตมุดตัวของเปลือกโลกฮัลมาฮีรา เขตมุดตัวของเปลือก โลกฟลิปปนสและเขตมุดตัวของเปลือกโลกซันกิลดับเบิ้ล สามารถเปนแหลงกําเนิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 6.8-7.0 Mw ในอีก 5-10 ป (รูป 3.7ก-ข) ในขณะที่กลุม รอยเลื่อนที่กระจายตัวอยูตามหมูเกาะฟลิปปนส เปน พื้นที่ภัยพิบัติปานกลางเมื่อเปรียบเทียบกับเขตมุดตัวของ เปลือกโลก โดยผลการศึกษาบงชี้วารอยเลื่อนบนหมูเกาะ ฟลิปปนสมีโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด ประมาณ 5.6-7.0 Mw ในอีก 5-50 ป (รูป 3.7) นอกจากนี้ในกรณีของพื้นที่นอกชายฝงทาง ตะวันออกของประเทศไตหวัน ผลการประเมินบงชี้วา เปนพื้นที่ภัยพิบัติสูงเชนเดียวกัน ซึ่งสามารถเกิด แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 6.8-7.0 Mw ในอีก 5-50 ป (Pailoplee และ Boonchaluay, 2016) อยางไรก็ตาม เนื่องจากขอมูลแผนดินไหวที่กระจายตัวอยูอยางจํากัด เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ขางเคียง และไมเพียงพอตอการ วิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD ทําใหบริเวณรองลึก กนสมุทรปาลาวัน รองลึกกนสมุทรซูลูอาชิเพลาโกและ รองลึกกนสมุทรซูลู ถูกจัดใหเปนพื้นที่ไมมีกิจกรรม แผนดินไหว (aseismic zone) 4) รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) ในการ ประเมินแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได ตามแนวรอยเลื่อนสะกาย Pailoplee (accepted) วิเคราะหการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา a และคา b และประเมินแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้น ไดในอีก 5-50 ป (รูป 3.8) ซึ่งผลการประเมินสามารถ แบงรอยเลื่อนสะกายตามพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว ออกเปน 3 รอยเลื่อนยอย (รูป 3.8) ไดแก 1) รอยเลื่อนยอยในชวงเมืองมิตจีนา-ตอนเหนือ ของเมืองมัณฑะเลย (Myitkyina-Northern Mandalay Segment) ประเมินวามีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูง ที่สุด โดยมีโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 6.0- 7.0 Mw ในอีก 5-50 ป (รูป 3.8) 2) รอยเลื่อนยอยในชวง เ มื อ ง มั ณฑ ะเ ล ย-เ มื อ ง พ ะ โ ค (Mandalay-Bago Segment) มีโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 4.8- 5.2 Mw และ 5.6-6.0 Mw ในอีก 10-50 ป (รูป 3.8ข-ค) และ 3) รอยเลื่อนยอยในบริเวณนอกชายฝงทะเลอันดา มัน (Offcoast of Andaman Sea Segment) มีโอกาส เกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 6.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.8 ค) (Pailoplee, accepted) 5) ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand) Pailoplee และคณะ (2013a) ประเมิน แผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นไดในพื้นที่ ชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมา โดยผล การประเมินบงชี้วาทางตอนเหนือของเมืองปน (Mong Pan) ประเทศพมา บริเวณรอยเลื่อนแมจันและพื้นที่ โดยรอบเขื่อนปากแบง (Pak Beng Dam) ประเทศลาว เปนพื้นที่ซึ่งมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูงที่สุด โดย สามารถเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 5.5 Mw 6.0 Mw และ 7.0 Mw หากพิจารณาในอีก 5 ป 10 ป และ 50 ป ตามลําดับ (รูป 3.9) (Pailoplee และคณะ, 2013a) ในขณะที่พื้นที่สวนใหญของภาคเหนือของ ประเทศไทยมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวต่ํากวาพื้นที่ ขางเคียง โดยหากพิจาราณาที่ชวงเวลา 10 ป และ 50 ป ผลการประเมินบงชี้วามีโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญ ที่สุด ≤ 4.0-5.0 Mw (รูป 3.9ค) และ 5.5-6.0 Mw (รูป 3.9ง) ตามลําดับ (Pailoplee และคณะ, 2013a)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 58 รูป 3.7. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกและรอยเลื่อนรอบหมูเกาะฟลิปปนสแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (หนวย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลา (ก) 5 ป (ข) 10 ป (ค) 30 ป และ (ง) 50 ป (Pailoplee และ Boonchaluay, 2016)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 59 รูป 3.8. แผนที่รอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของประเทศพมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของแผนดินไหวขนาดใหญ ที่สุด (หนวย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลา (ก) 5 ป (ข) 10 ป และ (ค) 50 ป(Pailoplee, accepted) [รูป 3.9]
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 60 รูป 3.9. แผนที่กลุมรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคเหนือ ของประเทศไทย-ลาว-พมาแสดงการกระจายตัว เชิงพื้นที่ของแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (หนวย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลา (ก) 5 ป (ข) 10 ป และ (ค) 50 ป (Pailoplee และคณะ, 2013a) 6) ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand) Pailoplee (2014a) ประเมินแผนดินไหว ขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลา 5 ป 10 ป และ 50 ป (รูป 3.10) ผลการประเมินบงชี้วาพื้นที่ทาง ตอนเหนือของกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบในประเทศ พมามีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูงกวาพื้นที่ ตอนกลางและตอนใตของกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบที่ วางตัวอยูในภาคตะวันตกของประเทศไทย รูป 3.10. แผนที่กลุมรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (หนวย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลา (ก) 5 ป (ข) 10 ป และ (ค) 50 ป (Pailoplee, 2014a) 1 2 4 3 5 6 8 7 เมืองปน หลวงพระบาง เชียงใหม เลย เวียงจันทร 100oE 102oE 18oN 20oN 22oN 2 3 4 5 6 7
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 61 โดยกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบทางตอนเหนือมี โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 4.2-4.8 Mw 4.8- 5.6 Mw และ 5.8-6.8 Mw ในอีก 5 ป 10 ป และ 50 ป ตามลําดับ (รูป 3.10) สวนในกรณีของพื้นที่ตอนกลางและตอนใตของ กลุมรอยเลื่อนตามแนวราบที่วางตัวอยูในภาคตะวันตก ของประเทศไทย Pailoplee (2014a) ประเมินวามี โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด 3.8-4.0 Mw 4.2- 4.6 Mw และ 5.0-5.8 Mw ในชวงเวลา 5 ป 10 ป และ 50 ป ตามลําดับ (รูป 3.10) 7) ภาคใตของประเทศไทย (Southern Thailand) Pailoplee (2014b) วิเคราะหสมการ ความสัมพันธ FMD จากขอมูลแผนดินไหวที่เคยเกิดขึ้น ในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะรุย และประเมินแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้น ไดในชวงเวลา 10-100 ป (รูป 3.11ก) โดยผลการ ประเมินบงชี้วาในอีก 50 ป พื้นที่ภาคใตของประเทศไทย มีโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด ≤ 6.3 Mw และมี โอกาสใหญที่สุดถึง 6.8 Mw หากพิจารณาในอีก 100 ป (รูป 3.11ก) อยางไรก็ตามเนื่องจากขอมูลแผนดินไหวที่มีอยู อยางจํากัด ทําใหผลการวิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD ในพื้นที่ภาคใตของประเทศไทย มีความสอดคลอง ระดับปานกลางกับขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะห ดังนั้น Pailoplee (2014b) จึงสรุปวาผลการศึกษา ดังกลาวเปนการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว ในเบื้องตน และควรมีการตรวจวัดแผนดินไหวอยางมี ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอย เลื่อนคลองมะรุย เพื่อใชในการประเมินพฤติกรรมการ เกิดแผนดินไหวที่มีความแมนยํามากขึ้นในอนาคต (Pailoplee, 2014b) รูป 3.11. กราฟแสดงผลการประเมินพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวในบริเวณรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อนคลองมะ รุย (ก) แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (หนวย Mw) ที่สามารถเกิดขึ้นไดในชวงเวลาตางๆ ที่พิจารณา (ข) คาบ อุบัติซ้ํา (หนวย ป) การเกิดแผนดินไหวขนาดตางๆ ที่พิจารณา (Pailoplee, 2014b)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 62 นอกจากนี้ Yadav และคณะ (2011) ได ประเมินคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวในแตละขนาด จากสมการ (3.4) 1 exp(M) N T M M สมการ (3.4) กําหนดให TM คือ คาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหวในแตละขนาด M (หนวย ป) ซึ่งเปนสวนกลับ ของจํานวนหรือความถี่ของการเกิดแผนดินไหว NM โดย ประเมินจากคา และ ในแตละแหลงกําเนิด แผนดินไหว ซึ่งจากสมการ (3.4) และผลการวิเคราะห สมการความสัมพันธ FMD ในเชิงพื้นที่ นักแผนดินไหว หลายกลุมนําเสนอแผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ ของคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาดตางๆ จาก แหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญในภูมิภาคอาเซียน ไดแก 1) เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดา มัน (Sumatra-Andaman Subduction Zone) จากการประเมินคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวใน บริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน Pailoplee (2017a) แบงเขตมุดตัวของเปลือกโลก ดังกลาวออกเปน 3 พื้นที่ คือ บริเวณนอกชายฝงทาง ตะวันตกเฉียงเหนือและตะวันตกของเกาะสุมาตรา ซึ่งมี พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูง โดยมีคาบอุบัติซ้ําการ เกิดแผนดินไหวขนาด 5.0 Mw 6.0 Mw และ 7.0 Mw ประมาณ 1-3 ป 6-12 ป และ 10-30 ป ตามลําดับ (รูป 3.12) ถือวาเปนพื้นที่ซึ่งมีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหว สั้นเมื่อเปรียบเทียบกับแหลงกําเนิดแผนดินไหวอื่นๆ ในขณะที่พื้นที่ซึ่งมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวต่ํา กระจายตัวอยูทางตอนเหนือของชายฝงทางตะวันตกของ ประเทศพมาและหมูเกาะนิโคบาร โดยมีคาบอุบัติซ้ําการ เกิดแผนดินไหวในแตละขนาดยาวนาน 3 เทา ของเขต มุดตัวของเปลือกโลกทางตอนใต ดังที่อธิบายในขางตน ซึ่งผลจากการประเมินบงชี้วาแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw และ 7.0 Mw มีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวประมาณ 20-30 และ ≥ 100 ป ตามลําดับ (รูป 3.12ค-ง) (Pailoplee, 2017a) 2) เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะ อินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain) ผลการ ประเมินคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหว Pailoplee (2017b) พบวาเมืองสําคัญของประเทศอินโดนีเซียสวน ใหญตั้งอยูในบริเวณที่มีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหว สั้น เชน ตอนใตของเมืองปาเล็มบังและเมืองอัมบน (Ambon) มีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0 Mw และ 6.0 Mw ประมาณ < 5 ป และ 5-15 ป ตามลําดับ (รูป 3.13ก-ข) นอกจ ากนี้พื้นที่ซึ่งมีพฤติกรรมการเกิด แผนดินไหวต่ํา เชน ตอนเหนือของเมืองพรายา (Praya) และทางตะวันออกเฉียงใตของเมืองดิลี(Dili) มีคาบอุบัติ ซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw ยาวนาน > 50 ป (รูป 3.13ข) สวนในกรณีของการเกิดแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw (รูป 3.13ค) พบเพียงพื้นที่ขนาดเล็กทางตอนใต ของเมืองปาเล็มบัง ทางตะวันออกของเมืองปาลูและ พื้นที่ขางเคียงเมืองอัมบน ที่แสดงคาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหว < 30 ป ในขณะที่พื้นที่ขางเคียง มีคาบอุบัติ ซ้ําการเกิดแผนดินไหว > 50 ป ซึ่งถือวามีความปลอดภัย จากภัยพิบัติแผนดินไหวในชวงอายุโดยเฉลี่ยของมนุษย ในปจจุบัน (Pailoplee, 2017b) 3 คาบอบุติซ้ําการเกิดแผนดินไหว (Return Period)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 63 รูป 3.12. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามันแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคาบอุบัติซ้ํา (หนวย ป) การเกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw (Pailoplee, 2017a) [รูป 3.13] 0 10 20 30 40 50
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 64 รูป 3.13. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซียแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคาบอุบัติซ้ํา (หนวย ป) การเกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw (Pailoplee, 2017b) 3) เขตมุดตัวของเปลือกโลกรอบแนวหมูเกาะ ฟลิปปนส (Philippine Islands) Pailoplee และ Boonchaluay (2016) รายงานวาในแตละขนาด แผนดินไหวที่พิจารณา บริเวณนอกชายฝงทางตะวันออก ของประเทศไตหวันและทางตะวันออกของเขตมุดตัวของ เปลือกโลกฟลิปปนส รวมทั้งพื้นที่โดยรอบเขตมุดตัวของ เปลือกโลกฮัลมาฮีราและเขตมุดตัวของเปลือกโลกซันกิล ดับเบิ้ล มีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวสั้นเมื่อ เปรียบเทียบกับพื้นที่ขางเคียง เชน คาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหวขนาด 5.0-8.0 Mw มีคา < 1 ป 2-4 ป 5-20 ป และ 20-40 ป ตามลําดับ (รูป 3.14) ในขณะที่ตอน เหนือของรองลึกกนสมุทรมินาฮาสสาและทางตะวันออก ของรองลึกกนสมุทรซูลูมีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหว โดยเฉลี่ยที่ยาวนานกวาพื้นที่ขางเคียง โดยแผนดินไหว ขนาด 7.0 Mw มีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหว ประมาณ 100-150 ป (รูป 3.14ค-ง) (Pailoplee และ Boonchaluay, 2016) 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 65 รูป 3.14. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกและรอยเลื่อน รอบหมูเกาะฟลิปปนสแสดงการกระจายตัวเชิง พื้นที่ของคาบอุบัติซ้ํา (หนวย ป) การเกิด แผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw (Pailoplee และ Boonchaluay, 2016)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 66 4) รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) Pailoplee (accepted) ประเมินคาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหวขนาด 5.0-7.0 Mw ตามแนวรอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของประเทศพมา พบวาคาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหวขนาด 5.0 Mw มีคา < 20 ป ตลอดแนวรอย เลื่อน (รูป 3.15ก) ในขณะที่คาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหวขนาด 6.0 Mw และ 7.0 Mw มีความแตกตาง กัน โดย Pailoplee (accepted) แบงรอยเลื่อนสะกาย ออกเปน 3 รอยเลื่อนยอย สอดคลองกับการประเมิน แผนดินไหวขนาดใหญที่สุด ดังที่อธิบายในขางตน ซึ่ง แผนดินไหวขนาด 7.0 Mw มีคาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหวขนาด 20-60 ป บริเวณรอยเลื่อนยอยในชวง เมืองมิตจีนา-ตอนเหนือของเมืองมัณฑะเลย และประเมิน วารอยเลื่อนสวนดังกลาวมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว สูงที่สุด ในขณะที่รอยเลื่อนยอยในชวงเมืองมัณฑะเลย- เมืองพะโคแสดงคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw และ 7.0 Mw ประมาณ 30-50 ป และ 150- 300 ป (รูป 3.15ค-ง) สวนในกรณีของรอยเลื่อนยอยใน บริเวณนอกชายฝงทะเลอันดามัน ผลการประเมินคาบ อุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw มีคา 60-100 ป ซึ่งถือวาเปนรอยเลื่อนยอยที่มีภัยพิบัติต่ําที่สุดเมื่อ เปรียบเทียบกับรอยเลื่อนยอยสวนอื่นๆ 5) ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand) Pailoplee และคณะ (2013a) ประเมิน คาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 4.0-7.0 Mw บริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมา (รูป 3.16) บงชี้วาภาคเหนือของประเทศไทยโดยเฉพาะ จังหวัดนาน แพรและจังหวัดอุตรดิตถ เปนบริเวณที่มี พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวต่ํา โดยมีคาบอุบัติซ้ําการ เกิดแผนดินไหวขนาด 4.0-7.0 Mw ประมาณ 4-2,000 ป (รูป 3.16) ในขณะที่ตอนเหนือและตะวันออกเฉียงเหนือ ของเมืองปน ประเทศพมามีพฤติกรรมการเกิด แผนดินไหวสูง โดยผลการประเมินในพื้นที่ดังกลาวบงชี้ วาแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw มีคาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหว < 500 ป (รูป 3.16ง) 6) ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand) Pailoplee (2014a) ประเมินคาบอุบัติซ้ํา การเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0-7.0 Mw (รูป 3.17) โดยใน กรณีของแผนดินไหวขนาด 5.0 Mw (รูป 3.17ก) คาบ อุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวแตกตางกันในชวงเวลา 3-30 ป ในแตละพื้นที่ เชน พื้นที่ตอนเหนือของกลุมรอยเลื่อน ตามแนวราบมีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0 Mw ประมาณ 3-6 ป ในขณะที่พื้นที่ทางตอนใตของกลุม รอยเลื่อนตามแนวราบแสดงคาบอุบัติซ้ําการเกิด แผนดินไหวอยูในชวงเวลา 9-30 ป ในกรณีของการ ประเมินคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw ในพื้นที่ศึกษา (รูป 3.17ข) Pailoplee (2014a) รายงาน วาคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวอยูในชวงเวลา 30- 300 ป โดยพื้นที่ซึ่งมีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวที่ ยาวนานที่สุด (300 ป) สวนใหญอยูทางตอนเหนือสุดของ กลุมรอยเลื่อนตามแนวราบ และหากพิจารณาภัยพิบัติ แผนดินไหวของเขื่อนขนาดใหญ (สี่เหลี่ยมสีดําในรูป 3.17) ผลการประเมินบงชี้วาเขื่อนวชิราลงกรณอยูใน พื้นที่ซึ่งมีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวต่ํา คือ มีคาบ อุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0-7.0 Mw ประมาณ 30-1,500 ป ในขณะที่เขื่อนฮัทจี ในประเทศพมา เขื่อน ศรีนครินทรและเขื่อนทาทุงนา ของประเทศไทย มีคาบ อุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0 Mw 6.0 Mw และ 7.0 Mw ประมาณ 15 ป 30 ป และ 150 ป ตามลําดับ สวนในกรณีของรอยเลื่อนระนองและรอยเลื่อน คลองมะรุย ภาคใตของประเทศไทย Pailoplee (2014b) ประเมินในเบื้องตนวาแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw มีคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหวประมาณ 130 ป (ดูรูป 3.11 ประกอบ)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 67 รูป 3.15. แผนที่รอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของประเทศพมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคาบอุบัติซ้ํา (หนวย ป) การเกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw (Pailoplee, accepted) [รูป 3.16] 100 กิโลเมตร พมา ไทย ลาว Year ก 0 1 2 3 4 5
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 68 รูป 3.16. แผนที่กลุมรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ คาบอุบัติซ้ํา (หนวย ป) การเกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 4.0 Mw (ข) 5.0 Mw (ค) 6.0 Mw และ (ง) 7.0 Mw (Pailoplee และคณะ, 2013a) รูป 3.17. แผนที่กลุมรอยเลื่อนชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคาบอุบัติ ซ้ํา (หนวย ป) การเกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw (Pailoplee, 2014a) 1 2 4 3 5 6 8 7 เมืองปน หลวงพระบาง เชียงใหม เลย เวียงจันทร 100oE 102oE 18oN 20oN 22oN
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 69 นอกจากแผนดินไหวขนาดใหญที่สุดที่สามารถ เกิดขึ้นไดและคาบอุบัติซ้ําการเกิดแผนดินไหว Yadav และคณะ (2011) ยังประเมินและแสดงพฤติกรรมการ เกิดแผนดินไหวของแหลงกําเนิดแผนดินไหวในรูปแบบ ของโอกาสเกิดแผนดินไหว ( probability of occurrence) (หนวย %) ในแตละขนาดแผนดินไหวและ ชวงเวลาที่พิจารณา ดังแสดงในสมการ (3.5) P(M) 1 exp( t.exp( M)) t สมการ (3.5) กําหนดให Pt (M) คือ โอกาสเกิดแผนดินไหว ขนาด M ในชวงเวลาอีก t ป ซึ่งโดยทั่วไปสามารถแสดง ในรูปแบบของกราฟแสดงความสัมพันธระหวางโอกาส เกิดแผนดินไหวและขนาดแผนดินไหว เชน รูป 3.18 แสดงผลการประเมินโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดตางๆ (4.0-7.0 Mw) ในชวงเวลาที่พิจารณา (10-100 ป) ประเมินจาก 6 จังหวัด ทางภาคเหนือของประเทศไทย (Pailoplee และ Charusiri, 2015a) และเขื่อนขนาด ใหญ 3 เขื่อน ในภาคตะวันตกของประเทศไทย (Pailoplee, 2014a) ซึ่งจากรูป 3.18ก-ค บงชี้วาจังหวัด เชียงใหม ลําพูน และจังหวัดลําปาง มีโอกาสประมาณ 50% 70% และ 90% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0 Mw ในอีก 25 ป 50 ป และ 100 ป ตามลําดับ ในขณะที่ แผนดินไหวขนาด 6.0 Mw มีโอกาสประมาณ 15-40% ที่ จะเกิดขึ้นในอีก 25-100 ป นอกจากนี้ในพื้นที่จังหวัด แพร พะเยาและจังหวัดอุตรดิตถ (รูป 3.18ง-ฉ) มีโอกาส เกิดแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw ประมาณ 30% ในอีก 100 ป ในขณะที่จังหวัดเชียงใหม ลําพูน และจังหวัด ลําปาง ซึ่งตั้งอยูใกลกับรอยเลื่อนแมทาและรอยเลื่อน ลําปาง-เถิน มีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูงกวา จังหวัดแพร พะเยาและจังหวัดอุตรดิตถ ในกรณีของเขื่อนขนาดใหญในภาคตะวันตก ของประเทศไทย Pailoplee (2014a) รายงานวาเขื่อน ศรีนครินทรและเขื่อนทาทุงนา (รูป 3.18ช-ซ) ซึ่งตั้งอยู ใกลกับกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบบริเวณชายแดนภาค ตะวันตกของประเทศไทย-พมา มีโอกาส 96-97% 59- 62% และ 20-25% ที่แผนดินไหวขนาด 5.0 Mw 6.0 Mw และ 7.0 Mw จะเกิดขึ้นในอีก 50 ป หรือหาก พิจารณาชวงเวลาในอีก 100 ป พบวาทั้ง 3 เขื่อน ดังกลาว มีโอกาสประมาณ 40% ที่จะเกิดแผนดินไหว ขนาด 7.0 Mw ในขณะที่เขื่อนวชิราลงกรณ ซึ่งตั้งอยูใน พื้นที่ซึ่งยังไมเกิดแผนดินไหวในชวงเวลา 50 ป ที่ผานมา มีโอกาสเพียง 2% และ 10% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw ในอีก 50 ป และ 100 ป ตามลําดับ (รูป 3.18 ฌ) (Pailoplee, 2014a) นอกจากนี้จากสมการ (3.5) นักแผนดินไหว สามารถนําเสนอโอกาสเกิดแผนดินไหวในรูปแบบของ แผนที่ไดเชนกัน ซึ่งงานวิจัยในอดีตมักจะนําเสนอใน รูปแบบของแผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาดตางๆ ในชวงเวลา 50 ป ซึ่ง เปนชวงอายุการใชงานของสิ่งปลูกสรางพื้นฐานทั่วไป และอายุโดยเฉลี่ยของมนุษยในปจจุบัน ดังนั้นจากสมการ (3.5) และผลการวิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD ใน เชิงพื้นที่ นักแผนดินไหวหลายกลุมนําเสนอแผนที่แสดง การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาด ตางๆ จากแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญในภูมิภาค อาเซียน ไดแก 4 โอกาสเกิดแผนดินไหว (Probability of Occurrence)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 70 (ก) จังหวัดเชียงใหม (ข) จังหวัดลําพูน (ค) จังหวัดลําปาง (ง) จังหวัดแพร (จ) จังหวัดพระเยา (ฉ) จังหวัดอุตรดิตถ (ช) เขื่อนศรีนครินทร (ซ) เขื่อนทาทุงนา (ฌ) เขื่อนวชิราลงกรณ รูป 3.18. กราฟแสดงโอกาส (หนวย %) เกิดแผนดินไหวขนาดตางๆ ในอีก 10 ป25 ป 50 ป และ 100 ป ในพื้นที่ (ก-ฉ) 6 จังหวัด ทางภาคเหนือของประเทศไทย (Pailoplee และ Charusiri, 2015a) และ (ช-ฌ) 3 เขื่อน ขนาดใหญในภาคตะวันตกของประเทศไทย (Pailoplee, 2014e)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 71 1) เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดา มัน (Sumatra-Andaman Subduction Zone) Pailoplee (2017a) ประเมินโอกาสเกิดแผนดินไหว ขนาด 5.0-7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.19) พบวาตลอด แนวเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามันมีโอกาส 70-100% ที่แผนดินไหวขนาด 5.0-6.0 Mw จะเกิดขึ้น (รูป 3.19ก-ข) ในขณะที่พื้นที่ทางตอนเหนือของเขตมุด ตัวของเปลือกโลกระหวางชายฝงทางตะวันตกของ ประเทศพมาลงไปถึงตอนใตของหมูเกาะนิโคบาร มี โอกาส < 50% ที่แผนดินไหวขนาด 7.0 Mw จะเกิดขึ้น (รูป 3.19ค) แตยังคงมีโอกาส 90-100% ที่แผนดินไหว ขนาด 7.0 Mw จะเกิดขึ้นในอีก 50 ป ในบริเวณนอก ชายฝงทางตะวันตกของเกาะสุมาตรา (รูป 3.19ค) นอ กจ า กนี้ ผ ล กา รป ระเ มิ นโ อ กา ส เ กิ ด แผนดินไหวในเมืองสําคัญ 4 เมือง ที่ตั้งอยูใกลกับเขตมุด ตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน โดยพิจารณาที่ ชวงเวลา 5-50 ป บงชี้วาเมืองยางกุง ประเทศพมา มี โอกาสต่ําที่สุดที่จะเกิดแผนดินไหวเนื่องจากเขตมุดตัว ของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน โดยมีโอกาส 20-90% ที่แผนดินไหวขนาด 6.0 Mw จะเกิดขึ้นในอีก 5-50 ป ในขณะที่เมือง ซิตตเว (Sittwe) ประเทศพมา เมืองนิโค บาร (Nicobar) ประเทศอินเดีย และเมืองอาเจะห (Aceh) ประเทศอินโดนีเซีย มีโอกาสเกิดแผนดินไหว ขนาด 7.0 Mw ประมาณ 10% 20% 50% และ 60% ในอีก 5 ป 10 ป 30 ป และ 50 ป ตามลําดับ (Pailoplee, 2017a) รูป 3.19. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามันแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของโอกาส (หนวย %) เกิด แผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw ในอีก 50 ป (Pailoplee, 2017a)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 72 2) เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะ อินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain) Pailoplee (2017b) ประเมินโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0-7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.20) บงชี้วาในอีก 50 ป ตลอด แนวหมูเกาะอินโดนีเซียมีโอกาส > 80% ที่จะเกิด แผนดินไหวขนาด 5.0-6.0 Mw (รูป 3.20ก-ข) ในขณะที่ แผนดินไหวขนาด 7.0 Mw มีโอกาสเกิดแตกตางกัน โดย ทางตอนใตของเมืองปาเล็มบัง ทางตะวันออกของเมือง ปาลูและพื้นที่โดยรอบเมืองอัมบนมีโอกาส > 80% ที่จะ เกิดแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.20ค) รูป 3.20. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซียแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของโอกาส (หนวย %) เกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw ในอีก 50 ป (Pailoplee, 2017b) 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 73 3) เขตมุดตัวของเปลือกโลกรอบแนวหมูเกาะ ฟลิปปนส (Philippine Islands) Pailoplee และ Boonchaluay (2016) ประเมินโอกาสเกิดแผนดินไหว ขนาด 5.0-7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.21) พบวาในอีก 50 ป มีโอกาส 80-100% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาด 5.0-6.0 Mw ทั่วพื้นที่หมูเกาะฟลิปปนสรวมทั้งพื้นที่ ขางเคียง (รูป 3.21ก-ข) สวนในกรณีของแผนดินไหว ขนาด 7.0 Mw (รูป 3.21ค) บงชี้วาเขตมุดตัวของเปลือก โลกรอบแนวหมูเกาะฟลิปปนสมีโอกาสเกิดแผนดินไหว ประมาณ 70-90% ในอีก 50 ป รูป 3.21. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกและรอยเลื่อน รอบหมูเกาะฟลิปปนสแสดงการกระจายตัวเชิง พื้นที่ของโอกาส (หนวย %) เกิดแผนดินไหว ขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw ใน อี ก 5 0 ป (Pailoplee แ ล ะ Boonchaluay, 2016)
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 74 4) รอยเลื่อนสะกาย (Sagaing Fault) Pailoplee (accepted) ประเมินโอกาสเกิดแผนดินไหว ขนาด 5.0-7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.22) บงชี้วารอย เลื่อนสะกายมีโอกาส 90-100% ที่แผนดินไหวขนาด 5.0 Mw จะเกิดขึ้น (รูป 3.22ก) สวนในกรณีของโอกาสเกิด แผนดินไหวขนาด 6.0-7.0 Mw Pailoplee (accepted) แบงรอยเลื่อนสะกายออกเปน 3 รอยเลื่อนยอย โดยรอย เลื่อนยอยที่มีพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวสูงที่สุดอยู ในชวงเมืองมิตจีนาถึงตอนเหนือของเมืองมัณฑะเลย มี โอกาสเกิดแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw ประมาณ 60-70% ในขณะที่รอยเลื่อนยอยสวนอื่นๆ มีโอกาส < 50% ที่จะ เกิดแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.22ค) นอกจากนี้ผลการประเมินโอกาสในรายละเอียด ของเมืองสําคัญ 6 เมือง ที่ตั้งอยูในบริเวณใกลกับรอย เลื่อนสะกาย (เมืองมิตจีนา มัณฑะเลย ตองยี เนยปดอว พะโคและเมืองยางกุง) บงชี้วาเมืองมิตจีนาและเมืองเนย ปดอวเปนเมืองที่มีโอกาสไดรับผลกระทบจากภัยพิบัติ แผนดินไหวมากที่สุด โดยมีโอกาส 40-60% ที่จะเกิด แผนดินไหวขนาด 7.0 Mw ในอีก 50-100 ป ในขณะที่ เมืองมัณฑะเลยและยางกุง ซึ่งประเมินวาเปนเมืองที่มี พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวต่ําที่สุด มีโอกาส < 10% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาด 7.0 Mw ในอีก100 ป (Pailoplee, accepted) 5) ภาคเหนือของประเทศไทย (Northern Thailand) Pailoplee และ Charusiri (2015a) ประเมินโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาด 4.0-7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.23) บงชี้วามีโอกาส 90% ที่แผนดินไหว ขนาด 4.0 Mw จะเกิดขึ้นในอีก 50 ป (รูป 3.23ก) นอกจากนี้พื้นที่โดยรอบจังหวัดแพร อุตรดิตถและจังหวัด พะเยา มีโอกาสประมาณ 40-70% ที่จะเกิดแผนดินไหว ขนาด 5.0 Mw ในอีก 50 ป ในขณะที่พื้นที่ขางเคียง มี โอกาสประมาณ 70-90% (รูป 3.23ข) สําหรับแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw (รูป 3.23ค) พื้นที่ขางเคียงจังหวัดเชียงใหม ลําพูนและจังหวัดลําปาง มีโอกาส 20-40% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw ใน ป 50 ในขณะที่จังหวัดพะเยา แพรและจังหวัดอุตรดิตถ มีโอกาส < 20% สวนในกรณีของโอกาสเกิดแผนดินไหว ขนาด 7.0 Mw พบวาทั่วภาคเหนือของประเทศไทยมี โอกาส < 10% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาดดังกลาว ในอีก 50 ป (รูป 3.23ง) 6) ภาคตะวันตกของประเทศไทย (Western Thailand) Pailoplee (2014a) ประเมินโอกาสเกิด แผนดินไหวขนาด 5.0-7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.24) บงชี้วากลุมรอยเลื่อนตามแนวราบบริเวณชายแดนภาค ตะวันตกของประเทศไทย-พมามีโอกาส > 70% ที่จะเกิด แผนดินไหวขนาด 5.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.24ก) ในขณะที่หากพิจารณโอกาสเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0- 7.0 Mw ในอีก 50 ป (รูป 3.24ข) พบวามีโอกาสเกิด แผนดินไหวในแตละพื้นที่แตกตางกัน เชน ทางตอนเหนือ และตะวันตกเฉียงเหนือของกลุมรอยเลื่อนตามแนวราบ ที่ใกลกับรอยเลื่อนสะกาย มีโอกาส 70-90% และ 40- 60% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0-7.0 Mw ในอีก 50 ป ตามลําดับ สวนพื้นที่ตอนกลางของกลุมรอยเลื่อนตาม แนวราบ Pailoplee (2014a) จําแนกเปนพื้นที่ที่มี พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวปานกลาง มีโอกาส 30- 50% และ 10-20% ที่จะเกิดแผนดินไหวขนาด 6.0 Mw และ 7.0 Mw ตามลําดับ (รูป 3.24ข-ค) และหาก พิจารณาทางตอนใตซึ่งครอบคลุมรอยเลื่อนศรีสวัสดิ์และ รอยเลื่อนเจดียสามองค ภาคตะวันตกของประเทศไทย ผลการศึกษาบงชี้วามีโอกาส < 30% ที่จะเกิด แผนดินไหวขนาด 7.0 Mw (รูป 3.24ค)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 75 รูป 3.22. แผนที่รอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของประเทศพมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของโอกาส (หนวย %) เกิด แผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw ในอีก 50 ป (Pailoplee, accepted) [รูป 3.23]
บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 76 รูป 3.23. แผนที่ภาคเหนือของประเทศไทยแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของโอกาส (หนวย %) เกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 4.0 Mw (ข) 5.0 Mw (ค) 6.0 Mw และ (ง) 7.0 Mw ในอีก 50 ป (Pailoplee และ Charusiri, 2015a) รูป 3.24. แผนที่กลุมรอยเลื่อนบริเวณชายแดนภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ โอกาส (หนวย %) เกิดแผนดินไหวขนาด (ก) 5.0 Mw (ข) 6.0 Mw และ (ค) 7.0 Mw ในอีก 50 ป (Pailoplee, 2014a) กรุงเทพฯ เย ทวาย เชียงใหม เมืองปน เนยปดอว ตาก 98oE 100oE 13oN 16oN 19oN 22oN 1 2 3 4 5 6 7 9 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 กรุงเทพฯ เย ทวาย เชียงใหม เมืองปน เนยปดอว ตาก 98oE 100oE 13oN 16oN 19oN 22oN 1 2 3 4 5 6 7 9 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 กรุงเทพฯ เย ทวาย เชียงใหม เมืองปน เนยปดอว ตาก 98oE 100oE 13oN 16oN 19oN 22oN 1 2 3 4 5 6 7 9 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 3 พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหว 77 [1] Gutenberg, B. and Richter, C.F. 1944. Frequency of Earthquakes in California. Bulletin of the Seismological Society of America, 34: 185-188. [2] Pailoplee, S. and Choowong, M. 2013. Probabilities of Earthquake Occurrences in Mainland Southeast Asia. Arabian Journal of Geosciences, 6(12): 4993-5006. [3] Yadav, R.B.S., Tripathi, J.N., Shanker, D., Rastogi, B.K., Das, M.C. and Kumar, V. 2011. Probabilities for the Occurrences of Medium to Large Earthquakes in Northeast India and Adjoining Region. Natural Hazards, 56: 145-167. [4] Youngs, R.R. and Coppersmith, K.J. 1985. Implications of Fault Slip Rates and Earthquake Recurrence Models to Probabilistic Seismic Hazard Estimates. Bulletin of the Seismological Society of America, 75: 939-964. 5 แนะนําอานเพิ่มเติม (Supplementary Data)
บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 78 บทที่4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน Tectonic Stress “ คาคงที่ b จากสมการความสัมพันธการกระจายตัวความถี่-ขนาดแผนดินไหว (Frequency-Magnitude Distribution, FMD) มีนัยสําคัญถึงความเคนทางธรณีแปรสัณฐานที่สะสมอยูในแตละพื้นที่ยอยของแหลงกําเนิด แผนดินไหว โดยคา b ต่ํา/สูง หมายถึง ความเคนสูง/ต่ํา ดังนั้นการวิเคราะหความแตกตางของคา b ทั้งในเชิง เวลาและเชิงพื้นที่จึงสามารถประยุกตใชเปนสัญญาณบอกเหตุกอนเกิดแผนดินไหวขนาดใหญได ” จากสมการความสัมพันธ FMD (สมการ (3.1)) ซึ่งนําเสนอโดย Ishimoto และ Iida (1939) และ Gutenberg และ Richter (1944) หากวิเคราะหจาก ขอมูลแผนดินไหวในพื้นที่กวางและชวงเวลาการบันทึก ขอมูลแผนดินไหวที่ยาวนาน นักแผนดินไหวพบวาสมการ ความสัมพันธ FMD จะแสดงผลของคา b = 1.0 โดยประมาณ (Frolich และ Davis, 1993) แตจาก การศึกษาในเวลาตอมา เชน Wiemer และคณะ (1998) และ Gerstenberger และคณะ (2001) พบวาหาก กําหนดขอบเขตพื้นที่ศึกษาเล็กลงและกําหนดชวงเวลา ของขอมูลแผนดินไหวสั้นลง คา b จะมีการเปลี่ยนแปลง และแตกตางกันทั้งในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ที่พิจารณา (ตาราง 4.1) ดังนั้นนอกจากการประยุกตใชคา a และคา b จากสมการความสัมพันธ FMD เพื่อประเมินพฤติกรรม การเกิดแผนดินไหวในรูปแบบตางๆ เชน 1) แผนดินไหว ขนาดใหญที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได 2) คาบอุบัติซ้ําการ เกิดแผนดินไหวและ 3) โอกาสเกิดแผนดินไหว (Yadav และคณะ, 2011) นักแผนดินไหวหลายกลุมศึกษาการ เปลี่ยนแปลงคา b ในรายละเอียดและนัยสําคัญของการ เปลี่ยนแปลงดังกลาวที่สัมพันธกับกระบวนการทางธรณี แปรสัณฐานตางๆ ไดแก 1 การเปลี่ยนแปลงคา b (Variation of b Value)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน 79 ตาราง 4.1.ตัวอยางผลการวิเคราะหคา b จากพื้นที่ตางๆ ทั่วโลก พื้นที่ศึกษา คา b อางอิง ทั่วโลก 0.6-1.5 Udias และ Mezcua (1997) ตอนกลางของประเทศสหรัฐอเมริกา 0.6-1.6 Monterroso และ Kulhanek (2003) เหมืองแรในทวีปอเมริกาใต 0.5-1.5 McGarr (1984) เหมืองแรในประเทศสวีเดน 0.6-2.6 Nuannin และคณะ (2002) เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน 0.2-1.3 Pailoplee และคณะ (2013b) เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซีย 0.3-1.3 Pailoplee (2014d) เขตมุดตัวของเปลือกโลกรอบหมูเกาะฟลิปปนส 0.3-1.3 Pailoplee และ Boonchaluay (2016) รอยเลื่อนสะกาย ตอนกลางของประเทศพมา 0.4-1.5 Pailoplee (2013) กลุมรอยเลื่อนบริเวณภาคเหนือของประเทศไทย-ลาว-พมา 0.5-1.7 Pailoplee และคณะ (2013a) กลุมรอยเลื่อนบริเวณภาคตะวันตกของประเทศไทย-พมา 0.5-1.1 Pailoplee (2017c) 1) การปริแตกของหิน (rock fracture) Main และคณะ (1989) และ Rao และคณะ (2005) ศึกษาพฤติกรรมการปริแตกขอตัวอยางหินที่ถูกความเคน บีบอัดแตกตางกัน โดยวิเคราะหจากสมการความสัมพันธ FMD ระหวางความดังหรือแอมพลิจูดของเสียงปริแตก และจํานวนเสียงปริแตกในแตละระดับความดัง (รูป 4.1) ซึ่งผลการศึกษาพบวาในชวงเริ่มตนของการบีบอัดหิน สมการความสัมพันธ FMD แสดงคา b สูง (b = 2.3) และลดลงอยางตอเนื่องถึงคา b = 1.5 เมื่อหินเขาสู ภ า ว ะ ก า ร เ ป ลี่ ย น รู ป แ บ บ ยื ด ห ยุ น (elastic deformation) หลังจากนั้นเมื่อเพิ่มความเคนบีบอัดมาก ขึ้น หินจะสรางรอยแตกขนาดเล็กชุดใหมจํานวนมากและ แตกหักอยางรวดเร็วในเวลาตอมา ซึ่งผลการทดสอบ ดังกลาว Main และคณะ (1989) และ Rao และคณะ (2005) สรุปวาความสัมพันธระหวางความดังของเสียงปริ แตกและจํานวนเสียงปริแตกในแตละระดับความดัง แสดงคา b ต่ํา กอนการแตกหักของหิน ซึ่งอาจมี นัยสําคัญตอการแตกหักของหินกอนเกิดแผนดินไหว รูป 4.1. กราฟแสดงความสัมพันธระหวางความดังของ เสียง (หนวย dB) และจํานวนสะสมการเกิด เสียงในแตละระดับความดัง วิเคราะหจากความ เคนระดับตางๆ ที่ใชในการบีบอัดตัวอยางหิน (Rao และคณะ, 2005)
บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 80 2) กระจายตัวของกระเปาะแมกมา (magma chamber distribution) การแทรกดันของแมกมาใต พื้นโลกกอนการประทุของภูเขาไฟ ทําใหเกิดแผนดินไหว ขนาดเล็กถึงปานกลางจํานวนมากกระจุกตัวอยูเปนกลุม ในบริเวณภูเขาไฟ เรียกวา กระจุกแผนดินไหว (earthquake swarm) (สันติ ภัยหลบลี้, 2555a) ในทางวิทยาคลื่นไหวสะเทือน กระจุกแผนดินไหวไม สามารถจําแนกแผนดินไหวหลักหรือแผนดินไหวตามได และหากวิเคราะหสมการความสัมพันธ FMD ของกระจุก แผนดินไหวพบวามีคา b สูง (b = 1.0-2.5) (Wiemer และ McNutt, 1997; Wyss และคณะ, 2001) ซึ่ง แตกตางจากพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวที่สัมพันธกับ กระบวนการทางธรณีแปรสัณฐาน จากการศึกษางานวิจัยในอดีตพบวานัก แผนดินไหวหลายกลุมพยายามศึกษาการเปลี่ยนแปลงคา b ที่สัมพันธกับการแทรกดันของแมกมาใตภูเขาไฟสําคัญ ทั่วโลก (รูป 4.2) เชน ภูเขาไฟลองวัลเลย (Mt. Long Valley) (Wiemer และคณะ, 1998) ภูเขาไฟมอนทเซอ รัต (Mt. Montserrat) (Power และคณะ, 1998) และ ภูเขาไฟเอทนา (Mt. Etna) (Murru และคณะ, 1999) ใน ประเทศอิตาลี ภูเขาไฟรีเดาท (Mt. Redoubt) (Power และคณะ, 1994) และภูเขาไฟเซนต เฮเลน (Mt. St. Helens) (Wiemer และ McNutt, 1997) ในประเทศ สหรัฐอเมริกา เปนตน ซึ่งผลการศึกษาบงชี้วาคา b ใน พื้นที่ภูเขาไฟมีคา b > 1.0 โดยเฉพาะในบริเวณที่ ประเมินวาเปนประเปาะแมกมามักจะมีคา b > 1.5 Sanchez และคณะ (2004) ศึกษาการกระจาย ตัวเชิงพื้นที่ของคา b ใตภูเขาไฟพินาตูโบ ประเทศ ฟลิปปนส (รูป 4.3) เพื่อวิเคราะหรูปรางและประเมิน ปริมาตรกระเปาะแมกมา (magma chamber) ที่อยูใต พื้นโลก โดยใชขอมูลแผนดินไหว 1,406 เหตุการณ ที่ ตรวจวัดไดในชวงเดือนมิถุนายน-เดือนสิงหาคม ค.ศ. 1991 ซึ่ง Sanchez และคณะ (2004) แบงพื้นที่ใตภูเขา ไฟพินาตูโบเปนพื้นที่ยอยและวิเคราะหคา b ในแตละ พื้นที่ยอยโดยใชขอมูลแผนดินไหวที่อยูใกลพื้นที่ยอยมาก ที่สุดจํานวน 100 เหตุการณ กระเปาะแมกมาลึก 2 กิโลเมตร กระเปาะแมกมาลึก 6 กิโลเมตร กระเปาะแมกมาลึก 3-6 กิโลเมตร รูป 4.2. แบบจําลอง 3 มิติแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b ใตภูเขาไฟ (ก) ภูเขาไฟเอทนา (Murru และคณะ, 1999) (ข) ภูเขาไฟรีเดาท(Power และคณะ, 1994) และ (ค) ภูเขาไฟเซนตเฮเลน (St. Helens) (Wiemer และ McNutt, 1997) พื้นที่ สีขาว/เทา หมายถึง คา b สูง/ต่ํา
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน 81 ผลการศึกษาบงชี้วาคา b แปรผันอยูในชวง 1.0-1.8 และพบคา b สูง ในบริเวณโดยรอบปลองภูเขา ไฟพินาตูโบที่ความลึก 0-4 กิโลเมตร และพื้นที่ทาง ตะวันออกเฉียงใตของปลองภูเขาไฟที่ความลึก 8 กิโลเมตร (รูป 4.3) ซึ่งจากการศึกษาความเร็วของคลื่น ปฐมภูมิ (Mori และคณะ, 1996) และขอมูลศิลาวรรณา (Rutherford และ Devine, 1996) บงชี้วาแมกมาที่เปน สาเหตุการประทุของภูเขาไฟพินาตูโบ เมื่อวันที่ 15 เดือน มิถุนายน ค.ศ. 1991 อยูที่ความลึก 7-11 กิโลเมตร สอดคลองกับพื้นที่แสดงคา b สูง ดังกลาว รูป 4.3. (ก) แบบจําลอง 3 มิติแสดงการกระจายตัวเชิง พื้นที่ของคา b ใตภูเขาไฟพินาตูโบ โดยมองจาก ทางตะวันตกเฉียงเหนือ (ข-ค) ภาคตัดขวาง แนวนอนที่ความลึก 2 กิโลเมตร และ 10 กิโลเมตร (Sanchez และคณะ, 2004) สามเหลี่ยมสีขาว คือ ทอภูเขาไฟ นอกจากนี้ Schorlemmer และคณะ (2003) ศึกษาการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b ทางตอนใตของ เขตมุดตัวของเปลือกโลกทีเฮเนียน (Tyrrhenian Subduction Zone) ประเทศอิตาลี พบวาที่ความลึก 90-200 กิโลเมตร ใตหมูเกาะภูเขาไฟ (volcanic arc) มี คา b สูงกวาพื้นที่ขางเคียง (b = 2.0-2.5) (รูป 4.4ก) ซึ่ง จากสวนเบี่ยงเบนมาตรฐานของคา b < 0.2 บงชี้วาคา b ที่วิเคราะหไดมีความนาเชื่อถือและพื้นที่แสดงคา b สูง ดังกลาว คือ กระเปาะแมกมาของภูเขาไฟใตเขตมุดตัว ของเปลือกโลกดังกลาว รูป 4.4. ภาคตัดขวางเขตมุดตัวของเปลือกโลกบริเวณ แผนที่มุดลงไปในชั้นเนื้อโลก ( intraslab earthquake) แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ ของ (ก) คา b และ (ข) สวนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ของคา b (Schorlemmer และคณะ, 2003) 3) พฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวตาม (aftershock activity) Wiemer และคณะ (2002) วิเคราะหคา b และอัตราการสลายตัวของแผนดินไหว ตามหรือคา p (Utsu และคณะ, 1995) จากขอมูล แผนดินไหวตาม 11,000 เหตุการณ ที่เกิดขึ้นหลังจาก แผนดินไหวหลักขนาด 7.1 Mw บริเวณเหมืองแรเฮคเตอร (Hector Mine) ในป ค.ศ. 1999 และเปรียบเทียบกับ แผนดินไหวแลนเดอร (Lander Earthquake) ขนาด 7.3 Mw ที่เกิดในป ค.ศ. 1992 ในประเทศสหรัฐอเมริกา
บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 82 ผลการศึกษาบงชี้วาพื้นที่ปริแตกของรอยเลื่อน (rupture area) จากแผนดินไหวหลักมีคา b สูง (b = 1.2) ในขณะที่พื้นที่ทางตอนเหนือของพื้นที่ปริแตกมีคา b ต่ํา (b = 0.7) (รูป 4.5ก) นอกจากนี้ผลการวิเคราะห การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา p (รูป 4.5ข) บงชี้วาทาง ตอนเหนือของพื้นที่ปริแตกมีคา p สูงที่สุด และเกิด แผนดินไหวตามจํานวนมากในพื้นที่ดังกลาว Utsu และ คณะ (1995) จึงสรุปวาคา p สูง แสดงถึงพื้นที่เสี่ยงตอ การเกิดแผนดินไหวตาม สอดคลองกับคา b ต่ํา ที่แสดง ถึงความเคนทางธรณีแปรสัณฐานสูงเนื่องจากการเลื่อน ตัวของรอยเลื่อนในชวงเกิดแผนดินไหวหลัก (Utsu และ คณะ, 1995) นอกจากนี้ผลการวิเคราะหทั้งในกรณีของ แผนดินไหวบริเวณเหมืองแรเฮคเตอรและแผนดินไหว แลนเดอร บงชี้วาทิศทางการปริแตกของแผนดินไหวหลัก สงผลกระทบตอการเปลี่ยนแปลงความเคนทางธรณีแปร สัณฐานจากแผนดินไหวหลักและการกระจายตัวของ แผนดินไหวตาม รูป 4.5. แผนที่เหมืองแรเฮคเตอร ประเทศสหรัฐอเมริกาแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ (ก) คา b และ (ข) คา p (Wiemer และคณะ, 2002) ดาวสีขาว คือ จุดศูนยกลางแผนดินไหวหลัก เสนสีเทา คือ พื้นที่ปริแตก วงกลม ในรูป ก คือ ปริมาณการเลื่อนตัวของรอยเลื่อนจากแผนดินไหวหลัก สีดํา/เทา หมายถึง เลื่อนตัวมาก/นอย 4) แผนดินไหวจากการทําเหมืองแร (mining seismicity) การทําเหมืองแรโดยเฉพาะเหมืองแรใตดิน สามารถเหนี่ยวนําใหเกิดแผนดินไหวได เชน การ เปลี่ยนแปลงความเคนในพื้นที่เนื่องจากน้ําหนักกดทับ ของหินเดิมเปลี่ยนแปลงหรือการระเบิดเพื่อทําเหมืองแร ซึ่งปจจุบันมีการศึกษาพฤติกรรมการเกิดแผนดินไหวใน บริเวณเหมืองแรจากหลายวิธี เชน Melnikov และคณะ (1996) ศึกษาความเคนเพื่อใชเปนสัญญาณบอกเหตุ แผนดินไหว (earthquake precursor) ในเหมืองแรคิบบิ นี่ (Khibiny Mine) ประเทศรัสเซีย ในขณะที่ Holub (1996) วิเคราะหคา b จากขอมูลแผนดินไหวที่เกิดจาก เหมืองแรในสาธารณรัฐเช็ก ซึ่งผลการวิเคราะหพบวาใน บริเวณที่เกิดแผนดินไหวขนาดเล็กหรือขนาดปานกลางมี คา b ต่ํากวาพื้นที่ขางเคียง
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน 83 นอกจากนี้ Nuannin และคณะ (2002) วิเคราะหการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลาจากขอมูล แผนดินไหวจากการระเบิดเพื่อทําเหมืองแรซิงกรูวาน (Zinkgruvan mine) ในประเทศสวีเดน โดยใชขอมูล แผนดินไหวขนาด 1.6-2.6 Mw จํานวน 3,432 เหตุการณ ที่เกิดในชวงป ค.ศ. 1996-2000 ผลการวิเคราะหพบคา b แปรผันอยูในชวง 0.5-1.5 (รูป 4.6) และพบการลดลง ของคา b อยางผิดปกติ 2 ครั้ง โดยในชวงปลายป ค.ศ. 1998 พบคา b ลดลงจากคา b = 1.5 จนกระทั่งคา b = 0.8 หลังจากนั้นจึงเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่สุด (2.4 Mw) ในพื้นที่ทางตะวันออกของเหมืองแร รูป 4.6. กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลา (เสนประ) และลําดับการเกิดแผนดินไหวขนาด ตางๆ (เสนตรงแนวตั้ง) ในเหมืองแรซิงกรูวาน ประเทศสวีเดน (Nuannin และคณะ, 2002) 5) สัญ ญ าณบอ กเหตุแผนดินไ ห ว (earthquake precursor) จากการศึกษาคา b จาก ขอมูลแผนดินไหวที่สัมพันธกับเขตมุดตัวของเปลือกโลก และรอยเลื่อน Mogi (1962) Scholz (1968) และ Wyss (1973) พบคา b มีความสัมพันธกับความเคนทางธรณี แปรสัณฐานที่สะสมอยูในพื้นที่ โดยคา b ต่ํา/สูง หมายถึง ความเคนสูง/ต่ํา ซึ่งบริเวณที่มีการสะสมความ เคนสูงมักจะเกิดแผนดินไหวในเวลาตอมา (Grunthal และคณะ, 1982) และจากความสัมพันธระหวางคา b และความเคนทางธรณีแปรสัณฐานดังกลาว นัก แผนดินไหวหลายกลุมประยุกตใชเพื่อวิเคราะหสัญญาณ บอกเหตุแผนดินไหวในแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญทั่ว โลก ไดแก Chan และคณะ (2012) วิเคราะหการ เปลี่ยนแปลงคา b ทั้งในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ ในชวง เวลา 1 ป กอนเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 6.0 ML ใน ประเทศไตหวัน ในชวงป ค.ศ. 1999-2009 โดยแบงพื้นที่ ศึกษาเปนพื้นที่ยอยขนาด 20×20 ตารางกิโลเมตร และ ในแตละพื้นที่ยอยใชขอมูลแผนดินไหวที่อยูในรัศมี 30 กิโลเมตร จากพื้นที่ยอย (เปรียบเทียบไดกับพื้นที่ปริแตก ของแผนดินไหวขนาด 6.0 ML ) ในการวิเคราะหคา b ผล การวิเคราะหบงชี้วาจุดศูนยกลางแผนดินไหวขนาด ≥ 6.0 ML จํานวน 19 เหตุการณ อยูในพื้นที่ซึ่งมีคา b ต่ํา เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ขางเคียง (รูป 4.7) รูป 4.7. แผนที่ประเทศไตหวันแสดงแสดงการกระจาย ตัวเชิงพื้นที่ของคา b กอนเกิดแผนดินไหว ขนาด ≥ 6.0 ML (ดาวสีขาว) (ก) แผนดินไหว เชงกุง (Chengkung) ป ค.ศ. 2003 (ข) แผนดินไหวเมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม ค.ศ. 2009 บริเวณนอกชายฝงของประเทศไตหวัน (Chan และคณะ, 2012)
บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 84 ในสวนของการวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลา Chan และคณะ (2012) พบวาในชวงเวลา 1 ป กอนเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 6.0 ML คา b ที่จุด ศูนยกลางแผนดินไหวมีคา < 50% ของคา b โดยรวม ของพื้นที่ศึกษา Chan และคณะ (2012) จึงสรุปวาการ วิคราะหคา b สามารถใชเปนสัญญาณบอกเหตุ แผนดินไหวขนาด ≥ 6.0 ML ได ผลการศึกษาของ Chan และคณะ (2012) สอดคลองกับผลการศึกษาจาก Wyss และ Stefansson (2006) ซึ่งสรุปวาคา b ต่ํา มีนัยสําคัญถึงพื้นที่ปริแตก หรือจุดศูนยกลางแผนดินไหวขนาดใหญ สวนในกรณีของ Ogata และ Katsura (1993) และ Papadopoulos และคณะ (2010) นําเสนอวาคา b สามารถใชเปน สัญญาณบอกเหตุแผนดินไหวขนาดใหญได ในขณะที่ Main และคณะ (1989) อธิบายวาในภาวะปกติ ผลการ วิเคราะหคา b ในพื้นที่ประเทศญี่ปุนมีความแปรผันอยู ในชวง 0.5-1.5 แตในชวงเวลากอนเกิดแผนดินไหวคา b มักจะมีคา ≤ 0.5 ซึ่งสอดคลองกับผลการศึกษาของ Hendersonและคณะ (1994) ในประเทศบราซิล ดังนั้น เพื่อที่จะประเมินพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหวขนาด ใหญในอนาคตในภูมิภาคอาเซียน นักแผนดินไหวหลาย กลุมนําเสนอแผนที่แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b ในแหลงกําเนิดแผนดินไหวสําคัญในภูมิภาคอาเซียน ไดแก ในพื้นที่ทางตอนใตของเขตมุดตัวของเปลือก โลกสุมาตรา-อันดามัน (ระหวางหมูเกาะนิโคบาร-ตอน ใตของเกาะสุมาตรา) Nuannin และคณะ (2005) ศึกษาการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b จากขอมูล แผนดินไหวจํานวน 624 เหตุการณ ในชวงเวลา 5 ป (ค.ศ. 2000-2004) กอนเกิดแผนดินไหวขนาด 9.0 Mw เมื่อวันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 ทางตอนเหนือ ของเกาะสุมาตรา โดยแบงพื้นที่ศึกษาเปนพื้นที่ยอย ขนาด 5x5 ตารางกิโลเมตร และวิเคราะหคา b ในแต ละพื้นที่ยอยจากขอมูลแผนดินไหวที่อยูใกลพื้นที่ยอย มากที่สุด 50 เหตุการณ (รัศมีการคัดเลือกขอมูล แผนดินไหวแตกตางกันในแตละพื้นที่ยอย) ซึ่งแตกตาง จากการวิเคราะหคา a และคา b เพื่อใชในการประเมิน พฤติกรรมการแผนดินไหว (ดูรายละเอียดในบทที่ 3) ที่ ใชขอมูลแผนดินไหวที่เกิดขึ้นในแตละพื้นที่ยอยซึ่งมี จํานวนแตกตางกันมาวิเคราะห รูป 4.8 แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b ในแตละพื้นที่ของเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตราอันดามัน บงชี้วาพื้นที่โดยรอบจุดศูนยกลางแผนดินไหว ขนาด 9.0 Mw มีคา b ต่ํากวาพื้นที่ขางเคียง Nuannin และคณะ (2005) จึงสรุปวาความแตกตางของคา b ใน เชิงพื้นที่สัมพันธกับการเกิดแผนดินไหวและสามารถใช ประเมินพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหวขนาดใหญใน อนาคตได ในกรณีของพื้นที่ทางตอนเหนือของเขตมุดตัว ของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน (ระหวางชายฝงทาง ตะวันตกขอ งประเทศ พมา-หมูเกา ะนิโคบาร) Pailoplee และคณะ (2013b) ประเมินพื้นที่เสี่ยงตอ การเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw จากความผิดปกติ ของคา b ตามสมมุติฐานที่ Nuannin และคณะ (2005) นําเสนอไว 2 เกาะสุมาตรา-อันดามัน (Sumatra-Andaman Island)
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน 85 รูป 4.8. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดา มัน (ตอนใต) แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของ คา b (Nuannin และคณะ, 2005) จุดสีขาว คือ ขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะห โดย Pailoplee และคณะ (2013b) แบง ขอมูลแผนดินไหวที่ผานกระบวนการปรับปรุงฐานขอมูล แผนดินไหวออกเปน 2 ชุดขอมูล ตามชวงเวลาการเกิด แผนดินไหว คือ ขอมูลแผนดินไหวในชวงป 1) ค.ศ. 1980-1994 และ 2) ค.ศ. 1980-2003 (รูป 4.9ก-ข) เพื่อทดสอบความสัมพันธระหวางคา b และพฤติกรรม การเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw ซึ่งผลการ วิเคราะหโดยใชขอมูลแผนดินไหวที่อยูใกลพื้นที่ยอยมาก ที่สุด 50 เหตุการณ(Nuannin และคณะ, 2005) พบวา แผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw มักจะเกิดขึ้นตามมาใน พื้นที่ซึ่งแสดงคา b ต่ํากวาพื้นที่ขางเคียง รูป 4.9. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน แสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b (ตอนเหนือ) วิเคราะหจากขอมูลแผนดินไหวในชวงป (ก) ค.ศ. 1980-1994 (ข) ค.ศ. 1980-2003 และ (ค) ค.ศ. 1980- 2010 (Pailoplee และคณะ, 2013b) ดาวสีแดง คือ แผนดินไหวขนาด ≥ 6.0 Mw ที่เกิดขึ้นภายใน 5 ป หลังจากชวงเวลาของฐานขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะห
บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 86 รูป 4.9ก แสดงผลการวิเคราะหการกระจาย ตัวเชิงพื้นที่ของคา b โดยใชขอมูลแผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 1980-1994 พบพื้นที่ซึ่งแสดงคา b ต่ํากวาพื้นที่ ขางเคียง 2 พื้นที่ คือ 1) นอกชายฝงทางตอนใต และ 2) นอกชายฝงทางตอนเหนือของหมูเกาะนิโคบาร หลังจากนั้นจึงเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 6.0 Mw จํานวน 4 เหตุการณในบริเวณที่มีคา b ต่ํา ทางตอนใต และอีก 2 เหตุการณทางตอนเหนือ ซึ่งเนื่องจากขอมูล แผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะหมีจํานวนจํากัด (ค.ศ. 1980-1994) ทําใหความผิดปกติของคา b ต่ํา ทางตอน เหนือไมชัดเจน แตหากพิจารณาขอมูลแผนดินไหว ในชวงป ค.ศ. 1980-2003 (รูป 4.9ข) ผลการวิเคราะห แสดงคา b ต่ํา ชัดเจนมากขึ้นและเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 6.0 Mw ตามมา จึงสรุปวาสมมุติฐานของ Nuannin และคณะ (2005) สามารถนํามาใชวิเคราะหคา b เพื่อ ประเมินพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหวขนาดใหญใน อนาคตได ดังนั้น Pailoplee และคณะ (2013b) จึง วิเคราะหการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b โดยใชขอมูล แผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 1980-2010 (รูป 4.9ค) ซึ่งผล การวิเคราะหพบพื้นที่ซึ่งแสดงคา b ต่ํากวาพื้นที่ขางเคียง 3 พื้นที่ ไดแก 1) ชายฝงทางตะวันตกของประเทศพมา 2) ตอนเหนือของหมูเกาะนิโคบาร และ 3) ตอนใตของ หมูเกาะนิโคบาร อยางไรก็ตามหากพิจารณาเหตุการณ แผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw ที่เกิดในชวงป ค.ศ. 2010- 2013 (ชวงเวลาหลังจากขอมูลแผนดินไหวที่ใชในการ วิเคราะห) พบแผนดินไหวขนาด 7.5 Mw เกิดขึ้นทาง ตอนใตของหมูเกาะนิโคบารดังนั้น Pailoplee และคณะ (2013b) จึงสรุปวาพื้นที่ 1) ชายฝงทางตะวันตกของ ประเทศพมา และ 2) ตอนเหนือของหมูเกาะนิโคบาร ซึ่ง ยังไมเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw เปนพื้นที่เสี่ยงตอ การเกิดแผนดินไหวขนาดใหญในอนาคต (รูป 4.9ค) นอกจากนี้ Nuannin และคณะ (2012) วิเคราะหการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b อีกครั้ง ทาง ตอนใตของเขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน โดยใชขอมูลแผนดินไหวขนาด ≥ 4.5 Mw ในชวงป ค.ศ. 2000-2010 (รูป 4.10) ผลการศึกษาบงชี้วาพื้นที่ศึกษามี คา b โดยเฉลี่ยประมาณ 1.08±0.01 แตมีความแตกตาง กันในแตละพื้นที่ยอยอยูในชวง 0.58-2.40 ซึ่งมีพื้นที่ยอย หลายพื้นที่แสดงคา b ต่ํากวาพื้นที่ขางเคียง และมี แผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw อยางนอย 15 เหตุการณ เกิดในบริเวณที่มีคา b ต่ํา ดังกลาว (รูป 4.10) รูป 4.10. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดา มันแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b วิเคราะหจากขอมูลแผนดินไหวในชวงปค.ศ. 2000-2010 (Nuannin และคณะ, 2012) ดาวสีเหลือง คือ แผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw ที่เกิดในชวงเวลาเดียวกันกับฐานขอมูล แผนดินไหวที่ใชในการวิเคราะห
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน 87 เพื่อที่จ ะศึกษาในรายละเอียดของการ เปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลา Nuannin และคณะ (2012) แบงพื้นที่ศึกษาซึ่งมีคา b ต่ํา ออกเปน 6 พื้นที่ยอย (รูป 4.10) และใชขอมูลแผนดินไหวในแตละพื้นที่ยอยมา วิเคราะหการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลา โดยในแตละ ชวงเวลาการวิเคราะหคา b Nuannin และคณะ (2012) ใชวิธีการขยายกรอบชวงเวลาการคัดเลือกขอมูล แผนดินไหวจนกระทั่งสามารถคัดเลือกขอมูลแผนดินไหว จํานวน 50 เหตุการณ (Nuannin และคณะ, 2005) เพื่อ วิเคราะหคา b หลังจากนั้นเลื่อนชวงเวลาการวิเคราะห คา b ในทุก 5 เหตุการณ ของขอมูลแผนดินไหว อยางไรก็ตามสืบเนื่องจากพื้นที่ยอยที่ 3 ในรูป 4.10 เปนพื้นที่เดียวกันกับพื้นที่ศึกษาของ Nuannin และคณะ (2005) ดังนั้น Nuannin และคณะ (2012) จึง ไมพิจารณาเหตุการณแผนดินไหวขนาด 9.0 Mw เมื่อ วันที่ 26 เดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 ในการศึกษานี้ โดย ผลการวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลาแสดงใน รูป 4.11 และมีรายละเอียด ดังนี้ รูป 4.11. กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลา วิเคราะหจากขอมูลแผนดินไหวที่เกิดในแตละพื้นที่ยอย ตามเขต มุดตัวของเปลือกโลกสุมาตรา-อันดามัน (Nuannin และคณะ, 2012) เสนสีเทาแนวตั้งแสดงสวนเบี่ยงเบน มาตรฐานของคา b ลูกศรแสดงเวลาเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw
บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 88 พื้นที่ยอยที่ 1: (รูป 4.11ก) เปนพื้นที่ยอยซึ่งเคย เกิดแผนดินไหวขนาด 7.5 Mw ในป ค.ศ. 2009 ซึ่ง Nuannin และคณะ (2012) พบวามีความแปรผันของคา b อยูในชวง 0.60-1.93 และพบคา b เพิ่มขึ้นอยาง รวดเร็วในชวงตนป ค.ศ. 2005 หลังจากนั้นคา b ลดลง อยางตอเนื่องถึง 0.9 และเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw ตามมา โดยมีชวงเวลานับตั้งแตมีการลดลงของคา b จนกระทั่งเกิดแผนดินไหวประมาณ 4 ป พื้นที่ยอยที่ 2: (รูป 4.11ข) พบความแปรผัน ของคา b อยูในชวง 0.55-2.40 ซึ่งหลังจากเหตุการณ แผนดินไหวขนาด 7.2 Mw ในเดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 พบคา b เพิ่มขึ้นถึง 2.40 ในชวงตนป ค.ศ. 2005 แสดง ถึงการคลายความเคนทางธรณีแปรสัณฐานหลังจากเกิด แผนดินไหวดังกลาว หลังจากนั้นคา b เริ่มลดลงอีกครั้ง จนมีคาประมาณ 0.9 ในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2005 และเกิดแผนดินไหวขนาด 7.2 Mw หลังจากมีการลดลง ของคา b ประมาณ 2-3 เดือน พื้นที่ยอยที่ 3: รูป 4.11ค แสดงผลการ วิเคราะหการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลา บงชี้วาคา b แปรผันอยูในชวง 0.81-1.93 โดยคา b เพิ่มขึ้นถึง 1.93 จนกระทั่งกลางป ค.ศ. 2005 พบการลดลงของคา b อยางตอเนื่องถึงระดับต่ําที่สุด 0.81 ในชวงตนป ค.ศ. 2009 หลังจากนั้นจึงเกิดแผนดินไหวขนาด 7.6 Mw ใน เดือนกันยายน ค.ศ. 2009 (รูป 4.11ค) พื้นที่ยอยที่ 4: พบความแตกตางของคา b อยูในชวง 0.63-1.93 โดยมีแผนดินไหวขนาด 7.0-7.9 Mw จํานวน 4 เหตุการณ เกิดขึ้นในพื้นที่ยอยดังกลาวและสัมพันธกับ การเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลา (รูป 4.11ง) เชน พบคา b เพิ่มขึ้นถึงคาสูงที่สุดประมาณ 1.93 จนกระทั่งตนป ค.ศ. 2005 หลังจากนั้นคา b ลดลงอยางตอเนื่องถึง 0.63 หลังจากนั้นในเดือนกันยายน ค.ศ. 2007 เกิด แผนดินไหวขนาด 7.9 Mw และ 7.0 Mw พื้นที่ยอยที่ 5: ผลการวิเคราะหในรูป 4.11จ บงชี้วาคา b แปรผันอยูในชวง 0.68-1.28 แตมีรูปแบบ การเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลาคอนขางซับซอน โดย ในชวงตนเดือนมิถุนายน ค.ศ. 2000 และเดือน กุมภาพันธ ค.ศ. 2001 เกิดแผนดินไหวขนาด 7.9 Mw และ 7.4 Mw ในชวงเวลาที่คา b ลดลงจากคา b = 1.3 จนกระทั่งคา b = 0.7 หลังจากนั้นในเดือนกุมภาพันธ ค.ศ. 2001 พบการเพิ่มขึ้นอยางตอเนื่องของคา b จนกระทั่งคา b = 1.3 ในชวงปลายป ค.ศ. 2004 และ ลดลงอีกครั้งถึง 0.7 ในชวงกลางป ค.ศ. 2007 และ หลังจากนั้นจึงเกิดแผนดินไหวขนาด 8.5 Mw ในเดือน กันยายน ค.ศ. 2007 (รูป 4.11จ) พื้นที่ยอยที่ 6: (รูป 4.11ฉ) เปนพื้นที่ยอยซึ่งเคย เกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw จํานวน 3 เหตุการณ และผลการวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงคา b เชิงเวลาบงชี้ วามีความแปรผันอยูในชวง 0.58-1.42 โดยในชวงเริ่มตน พบคา b สูงถึง 1.3-1.4 แตในเวลาตอมาพบคา b ลดลง อยางตอเนื่องถึง 0.58 ในชวงตนเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2006 ซึ่งหลังจากนั้นประมาณ 2 สัปดาหจึงเกิด แผนดินไหวขนาด 7.7 Mw และพบคา b สูงขึ้นอีกครั้งถึง 1.4 ในชวงปลายป ค.ศ. 2006 แสดงถึงการคลายความ เคนทางธรณีแปรสัณฐานหลังจากเกิดแผนดินไหวขนาด 7.7 Mw ดังกลาว และหลังจากนั้นคา b คงที่ประมาณ 1.1 และเกิดแผนดินไหวขนาด 7.5 Mw และ 7.0 Mw ใน ป ค.ศ. 2007 และ ค.ศ. 2009 ตามลําดับ (รูป 4.11ฉ) จากผลการศึกษาดังกลาว Nuannin และคณะ (2012) สรุปวาเหตุการณแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw ทั้งหมด 15 เหตุการณ มักจะเกิดในชวงเวลาหรือ หลังจากคา b มีการลดลง ดังนั้นคา b จึงสามารถใชเปน สั ญ ญ า ณ บ อ ก เ ห ตุ แ ผ น ดิ น ไ ห ว ข น า ด ใ ห ญ ไ ด
วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน 89 ในการประเมินพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหว ขนาด ≥ 7.0 Mw ในบริเวณเขตมุดตัวของเปลือกโลกตาม แนวหมูเกาะอินโดนีเซีย Pailoplee (2014d) ใช ฐานขอมูลแผนดินไหวที่ผานกระบวนการปรับปรุง ฐานขอมูลแผนดินไหวจนมีความสมบูรณทั้งในเชิง ปริมาณและคุณภาพ ซึ่งในขั้นตอนแรกของการวิเคราะห มุงเนนทดสอบและศึกษารูปแบบการเปลี่ยนแปลงคา b ที่สัมพันธกับการเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw โดย Pailoplee (2014d) แบงขอมูลแผนดินไหวออกเปน 2 ชุดขอมูล ตามชวงเวลาการเกิดแผนดินไหว คือ ขอมูล แผนดินไหวในชวงป 1) ค.ศ. 1980-2000 และ 2) ค.ศ. 1980-2005 ซึ่งผลการวิเคราะหการกระจายตัวเชิงพื้นที่ ของคา b โดยใชขอมูลแผนดินไหวที่อยูใกลแตละพื้นที่ ยอยมากที่สุด 50 เหตุการณ (Nuannin และคณะ, 2005) จากขอมูลแผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 1980-2000 (4.12ก) พบวามีพื้นที่แสดงคา b ต่ํากวาพื้นที่ขางเคียง อยางชัดเจน (b = 0.5-0.7) เชน พื้นที่เขตมุดตัวของ เปลือกโลกในบริเวณนอกชายฝงเมืองปาดัง-เมือง จาการตา (Padang-Jakarta Segment) นอกจากนี้ยัง พบพื้นที่ขนาดเล็กที่มีคา b ต่ํา กระจายตัวอยูทาง ตะวันออกของแนวหมูเกาะอินโดนีเซีย (รูป 4.12ก) ซึ่งใน เวลาตอมาเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw อยางนอย 5 เหตุการณ ในบริเวณที่มีคา b ต่ํา ดังกลาว นอกจากนี้ Pailoplee (2014d) วิเคราะหคา b จากขอมูลแผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 1980-2005 (รูป 4.12ข) พบวาพื้นที่แสดงคา b ต่ํา จากรูป 4.12ก มีความ ชัดเจนมากขึ้น และเกิดแผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw เพิ่มขึ้นอีก 4 เหตุการณ หลังจากป ค.ศ. 2005 (รูป 4.12 ข) บงชี้วาสมมุติฐานของ Nuannin และคณะ (2005) ใช วิเคราะหพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหวขนาดใหญใน อนาคตตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซียได ดังนั้นเพื่อที่จะประเมินพื้นที่เสี่ยงตอการเกิด แผนดินไหวขนาดใหญในอนาคตตามแนวหมูเกาะ อินโดนีเซีย Pailoplee (2014d) ประยุกตใชสมมุติฐาน ของ Nuannin และคณะ (2005) เพื่อวิเคราะหการ กระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b กับขอมูลแผนดินไหว ในชวงป ค.ศ. 1980-2010 โดยแบงขอมูลแผนดินไหว ออกเปน 2 ชุดขอมูล ตามความลึกของแผนดินไหว คือ 1) ความลึก ≤ 40 กิโลเมตร ซึ่งเปนแผนดินไหวที่เกิด ระหวางแผนเปลือกโลกและภายในแผนเปลือกโลก ซึ่งมี โอกาสเปนทั้งแหลงกําเนิดแผนดินไหวและสึนามิ และ 2) ความลึก > 40 กิโลเมตร ซึ่งเปนแผนดินไหวที่เกิดจาก แผนเปลือกโลกสวนที่มุดลงไปใตพื้นโลก ในกรณีของแผนดินไหวระดับตื้นที่เกิดระหวาง และภายในแผนเปลือกโลก (รูป 4.13ก) พบพื้นที่แสดง คา b ต่ํา 8 พื้นที่ ซึ่งสวนใหญอยูใกลกับเมืองสําคัญของ ประเทศอินโดนีเซีย เชน เมืองปาเล็มบัง พรายา บาจาวา (Bajawa) และเมืองอัมบน เปนตน สืบเนื่องจากขอมูล แผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 2010-2013 บงชี้วาไมมี แผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw เกิดขึ้น Pailoplee (2014d) จึงสรุปวาพื้นที่ดังกลาวมีโอกาสเปนพื้นที่เสี่ยง ตอการเกิดแผนดินไหวขนาดใหญในอนาคต (รูป 4.13ก) ในสวนของแผนเปลือกโลกสวนที่มุดลงไปใตพื้นโลก พบ พื้นที่ขนาดเล็กแสดงคา b ต่ํา จํานวน 8 พื้นที่ เชน ตอน ใตของเมืองจาการตา (Jakarta) ตอนเหนือและตอนใต ของเมืองยอรกจาการตา (Yogyakarta) รวมทั้งตอน เหนือของเมืองบาจาวา (รูป. 4.13ข) ซึ่งจากขอมูล แผนดินไหวในชวงป ค.ศ. 2010-2013 บงชี้วาเกิด 3 แนวหมูเกาะประเทศอินโดนีเซีย (Indonesian Island Chain)
บทที่ 4 ความเคนทางธรณีแปรสัณฐาน วิทยาคลื่นไหวสะเทือนเชิงสถิติ 90 แผนดินไหวขนาดใหญ 2 เหตุการณ ในพื้นที่แสดงคา b ต่ํา ในพื้นที่ทางตอนเหนือของเมืองดิลีและเมืองอัมบน ดังนั้น Pailoplee (2014d) จึงสรุปวาพื้นที่แสดงคา b ต่ํา และยังไมเกิดแผนดินไหวขนาดใหญที่เหลืออีก 6 พื้นที่ มีโอกาสเปนพื้นที่เสี่ยงตอการเกิดแผนดินไหวขนาด ใหญในอนาคต รูป 4.12. แผนที่เขตมุดตัวของเปลือกโลกตามแนวหมูเกาะอินโดนีเซียแสดงการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคา b วิเคราะห จากขอมูลแผนดินไหวในชวงป(ก) ค.ศ. 1980-2000 และ (ข) ค.ศ. 1980-2005 (Pailoplee, 2014d) ดาว สีแดง คือ แผนดินไหวขนาด ≥ 7.0 Mw ที่เกิดขึ้นภายใน 5 ป หลังจากชวงเวลาของฐานขอมูลแผนดินไหวที่ ใชในการวิเคราะห [รูป 4.13]