6. วิชาแผ่นดินไหว (Seismology)

      ในบทความนี้ จะได้เรียนรู้ถึงความแตกต่างกันทั้งสามประเภทของคลื่นไหวสะเทือน เพราะคลื่นเหล่านี้เดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ขณะที่ความเร็วที่แท้จริงของคลื่นพี และคลื่นเอสแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับโครงสร้างของวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่าน

      อัตราส่วนระหว่างความเร็วของคลื่นสองคลื่นจะมีค่าคงที่สัมพันธ์กันในการเกิดแผ่นดินไหวเกือบทุกครั้งที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปแล้ว คลื่นพีจะเคลื่อนที่ได้เร็วว่าคลื่นเอส 1.7 เท่า

                การใช้อัตราส่วนนี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณ ระยะทางระหว่างจุดใด ๆ บนพื้นผิวโลก กับจุดศูนย์กลางของแผ่นดินไหว (Earthquake’s focus) การเกิดการสั่นสะเทือนจนเกิดความเสียหาย การวัดจะวัดได้จากเครื่องวัดแผ่นดินไหว เครื่องนี้จะทำการตรวจสอบความแตกต่างของคลื่นที่เกิดขึ้น

รูปจากคลื่นไหวสะเทือนที่เกิดขึ้น เครื่องวัดแผ่นดินไหวสามารถจับ และแบ่งค่าความถี่ได้

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

      การทำแบบนี้ก็เพื่อหาระยะทางระหว่างเครื่องวัดแผ่นดินไหว กับศูนย์กลางของการเกิดแผ่นดินไหว โดยนักวิทยาศาสตร์มีความจำเป็นที่จะต้องรู้เวลาที่คลื่นจะเดินทางมาถึง

รูปเครื่องวัดแสดงให้เห็นคลื่นต่าง ๆ

      ด้วยข้อมูลเหล่านี้ พวกเขาก็จะทราบเวลาที่จะมาถึงระหว่างคลื่นทั้งสองคลื่น และจากการตรวจสอบแผนภูมิพิเศษของนักวิทยาศาสตร์ที่จะบอกพวกเขาถึงระยะทางของคลื่นที่จะเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับการล่าช้าของการมาถึงของคลื่นแต่ละแบบ

       ถ้ามีการรวบรวมข้อมูลเครื่องวัดแผ่นดินไหว ได้สามจุด หรือมากกว่านั้น จะสามารถคำนวณหาตำแหน่งของจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวได้ โดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่า สามเหลี่ยมหาระยะ (Trilateration) (เป็นหลักการของระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก หรือจีพีเอส (Global Positioning System: GPS) ด้วยดาวเทียม)

รูปวิธีการสามเหลี่ยมหาระยะ

วิดีโออธิบายการหาตำแหน่งบนพื้นโลกด้วยวิธีการสามเหลี่ยมหาระยะ

หลักการพื้นฐานของมันก็คือ การลากวงกลมจินตนาการลงบนแผ่นที่ล้อมรอบแต่ละที่ ที่มีเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่สามารถตรวจจับได้ จากจุดศูนย์กลางไปจนถึงระยะที่เครื่องวัดจับได้เราเรียกว่าค่า เอ็กซ์ (X) ซึ่งเป็นจุดที่เครื่องตั้งอยู่ไปจนถึงจุดศูนย์กลางที่เป็นรัศมี

      ถ้าเครื่องวัดแผ่นดินไหววัดได้เพียงวงกลม 2 วง จากทั้งหมด มีความเป็นไปได้ที่จะมีจุดศูนย์กลางของแผ่นดินไหวอยู่ถึง 2 ที่ ที่วงกลมทั้ง 2 ตัดกัน  

รูปเครื่องตรวจจับแผ่นดินไหวจับได้เพียง 2 จุด ความเป็นไปได้ที่จะเป็นศูนย์กลางของแผ่นดินไหวจะมี 2 ที่

      หน่วยที่วัดได้คือ ระยะทาง มีหน่วยเป็นกิโลเมตร หรือเป็นไมล์ เครื่องวัดแผ่นดินไหวคือจุดศูนย์กลางของวงกลมแต่ละเครื่อง วงกลมทั้งสามวงตัดกันที่ใด มีความเป็นไปได้สูงว่าที่นั่นคือจุดศูนย์กลางของแผ่นดินไหวนั่นเอง

รูปการหาจุดศูนย์กลางของแผ่นดินไหวด้วยวิธีการสามเหลี่ยมหาระยะ

7. ปรากฏการณ์ไหล

      ในบางพื้นที่ ความเสียหายที่เกิดจากการแผ่นดินไหวที่มีความรุนแรงส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ไหล หรือ การเกิดธรณีสูบ (Liquefaction: การที่ดินทรายแปลงสถานะเป็นของเหลว เนื่องจากการเกิดความดันสูง จนทำให้เป็นของเหลว)

วิดีโอแสดงปรากฏการณ์ไหลของตะกอนดิน

      เกิดจากการที่ดินทรายในบริเวณหนึ่งได้รับน้ำแล้วจนมันอิ่มตัว ไม่สามารถรับน้ำไว้ได้อีก โชคร้ายที่เกิดแผ่นดินไหวในบริเวณนี้ ความรุนแรงของการสั่นสะเทือนของการเกิดแผ่นดินไหวทำให้ตะกอนที่อยู่บริเวณนั้นหลวมตัว และทำให้มันสามารถเลื่อนไหลได้เหมือนของเหลว จนทำให้ตะกอนดินทรายบริเวณนั้นถูกแรงบีบอัดทำให้ตะกอนพวกนี้อาจไหลพุ่งขึ้นมา หรือบางครั้งก็ยุบตัวไหลลงไปใต้พื้นดิน กรณีนี้มักจะเกิดขึ้นเป็นหย่อม ๆ และอาจจะเกิดเป็นแนวก็ได้ 

รูปการเกิดปรากฏการณ์ไหลของดิน

      เมื่อบ้าน อาคาร หรือสิ่งปลูกสร้าง ตั้งอยู่ในบริเวณเหล่านี้ ปรากฏการณ์ไหลของดินบริเวณนั้นทำให้สิ่งปลูกสร้างอาจเกิดการยุบตัว และพังลงมาได้ง่ายขึ้น พื้นดินสิ่งก่อสร้างพัฒนาสูงตั้งอยู่บนวัสดุที่วางตัวแบบหลวม ๆ ก็อาจประสบความเสียหายอย่างรุนแรงได้ ถึงแม้เกิดแผ่นดินไหวที่ไม่ค่อยรุนแรงก็ตาม

รูปการเกิดปรากฏการณ์ไหลของตะกอนดินจนบ้านเอียง

วิดีโอหลังจากการแผ่นดินไหวแล้ว ก็เกิดปรากฏการณ์ไหลของตะกอนดิน ที่ไครสต์เชิร์ช ประเทศนิวซีแลนด์

การคำนวณจุดเริ่มต้นของการเกิดแผ่นดินไหว นักวิทยาศาสตร์ยังจะต้องวัดความแรงของมัน ซึ่งในหัวข้อหน้าจะได้กล่าวถึงมาตราวัดริตเตอร์

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ปลาใหญ่มักตายน้ำตื้น”